木兰林场森林经营遵循的四大规律
木兰林海
从日益认同到品牌引领
今年4月3日,习近平总书记在参加首都义务植树活动时首次提出“绿化祖国要扩绿、兴绿、护绿并举”,还首次提到“推动森林‘水库、钱库、粮库、碳库’更好联动”。
“三绿”并举,将扩绿、兴绿、护绿放在同一维度提出要求,体现了习近平生态文明思想所蕴含的统筹观念和系统思维。未来的国土绿化如何实现数量质量、存量增量并重,是必须回答的重大课题。“四库”联动则要求我们,不仅要多种树、种好树,还要不断提升森林经营能力,对森林资源做好全生命周期的科学规划,充分发挥森林的生态、产业、社会等多种效益,不断增厚“绿色家底”。
实践证明,新理念、新技术在木兰林场的应用收到实效,其科学性、实用性和高效性显而易见。近年,木兰林场先后获评“全国森林经营试点单位”“中国北方森林经营实验示范区”“森林可持续经营现场教学基地”,成为全国森林经营品牌。木兰林场作为全国森林经营方案编制试点林场,编制的《木兰林场森林经营方案(2015—2024年)》已由国家林草局批复实施。国内外专家、各省区林业同行等多次到木兰林场调研交流,全国森林经营现场培训会、研讨会也多次在此举办,木兰林场年均接待森林质量调研团队近千人。
目前,近自然经营理念已在木兰林场深入人心,近自然育林成效已在木兰山川开花结果。下一步,木兰林场计划持续探索森林经营有效路径,对接顶层政策;研究科学营林技术,总结精准模式;提升森林质量,增强生态系统服务功能;强化示范推广,普及科技营林,进一步学习完善经营体系和经营技术精准落地等工作。
矮林向乔林转化,促进森林正向演替
如何快速高效实现森林质量精准提升,切实充分发挥森林生态系统服务功能?这是各级林业主管部门和林业生产建设单位最为关注的话题之一。
为探寻科学营林之路,河北省木兰围场国有林场(木兰林场)聚焦全球认可度最高的欧洲近自然森林经营理念,立足国情开展本地实践,继而改进验证。自2010年开展近自然森林经营以来,木兰林场森林质量有了大幅提升,森林覆盖率、森林蓄积总量、蓄积年增长率等直观数据明显提高,生物多样性和森林景观恢复也凸显了正向变化。到2012年,已凝练成本土化的“以目标树为架构的全流域、全林分、全周期近自然森林分类经营技术”体系,并在全场推广运用。
作为全国森林经营样板,木兰林场本土化的近自然育林理论被表述为:遵循自然规律、依托自然条件、借助自然力量、模拟自然形态,辅以必要人为干预,提升森林质量,加速目标实现进程,加快森林发育进程,培育结构稳定、功能完备、质量优良的可持续多功能森林。
在近自然森林经营实践中,木兰林场主要认识和运用了四大规律。
林龄81年的华北落叶松生长力依然旺盛
森林群落演替规律
在没有外力干扰的情况下,森林群落可以从简单、不稳定的先锋树种群落演替到复杂、稳定的顶级树种群落,但过程曲折缓慢,需长时间自然竞争,由先锋树种到基本成林树种、再到顶级树种渐进更替。将群落演替规律落实到生产实践中,从根本上为培育健康、稳定、高效森林生态系统奠定了基础。
在主要采取用材林培育模式的传统经营中,重点追求经济效益、讲究速生丰产,对构建稳定的多功能森林生态系统、推动森林群落进展演替关注不够,因此对于各树种之间的演替等级没有明确定位。这就可能把相对更加珍贵的椴、枫、栎等基本成林树种作为“硬杂木”采伐,仅保留了杨、桦等先锋树种,遏制了森林正向发展。
