魏 利 郭 岩 郑思俊 张庆费
1 华东师范大学环境科学系 上海 200062
2 上海交通大学安泰经济与管理学院 上海 200052
3 上海市园林科学研究所 上海 200232
城市森林的近自然化经营探讨*
魏 利1,3郭 岩2郑思俊3张庆费3
1 华东师范大学环境科学系 上海 200062
2 上海交通大学安泰经济与管理学院 上海 200052
3 上海市园林科学研究所 上海 200232
在分析城市森林建设存在问题的基础上,阐述近自然森林经营的概念、内涵与理论基础,总结近自然经营理念应用于城市森林营建的基本原则,并通过实践案例介绍目前应用较多的城市森林近自然经营技术,同时讨论近自然经营技术存在的问题和应用前景。
城市森林,近自然林经营,理论基础,应用前景
近年来,近自然森林经营理论逐渐应用于城市森林建设和管理,但关于城市森林近自然经营的研究还比较薄弱,相关理论和实践尚在探讨之中。因此,结合国内外城市森林近自然经营的研究成果,本文探讨城市森林近自然经营的理论基础、经营技术及其应用,以为城市森林的科学培育提供借鉴。
近自然森林经营是以森林生态系统的稳定性、生物多样性以及系统多功能和缓冲能力分析为理论基础,以森林的整个生命周期为时间单元,以择伐和天然更新为主要技术特征,以多树种、多层次、异龄林为森林结构特征,以永久性的林分覆盖、多功能经营和多品质产品生产为目标的森林经营体系[1]。城市森林的近自然经营主要是指以当地的天然林为参照,通过一系列经营措施,使大部分人工营建的或天然留存于林地中的林木在短时间内达到或接近天然林的结构和功能[2]。
基于多数城市缺乏天然林,且多为人工培育的现状,作者认为,城市森林近自然经营是指在城市人工森林经营过程中,针对人工林结构的缺陷,借鉴地带性森林群落的种类组成、结构特点和演替规律,通过合理调控林分密度、种类组成及其配置结构,充分发挥森林的自维持机制,逐步诱导形成生物多样性高、种内和种间关系协调、可人工低度维护、生态景观功能强的森林类型。
Gayer于1898年提出“近自然林业”理论以来,越来越多的国家将其用在森林建设过程中。20世纪90年代中期,德国政府正式发表声明,宣告放弃人工林经营方式,采纳近自然林业理论,努力恢复天然林[3]。
“接近自然”指在经营中使当地主要的乡土树种得到明显体现,并不是完全回归到天然的森林类型,而是尽可能使林分建立、抚育、采伐的方式和“潜在的自然植被”关系相接近,使林分能够进行接近原生态的森林生物群落的动态平衡,并在人工的辅助下使天然物质得到复苏[4]。近自然林业经营的目标林为混交、异龄、复层林,主要采用近自然林经营方法,以达到持续生产木材的目的,是一种兼顾林业生产和森林生态保护的经营模式。
德国植被生态学家Tuxen教授提出潜在植被和植被演替的理论,日本的Miyawaki在此基础上提出了植被群落的新演替理论,其核心思想是借助人类的影响,缩短植被从裸地演替到近自然森林的时间[5]。Miyawaki还提出了环境保护林营建的方法,并被命名为宫胁造林法。
“师法自然”“天人合一”的中国古典园林思想与城市森林近自然经营理念一脉相承,城市森林同样应该“师法自然”,充分尊重自然规律,利用自然潜力,形成富余自然野趣的城市森林景观。
通过城市森林的近自然化经营,促进森林结构的优化,借鉴潜在植被和管理演替理论,增加适应当地气候与土壤条件、抗逆性强的地带性植物和适生植物,保护和诱导自然更新苗,适当增加蜜源和鸟嗜植物,提高群落自我维持和自我更新能力,诱导人工单一群落逐步向接近自然状态群落演变,形成多树种、多层次、异龄混交的近自然森林,恢复和重建富有自然气息、地域特征浓郁的近自然森林植被,为鸟类等野生动物营造良好的栖息生境[6]。
充分发挥森林群落的自维持机制和作用,不同生态特性的植物拥有相宜生态位,形成种群间相互趋向协调补充的群落结构,充分利用光照、水分和养分等环境资源,能在当地降雨条件下生存和生长,尽量避免浇灌、施肥、除草剂和化肥等外源能量输入,减少人为养护与管理。例如,在治理病虫害方面,可以通过绿化植物、病虫害、天敌及其与周围环境的相互作用和相互制约来达到目的[7]。
城市森林所处环境具有特殊性,应满足城市居民的休闲游憩需求,森林经营管理不能简单不分地域和功能区特点一律采取传统林业的木材培育或生态保护的经营方式,也不能一概反对人工规则式集约化经营方式,而应根据城市不同功能区和区位特点实行城市森林分类经营。在中心城区,由于绿地狭窄、破碎度高,一方面要贯彻近自然经营理念,另一方面为便于操作在树木配置上应多以规则式为主;在城郊结合部广大乡镇、农村则要求田园化,在经营上使近自然与人工化经营想结合;在远郊区、山区、平原江河湖区,原有的城郊人工用材林大多应近自然经营,诱导其向天然林转化。新造生态林应完全按宫协法造林。近自然经营理念与技术在城市荒野经营管理和动物生态廊道营造和经营方面具有特殊意义。
改变传统造林以经济利益为目标的纯林化营造方式,在城市森林近自然化营造中,通过选择乡土树种为主进行多层次混合配植,营造多树种、多层次、异龄混交的近自然森林。如“宫胁生态造林法”营造种类组成和群落结构与区域顶级群落接近的人工群落,在短期内建立起适应当地环境的顶级群落类型,具有建设成本低、后期管护少等优点,已在北京长城周边荒山绿化、安徽马鞍山尾矿地植被恢复、徐州等地高速公路两侧绿化以及上海浦东三菱公司与外环线绿化中取得明显成效[8]。
上海海湾国家森林公园根据海湾特定立地条件改良盐碱土壤,营造湖泊、林间水系、坡地、洼地等多样化生境,模拟自然,差异缀块组合,采取多树种、多规格、多层次混交,根据不同植物在空间、时间和营养生态位的差异,形成乔木块体为主格局下的灌木块体、林下乡土草本块体以及林间空地的空间格局,目前已经逐步发育成多层次、复合型的海湾近自然森林群落结构[9]。
