金殿林场低产低效林分改造研究

刘代亿，赵航文，杨 峰，曾 琳，张雁辉，任仕伟，李 彬，李云东

(1. 云南森林自然中心，云南 昆明 650224； 2. 云南省林业调查规划院，云南 昆明 650224； 3. 中国科学院昆明动物研究所，云南 昆明 650223)

低产低效林改造是培育森林的重要措施之一，也是林业生产的重要组成部分，同时也是提高森林质量、改善生态环境的最佳良策，其目的是使现有低产低效林分通过改造培育达到经营效益合理、保持水土以及提高其综合效能[1]。低产低效林改造技术的研究工作一直是国内外比较重视的问题，但由于各国森林资源差异，经济发达程度和工业化水平不一致，以及对森林价值取向的不同，其改造技术也有不同的发展途径。在美国、瑞典、日本等国，一般是通过皆伐后用人工更新的改造方式，采取集约经营培育速生丰产林。国内对低产林改造工作的研究开始于20世纪50年代末期，生产部门也对次生林改造进行过大量的生产实践，取得了积极的效果[2-8]。本文以金殿林场为探讨对象，根据林场森林资源现状和经营管理情况，客观分析和探讨低产低效林产生的原因，期望找到一条适宜林场低产低效林改造的有效途径和措施，为林场今后的林业生产工作提供指导意见和建议，对林场科学经营国有森林资源具有重要现实意义。

1 改造区域概况

1.1 林场基本概况

金殿林场，始建于1956年，前身为方旺林场金殿营林区[9]，是一个集“云南森林自然中心”“云南省野生动植物救护繁育中心”“云南金殿国家森林公园”为一体的多功能生态公益型林场，也是云南省林业和草原局直管的唯一国有林场。林场为正处级公益一类事业单位，核定编制81人，现有在职职工69人。林场地处昆明市东北近郊，地跨双龙、龙泉、茨坝、滇源4个街道办事处，地理位置为东经102°43′～102°53′，北纬25°04′～25°11′。现管护有双乳山、园宝山、平顶山、长虫山、石关、摩天岭、三尖山7个林区，土地总面积1 801.0 hm2[10]。

1.2 森林资源现状

根据2019年森林资源监测数据显示，林场土地总面积1 801.0 hm2，其中：林业用地面积1 739.37 hm2，占96.6%；非林业用地地面积61.63 hm2，占3.4%。森林面积1 515.67 hm2，活立木总蓄积量157 420 m3，森林覆盖率84.2%，林木绿化率84.6%。生态公益林与商品林比重为6∶4，天然林与人工林比重为2∶8，针叶林与阔叶林比重为7∶3，纯林与混交林比重为8∶2。

1.3 存在的主要问题

1)林分密度过大，林木良莠不齐。林场区域内云南松(Pinusyunnanensis)、华山松(P.armandii)、圆柏(Sabinachinensis)、圣诞树(Acaciadealbata)等林分密度过大，部分小班林分密度超4 500株/hm2，在有限的空间内竞争养分，单株林木分配的营养不足，导致林木生长不良。加之密度过大，林木自然竞争激烈易导致林内枯死林木较多，易滋生林业有害生物，不利于林木的健康生长。

2)灾害林木多，健康等级低。现有圣诞树人工纯林321.9 hm2，占21.2%，占比较大。加之，圣诞树抗旱性和抗寒性较差，尤其2010、2015、2016年发生历史罕见的洪涝灾害及雨雪冰冻灾害，造成大面积的圣诞树折断、冻害、枯死，且枯死、病害林木易滋生林业有害生物，存在潜在的生物安全。

3)珍稀树种较少，生物多样性低。林内乔木由华山松、云南松、柏木、桉树等树种构成，珍稀树种较少，树种结构单一，层次结构简单。同时，林内常绿树种主要以针叶树种为主，阔叶树种比重小，且圣诞树、桉树等树种对林下植被具有一定破坏性，灌木层以蔷薇植物为主，草本层以紫茎泽兰为主，林下植物种类稀少，生物多样性低。

4)林相层次不齐，缺乏景观价值。现有林分多为人工起源的针叶树纯林，年龄以中龄林、近熟林为主，结构层次欠佳，对森林整体效能的发挥具有一定局限性。同时，针阔混交林比例较小，乔木层较为发达，易导致灌木层和草本层植被单一，甚至缺失，林相层次参差不齐，缺少季相变化，景观效果较差。