近自然育林重点考虑森林正向演替。木兰林场在实施近自然育林时,把全部树种划分为先锋树种、基本成林树种和顶级树种。作业中,除集约经营的用材林、种苗林、特种用途林外,都按进展演替的方向,围绕主导目标进行设计、实施培育,原则上优先采伐先锋树种,保留基本成林树种和宝贵的硬杂木,云杉、油松更是作为顶级树种,成为主要培育目标之一。
林木生长发育规律
林木生长发育规律,就是树木生命周期不同阶段所展现的生存状态。主要体现在繁殖材料起源、生长发育阶段、寿命长短等三个方面。
1.按繁殖材料划分树木起源
传统森林起源指的是人工林和天然林。木兰林场有林地面积134.6万亩,其中人工林70.6万亩,平均林龄36.6年,亩均蓄积6.6立方米;天然林64万亩,平均林龄48.3年,亩均蓄积5.3立方米。
人工林普遍表现为干型良好、活力旺盛,而天然林的林相残破、干型弯曲、活力不足,产生差异的根本原因不是人工和天然的区别,而是繁殖材料的差异。木兰林场的天然林大多是多代萌生、无性繁殖的萌生树,继承了母体的遗传信息。与实生个体相比,萌生个体基于老根提供营养,前期生长快,但后期迅速衰退、寿命短,且林木质量差,不宜于长期培养。实生个体由种子繁育而来,是全新的生命体,虽然前期生长缓慢,但随着根系发育健康完整,生命力旺盛、寿命长,林木质量好,适合长期培养。
木兰林场在近自然育林理念的指导下,依据实生树和萌生树的差异,将林分划分为乔林、中林和矮林,并依此判断未来生长状态和发展方向。其中,乔林是由实生树木组成的林分,矮林是由萌生树木组成的林分,中林是二者兼有的林分。在此基础上,进一步结合木兰林场现有主要树种,再细分成9个林分类型,便于经营者直观掌握林分的基本现实状态,从而制定科学合理的经营方向和措施。目前,除特殊经营的原料林、薪炭林、景观林等需要利用萌生矮林生长快、前期生物量大等特性外,其他林分的总体经营方向大都是乔林。
2.深刻认知林木生长发育特性
林木的不同生长阶段有不同的生理特性,最突出的是前期高生长快、后期径生长快。根据树木的生长特性,把整个生长周期划分为幼树、形干、展冠和成熟4个阶段,分别采取与之相适应的经营措施,实现森林的高效培育。
幼树阶段是林分更新成功至林分郁闭阶段。此阶段是幼苗建立根系、形成树冠时期,常规管理是避免非目的树种和周边灌草的影响,保障水分、养分、光照的供应。
形干阶段是林分高生长加速到高生长减弱阶段。该阶段树高一般达到终高的1/4—1/2,此时保持较大密度,有利于相互竞争促进高生长、形成良好干形,并使下层自然整枝,同时树木个体间出现明显的优劣分化。依据此特性控制好密度很关键,把握密度标准的经验是控制树木高径比在80—100之间、自然整枝高度为树高的1/2左右为宜。
展冠阶段是从树的高生长变慢到实现经营目标。该阶段是林木增径期,树冠快速扩张。由于不同树木最佳展冠期不同,因此该阶段主要是保障树木在最佳展冠期内能及时疏伐,保障目标树冠有足够空间。阳性树种最佳展冠期早于阴性树种,一旦错过树冠很难恢复。展冠阶段后期,要通过人工促进更新、人工补植引种等措施提前构建更新层。
成熟阶段是林分达到培育目标而进行利用的阶段。根据培育目标的不同进行分批次或一次性收获,具体结合更新层建立和市场行情确定。应保证更新层生长健康、稳定,保障森林的有序接替和植被覆盖最大化,生态效益持续发挥。
3.客观界定林木成熟