针对城市森林存在的问题,借鉴潜在植被结构特征,将现有城市人工林进行近自然化改造。重点开展密度控制和树种调整,通过人工干预措施,协调种间关系,促进互利共生,并为自然更新种创建适宜的生存空间。例如,保留最健康和长势最好的树种形成庇护木,为更新苗提供种源和遮蔽等[10],提高群落内在自然生长发育潜力,逐步调整森林群落结构、物种组成、栽植方式、林冠外貌等,提高群落自维持和自我更新能力。
上海海湾森林公园针对幼龄林特点适时进行人工干预,加快森林植被向地带性特征演化。根据盐碱林地生境的变化,补植决明、胡枝子、紫穗槐等豆科抗逆性强的先锋树种,改良土壤;并随着林分的逐步郁闭和小生境改善,分期分批引入柘树、舟山新木姜子、麻栎、青冈栎等地带性优势树种,培育地带性森林群落。北京西山地区油松人工林经过近自然化改造,样地物种多样性明显提高,林下更新树种变化较大[11]。对北京市密云区不同植被区域的人工林近自然改造的结果表明,近自然森林经营成本低、抗灾害能力强,同时使森林既发挥了生态效益,又发挥了巨大的经济和社会效益[12]。
由于城市本身的特殊性,城市森林的管护具有自身特性。城市森林管护可借鉴城市绿地的养护措施。管护人员应定期对植物的生长状况进行跟踪调查,随时监测群落的发育状况,采用反馈作业方式,根据不同群落发育特征不断调整和完善管护措施。
将自然保育作为城市森林近自然管护的基本目标,尽量保留不明显影响和抑制其他植物的树木或野草,创造多层、茂密的森林,保留枯枝落叶和倒木,维护森林凋落物的再循环和再利用过程,并改变单一的草坪养护向近自然草地管理转化。主要措施包括抑制霸王草、加强裸露地补植和控制有害生物。提高植物丰富度,为野生动物营造良好的庇护、觅食、储存食物和繁育的栖息生境[13]。在城市绿地中,近自然“荒野”和“自然式”生态廊道应在城市规划中占一定比重。
虽然城市森林近自然化经营这一提法已得到认可,并在一些地区的城市森林经营中得到应用,但与欧洲等林业发达国家相比,我国在理念、政策以及技术上都存在许多亟待解决的问题。
1)在理念上,尽管“近自然”的理念已经得到传播,但仍停留在理论层面。人们还没有充分认识到“什么样是近自然”“怎么样才算做到近自然”等。这些需要在以后的研究中得到关注。而且,由于近自然培养的森林景观效果往往具有时滞性,更需要转变森林经营观念,不应刻意追求立竿见影的效果,而应着眼于森林可持续发展。
2)在政策上,德国政府大力资助各级森林经营者,通过对保护和发展森林资源方面给予资助,引导各级森林经营者合理经营森林,最终达到近自然林的目的。我国在这方面尚未制定有关的政策法规,亟需开展相关研究。
3)在技术上,由于近自然森林经营研究和技术推广刚刚起步,相关的专业术语和表述有待规范,需要研究和制定森林近自然经营技术标准和规程,形成符合近自然理论、可操作性强的经营技术体系,还需要培养专业技术人员。当然,也应加强高新技术的应用,如通过数据采集、资源评价、过程模拟等信息化技术,减少对森林的干扰和破坏,促进城市森林的近自然化。
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Preliminary Study of Close-to-nature Management of Urban Forest
Wei Li1,3,Guo Yan2,Zheng Sijun3,Zhang Qingfei3
(1.Department of Environmental Science,East China Normal University,Shanghai 200062,China;2.Antai College of Economics& Management,Shanghai Jiao Tong University,Shanghai 200052,China;3.Shanghai Landscape Gardening Research Institute,Shanghai 200232,China)
Based on the analysis of the problems in urban forest development,the paper discussed the concepts,connotation and theoretical basis of close-to-nature forest management and concluded the essential principles of the close-to-nature forest management that have been applied in urban forest establishment.With some practical cases,the typical technologies of close-to-nature forest management used frequently in urban forest establishment were introduced.And the problems and application prospect of these technologies were also analyzed.
urban forest,close-to-nature forest management,theoretical basis;application prospect
S731.9
A
1672-4925(2011)05-0020-03
2011-09-15
上海市农委项目沪农科2007第10-8号,国家科技支撑项目2006BAJ04A09-02,2008BAJ10B06-02
魏利,华东师范大学环境科学系硕士,研究方向为城市生态与林业生态工程,E-mail:doudou59329@163.com
张庆费,教授级高级工程师,主要研究方向为城市绿地生态和城市森林,E-mail:qfzhang@126.com