2 低产低效林形成原因分析

2.1 树种选择不当，自然灾害频发

林场地处低纬度高海拔地区，受季风和海拔影响，年降雨量分布不均，旱涝、风害、冻害等自然灾害频繁，树种选择显得尤为重要。由于过去为建设生物隔离带引进圣诞树，营造了大面积纯林，却忽略了对造林地自然属性和造林树种生物学特性的研究，尤其缺乏对圣诞树抗旱性、抗寒性的深入研究，造成因旱涝、冻害等自然灾害导致大面积圣诞树死亡，这是低产低效林形成的主要原因，且受害林木易滋生林业有害生物，存在潜在的生物安全隐患。此外，由于圣诞树天然更新能力极强，受害林木死亡后为幼树更新提供了生长空间，快速更新的幼树很快就抢占了其他树种的营养空间，若不及时清除，种植的其他树种也难以成活、成林，甚至可能造成更新造林徒劳。

2.2 栽培树种配置不当，造林密度过大

由于林场地处昆明市城市面山，地理位置特殊，当时为尽快将荒山绿化起来，大面积栽植圣诞树、柏树、云南松、华山松等纯林，短期对荒山的绿化效果较为明显，也充分发挥了昆明城市面山绿化和生态建设的重要作用，生态和社会效益较为显著。但从长远来看，大面积的营造纯林，种植树种单一，且林分结构简单，存在诸多问题和不足，这为林业有害生物发生埋下了隐患，这是造成林场森林总体质量不高的主要原因，也是低产低效林形成的主要原因之一。同时，当时为确保造林成活率，种植密度甚至超过4 500株/hm2，虽然达到了绿化目的，但密度过大造成林木在有限的空间竞争营养，生长极易受到限制，且由于林木竞争造成林内植被大量枯死，具有潜在森林火灾、林业有害生物安全隐患。

2.3 政策体制限制较大，经营管理措施未跟上

森林抚育在森林的生长发育过程中占有举足轻重的作用，实施抚育间伐是提高林木生长的有效经营措施。根据林场资源现状调查显示，存在大面积密度过大的云南松、华山松、圣诞树、柏木、桉树等林分，按照森林经营管理技术要求，急需对密度过大林分进行抚育间伐、森林改造等经营措施，但由于现行林业政策和林场区位特殊性限制，抚育措施未能及时跟上，未能对符合抚育间伐的林分全面抚育到位。虽然林场对密度过大林分进行了多次抚育，但由于现行林业政策抚育强度的限制，间伐强度还未达到最佳，林木分化现象严重，这也是林场低产低效林产生的原因之一。

3 低产低效林改造措施

3.1 调整林分密度，提高林木生长营养空间

调整林分密度是提高林木生长营养空间的有效措施，而抚育间伐又是调整林分密度的最直接手段。对现有林分密度过大的华山松、云南松林分宜采取抚育间伐措施降低林分密度，提高林木生长营养空间，从而提高林分生长率。首先，应根据培育目的控制好间伐强度，克服因间伐强度过大造成“开天窗”现象，若培育以生态效益为主的生态林，宜保留1 500～1 800株/hm2；若要培育大径材用材林，宜保留750～1 200株/hm2。其次，间伐时应坚持“间密留匀、去劣留优”和“宜采则采、宜留则留”的原则，坚决禁止“拔大毛”式的抚育间伐。此外，间伐时除清除间伐活立木外，还应清除枯立木、风倒木和病虫木等不利于林内卫生的林木，以及劣质林木、畸形木、长势衰弱林木、下层林木等，为保留林木提供较好的水、肥、光照条件；同时还需清除间伐木的枝垭、梢头、伐桩等采伐剩余物，为保留林木生长提供良好的卫生条件，减少林业有害生物滋生和繁衍的场所。

3.2 调整林分结构，提高林分稳定性和景观效果

调整林分结构是林分改造最常见的技术措施，可通过树种结构调整来改变现有林分结构。林场大部分低产低效林分多为圣诞树、桉树、柏木等林分，可通过树种更替种植营造针阔混交林，从而调整树种结构和林分层次结构，以提高林分的抗逆性和生产力。改造时，应根据不同树种采取不同的改造方法：(1)对于柏木低产低效林分，可采用带状改造逐步替换种植其他树种，宜选择种植旱冬瓜(Alnusnepalensis)、麻栎(Quercusacutissima)、球花石楠(Photiniaglomerata)等乡土阔叶树种，与原生植被形成针阔混交林；(2)对于圣诞树、桉树低产低效林分，宜采取全面皆伐后替换种植其他树种，强调乡土树种的应用，选择具有观赏价值、经济价值和地方特色的树种，同时充分考虑乔木与灌木树种、观花与观叶树种、针叶与阔叶树种的合理配置，逐步提高林分的稳定性和景观效果，从而增加林场森林资源的生态和社会价值。