传统经营中对于用材林,为了追求特定的目标,一般根据数量、工艺、经济等指标,提供相应的成熟年龄。如华北落叶松人工用材林成熟年龄是40年,即此时采伐能获得较为可观的木材量。这时的成熟是指数量成熟而非生命成熟。木兰林场现存林龄80年左右的华北落叶松,胸径已经接近0.6米,经树干解析每年的生长量还非常可观,此时采伐是对林木生长潜力和林地生产力的巨大浪费。为此,木兰林场对辖区内各种树木的成熟期,在深入调查研究的基础上结合经营目标进行了重新界定,一般培育周期在原基础上尝试延长20—80年,借鉴欧洲落叶松要培育140年的做法,华北落叶松目标树培育周期从40年延长到80年。
利用自然力实现油松天然更新
客观自然辩证规律
近自然育林理念在木兰林场的落地实施,既考虑了国内社会经济的客观条件,也审视了自身资源的基础现状,做到社情、林情和场情的辩证统一。
1.根据社情确立以目标树为架构的全林经营模式
近自然育林理念源自欧洲,我们重点关注的德国和法国,其社情特点为劳动力成本高、优质大径材市场前景好,而造成中小径材成为贬值资源。因此,其森林经营主要目的在于保证生态效益最大化的前提下重点生产大径材,由此产生了单纯的目标树经营技术。我国的社情为劳动力成本相对较低且中小径材仍有较大市场价值,因此,木兰林场在欧洲目标树经营理念的基础上,创新了“以目标树为架构的全林经营”模式,既储备优质大径材,又生产中小径材,并成功推动了人工纯林的天然化、混交化、复层化。
2.根据林情精准确定抚育采伐方式和森林培养方向
德国在目标树经营间伐中,主要考虑为目标树解放空间、促进其展冠增径,所以每次间伐会最大限度地伐除干扰树。我国森林抚育规程明确要求,单次采伐作业郁闭度降低不能超过0.2,所以一次性采伐全部干扰树就会造成强度过大。木兰林场的实际情况是,相当部分的人工林密度偏大、林木纤细,单次采伐强度大容易造成倒伏或风折。为此,木兰林场制定了有区别的抚育采伐标准,对此类林分采用多次少量方式限制单次强度,渐进达到解放目标树的目的。
与欧洲相比,木兰林场由于受速生用材林的单一经营、珍贵树种保留意识不强、多树种良种使用率不高等不利因素影响,导致了树种结构单一。例如,华北落叶松、油松、蒙古栎、杨、桦等树种占全场森林资源的90%,不但造成林分质量低,也严重影响了多功能森林的培养演替。所以,木兰林场通过建设多树种良种基地、繁育乡土珍贵树种、引进珍稀针阔树种等方式,不断丰富树种结构,提升森林质量。目前,木兰林场目的培育树种增至12个,增加良种选育品种2个,优选当地珍贵树种5个,引进东北珍稀针阔树种4个,全场混交林比例提升8个百分点。全场森林结构得到明显改善,多功能森林培育方向更加明确。
3.根据场情推动自然条件和自然力的探索应用
木兰林场森林资源主要由人工林和天然林两大类型组成。欧洲对于这两大类型的经营理念也众说纷纭,但公认德国的人工林经营效果好、法国天然次生林经营水平更高。为此,木兰林场分别进行了重点学习,再通过实践甄别将各自经验有机结合,最终形成木兰林场的近自然育林理念。
木兰林场在经营实践中充分利用现有自然条件和自然力。自然条件是森林发育发展的基础条件。如保护好林下灌草植被促进固沙涵水、土壤发育;利用初春土壤解冻、水分上移、降水增加的自然条件及时开展造林,提高造林成活率;在土壤、温湿条件好的林地上可以直接栽植苗木,充分利用稳固的水分养分供应系统。自然力是推动林木生长、森林演替的主要力量,能有效降低经营成本,实现效益最大化。如延长培育周期发挥树木生长潜力并使生态、经济、社会效益最大化;调整林分密度来促进林木高生长和自然整枝,发挥自然竞争力实现优胜劣汰。借助天然更新力实现森林自我建群和更新,且减少人工造林的高成本和对苗木根系干扰破坏等不利因素。天然更新力是最关键的自然力之一。自然更新的树种比人工造林对土壤和气候具有更强的适应能力,更有利于森林结构的稳定和生态效益的发挥。