3.3 实行补植补造，提高现有林地利用率

对林内存在“天窗”现象的林分和郁闭度低于0.3的针叶疏林，可在林中空地种植麻栎、清香木、旱冬瓜、滇朴、栾树等阔叶树种，与原生植被形成针阔混交林，提高林地利用率，从而增加单位面积林地生产力；增加针阔混交林比重，改善林分结构，从而提高林分的抗逆性，降低林业有害生物和森林火灾的发生率。补植时，应伐除原有生长不良的林木，保护好原有的乔木、灌木树种和草本植物，根据原有林木的分布格局定位开穴，采取成行或成团栽植等补植方式，对于山顶、山脊等土壤瘠薄的地块，因地制宜，宜乔则乔、宜灌则灌，乔木、灌木树种合理配植，灌木树种可选择杜鹃(Rhododendronsimsii)、杨梅(Myricarubra)、山茶(Camelliajaponica)、红花檵木(Loropetalumchinense)、小叶黄杨(Buxussinica)等。

3.4 实施封山育林，解决造林困难地块绿化难题

鉴于多次造林失败经验教训，对石关、摩天岭、三尖山林区地势陡峭、土壤贫瘠的造林困难地块建议实施封山育林措施，充分利用森林的自我更新能力逐步恢复成林。实施封山育林时，应坚持“天然更新为主，人工下种为辅”的原则，充分贯彻近自然林业经营理念，保护好天然更新能力极强的旱冬瓜、云南松等母树和原生灌木、草本植被，通过育乔、保灌、护草等措施，促进群落的进展演替，逐步恢复为一个完整的森林生态系统。根据生产实践经验，通过封育成长起来的林分多为混交复层，林分结构较为稳定，防护抗灾能力较强。因此，在林业生产实际工作中，因地制宜选择适宜的经营措施显得尤为重要，切忌盲目实施人工造林，实践证明实施封山育林可以有效解决造林困难地块绿化难题。

4 结论与讨论

4.1 结论

1)通过查阅林场资源档案，结合资源现状调查结果，客观分析得出金殿林场低产低效林形成的原因主要是栽培树种选择不当、自然灾害频发，栽培树种配置不当、种植密度过大，政策体制限制较大、造林后经营管理措施不到位等。结合林场生产工作实际，有针对性地提出：调整林分密度，提高林木生长营养空间；调整林分结构，提高林分稳定性和景观效果；实行补植补造，提高林地利用率；实施封山育林，解决困难地块绿化难题等4条改造措施，为今后林场林业生产工作提供一定的指导建议。

2)林分改造时，应以近自然林业经营理念为指导，以变低效为高效、变纯林为混交林、变疏林为密林、变单层林为复层林，改低产为高产、改劣质为优质的“四变两改”为改造目标，因地制宜，选择适宜的改造方法和措施，逐步改善林木生长环境和整体林相，不断提高现有群落进展演替的速度，进一步丰富林场区域物种多样性，逐步增强森林生态系统稳定性，最大地发挥森林的生态、经济和社会效益，从而提高林场森林资源整体质量。