职工技术培训
技术体系效能规律
为确保形成与近自然育林理念相适应的高效森林经营技术体系,木兰林场从技术体系审定、技术措施根源、生态思想主旨等方面进行了探索应用。
1.按照林分类型和功能分区审定技术体系
在遵循自然规律、依托自然条件、借用自然力量、模拟自然形态的核心理念指导下,在完成树种等级、树木起源、发展阶段划分的基础上,木兰林场进一步把全部林分逐小班划分为落叶松乔林、油松乔林、其他针叶乔林、阔叶乔林、杨桦落叶松中林、其他针阔中林、蒙古栎矮林、杨桦矮林、其他阔叶矮林等9个林分类型。林分类型的划分不仅体现了树种、起源,还代表了数量,“其他”类(乔林、中林、矮林)主要针对个别数量少、特性相近的树种进行类型整合。如云杉、红松,都是数量较少的常绿长寿幼龄耐阴针叶树种,所以短期内组合为其他针叶乔林。而对于数量较大的主要树种,都单独进行划分,如落叶松乔林。
在划分林分类型的基础上,根据顶层规划、社会需求和林场发展方向,木兰林场结合功能分区明确了三大主导经营目标,即水源涵养(防风固沙)、木材生产和种苗培育,兼顾发挥景观、社会等其他效益。
在林分类型和主导目标明确的前提下,结合发展阶段和立地条件就能比较准确地设计出适合的经营路线,明确当前或将来需要实施的具体措施。如立地条件较好的针叶乔林,以培育优质大径材为主导目标,实施目标树经营技术线路。立地条件较差的杨桦矮林,以生态防护和提升水源涵养为主导功能,实施防护林经营技术路线。交通和立地条件好的幼龄油松乔林,以培育绿化苗木为主导目标,实施绿化苗木基地技术路线。
木兰林场每个小班都划分了林分类型、确定了发展阶段、明确了主导目标和具体经营路线。在整个技术体系中,所有类型、目标、路线的确定都必须充分考虑林分的起源、树种特性、生长特性、生长状况、生长环境等条件,从而保证划分类型清晰、目标可行、技术路线精准。
2.新技术措施是传统技术路线的完善和发展
新技术体系中的主要技术措施基本没有脱离传统经营的措施范畴,原理和目标方向一致,只在实施强度、精准程度、组合模式等方面进行了有益调整,更符合培育目标的需求。如传统低质林的改造由皆伐变为0.5公顷以下的带状、块状交替伐或伐前更新,把传统无差别带状或全面割灌变为穴状割灌或折灌,把传统植苗造林改变为优先天然更新,目标树经营的修枝、疏伐、辅助木保留、其他树进入性修枝等技术措施,相较于传统技术措施更精准、配置模式更合理。
3.新技术体系以习近平生态文明思想为指导
木兰林场新森林经营技术体系中的多项举措都切实以习近平生态文明思想为指导加以落实。
2012年即停止了全部林分的商业性采伐,全力实施天然林的更新解放伐和人工林的抚育生长伐,有效保护了现有森林资源。为精准提升森林质量,按照现实需求目标有针对性地制定可操作的营林技术路线,森林经营方案来源于具体小班设计的集成并狠抓落地实施。森林演替规律和树木生长规律的运用,有效增强了生物多样性保护和森林碳汇储备能力。实施流域经营,有效提高了林地利用率和生产力,措施上宜抚则抚、宜造则造、宜封则封,突出三大主导目标,全面发挥森林生态系统服务功能,局部契合了山水林田湖草沙生命共同体理念。新育林技术的实施实现了藏富于林、藏富于山,储备了优质大径材和苗木,菌、药、山野菜等林下资源日渐丰富,大森林、大流域景观不断显现,绿水青山正在变成金山银山。(赵久宇)
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