3)林分改造时，树种选择是最为关键的环节，树种选择正确与否事关整个改造工作的成败。根据林场功能定位和发展方向，结合树种生物学特性，探究筛选出适宜金殿林场的造林树种37个，其中，乔木阔叶树种(24个)：球花石楠、云南拟单性木兰(Parakmeriayunnanensis)、高大含笑(Micheliagigantea)、晚春含笑(Micheliafigo)、大花卫矛(Euonymusgrandiflorus)、香油果(Linderacommunis)、小果冬青(Ilexmicrococca)、厚皮香(Ternstroemiagymnanthera)、银杏(Ginkgobiloba)、麻栎、旱冬瓜、滇朴(Celtistetrandra)、香樟(Cinnamomumcamphora)、栾树(Koelreuteriapaniculata)、清香木(Pistaciaweinmannifolia)、白玉兰(Micheliaalba)、红花木莲(Manglietiainsignis)、黄连木(Pistaciachinensis)、元宝枫(Acertruncatum)、垂丝海棠(Malus halliana)、马樱花(Rhododendrondelavayi)、紫薇(Lagerstroemiaindica)、红梅(Prunusmume)、红枫(Acerpalmatum)；乔木针叶树种(3个)：滇油杉、云南松、华山松；灌木树种(10个)：高山杜鹃(Rhododendronlapponicum)、山茶、红叶石楠(Photiniafraseri)、红花檵木、月季(Rosachinensis)、花椒(Zanthoxylumbungeanum)、小叶黄杨、小叶女贞(Ligustrumquihoui)、矮杨梅，为今后林场林业生产经营树种选择提供参考和借鉴。

4.2 讨论

低产低效林改造是提高森林整体质量、改善森林景观效果、完善生态系统的有效手段之一，也是林业生产建设中的一项重要工作，尽管目前国内外对低效林改造已开展了很多研究和实践工作，但改造工作涉及技术、政策、资金等诸多方面的问题和障碍。在实际工作中，林业主管部门和经营单位要着力处理好政策、技术、资金3个方面的问题。

4.2.1政策方面

低产低效林改造的一个瓶颈是受现行林业政策限制，致使很多急需改造的林分不能及时进行改造。

1)受林木采伐限额的限制：由于采伐限额指标是以5年为一个规划期，一次性下达了5年期间的年度采伐限额指标，且年度采伐限额指标不能跨年度使用，易造成年度限额指标不够或浪费现象，特别是遇到突发自然灾害影响形成的低产低效林分，由于限额指标限制很难及时进行改造。

2)受其他管理政策的限制：金殿林场是一个集国家森林公园、自然保护地、天保工程区为一体的综合性林场，在实际生产经营活动中，既要考虑林场的实际发展需要，又要考虑国家森林公园、自然保护地、天保工程区等政策管理要求，生产经营活动受限较大，特别是对低效防护林改造的限制更大、要求更严，很难从林业发展的实际需要进行改造，急需各级林业主管部门在政策上进行调整。

4.2.2技术方面

1)林分结构问题：从实践经验来看，树种选择不当是林场低产低效林形成的主要原因，究其原因就是没有坚持好“适地适树”原则，大面积营造华山松、柏木、桉树、圣诞树等纯林，树种结构单一和林分结构层次简单，林分稳定性差。因此，低效林改造过程中应避免大面积种植单一树种，应着力营造针阔混交林、乔灌草复层林，逐步改善林分结构，提高林分稳定性；同时适当配植一定面积的观花、观叶树种，逐步提高林分的景观效果和价值。

2)经营水平问题：低产低效林改造工作是一项复杂的林业系统工程，涉及成因分析、类型划分和改造方式选择、种苗选择与种植技术、造林后抚育管理等一系列环节，尽管目前国内很多林业工作者进行了大量改造实践工作，也总结推广了很多技术措施和经验，但改造技术措施多以抚育管理、结构调整等为主，而结构调整又主要以树种替换种植为主，针对不同类型的低产低效林提出具有较强针对性的改造技术和模式还十分有限，这就需要林业工作者长期探索和研究，不断总结实践经验，并积极推广应用到实际生产工作，避免改造工作徒劳。

4.2.3资金方面

抚育管理未能及时跟上是产生低产低效林的重要原因，长期以来重栽培轻管理，造林后的抚育工作常被忽视，主要是经费投入严重不足所致。加之，改造工程存在工作量大、任务重、改造成本高等问题，当地政府和林业部门没有将低产低效林改造纳入专项投入总体规划，缺少长期性经费投入。虽然云南省林草主管部门对金殿林场生产经营活动给予大力支持，也安排了诸如森林抚育、森林质量提升改造等项目资金，但经费投入远远不能满足实际工作需要，改造的积极性不高。同时，金殿林场属于公益性一类事业单位，但财政仍执行差额拨款，经费严重短缺，自身无力解决森林改造和后期抚育经费投入，致使很多急需改造或抚育的林分未能实施。对此，当地政府和主管部门应拓宽投资渠道，加大资金投入力度，对生态性低效林可通过生态补偿的形式对低效林改造注入资金，对商品性低产林可通过林业产业发展资金注入或吸纳社会资金等方式进行改造试点。