区域森林生态体系构建技术的重大突破

□撰文/袁位高

区域森林生态体系构建技术的重大突破

□撰文/袁位高

在省科技厅、林业厅等各级领导的支持下，省林业科学研究院通过与浙江农林大学、南京林业大学、中国林科院亚热带林业研究所、广东省林业科学研究院、福建省林业科学研究院等兄弟单位的共同协作，紧紧围绕森林可持续发展能力、现代林业新材料、新技术，森林生态效益监测与评估等关键技术，以服务生态公益林建设、沿海防护林建设、城市森林建设、阔叶化发展等林业重大生态工程为目标，创建了区域森林生态体系快速构建技术体系，为快速构建体系完备、结构齐全、效能得以充分发挥的区域森林生态体系提供了技术支撑，项目主要研究成果“东南部区域森林生态体系快速构建技术研究”荣获2010年度国家科技进步二等奖。

这项研究揭示了东南部区域森林时空格局变化特征、流域森林生态系统退化机制和亚热带典型森林群落自然演替规律，优化了自然演替与人工促进相结合的快速演替方法，为区域森林生态体系快速构建提供了理论依据。

利用多时段多光谱遥感影像、高精度优化迭代非监督分类（OUC）和数字遥感定量分析方法（QA－DRS）进行森林植被类型遥感分类获取相关数据，系统分析了森林植被时间序列演变规律和空间景观格局变化。近30年来，全省成熟林斑块形状的规则性逐渐增加，疏林斑块形状的规则性则显著下降，大部分森林类型呈现零散分布的趋势；森林景观多样性指数、均匀度指数逐渐下降，优势度指数增加，破碎化程度逐步下降，森林生态系统正得到一定程度的恢复。

采用群落生态学方法，经过对常绿阔叶林演替规律近50年的长期研究，揭示了亚热带常绿阔叶林物种的多样性特点及时空变化规律，并赋予了数量化的表达。采取9个定位站、68个径流小区和498个固定样地监测相结合、时空互代方法，选择闽江、钱塘江流域不同森林类型，从生态系统水平上阐明了流域森林生态系统的退化机制与过程，探明了流域森林退化类型、等级和特点。运用大样本方法连续、系统、定位研究了大尺度范围内的森林群落系统，分析了针叶林、针阔混交林、常绿阔叶林、落叶阔叶林、常绿落叶阔叶混交林、山地矮林灌丛、竹林、经济林等群落类型的结构状况、生境特征和物种组成、多样性变化格局、群落生物量生长规律、碳贮量、凋落量及组分、土壤营养状况等动态过程，阐明了不同群落类型的自然恢复规律，提出了自然演替与人工促进相结合的快速演替途径，构建了培育林分质量高、群落结构稳定、生物多样性丰富的森林群落模型；经二元演替方法多点实证研究，利用3—6年时间，可基本完成顺向演替及目标群落的构建，使现有森林群落达到公益林国家成林标准，极大地提高森林生态功能与利用价值。

从省域、流域和生态系统3个尺度上，采用主成分法构建了由经济结构、人口、环境、林业生产、自然资源等28个指标组成的森林承载力评价指标体系，研究了全省及不同区域森林的经济、生态和社会承载能力。结果表明，我省森林生态系统虽然得到一定程度的恢复，但与社会经济的发展存在显著的滞后性，森林整体处于超载状态，属弱可持续水平，至2020年，森林超载的现象将更加严峻；不同区域存在一定差异性，沿海及平原更加突出。研究提出了区域森林生态体系构建策略，确立了区域森林目标群落和结构，优化了区域森林经营方案，为快速构建区域森林生态体系提供了决策依据。

研究中，建立了以区域森林生态体系主栽树种筛选、乡土阔叶树种遗传改良、阔叶树容器苗培育为主体的林木良种壮苗技术体系，创建了关键树种的快速改良技术体系，构建了山地常绿阔叶林、缓坡地生态经济型公益林、破坏山体植被恢复等生态、经济、高效优化模式，为区域森林生态体系快速构建提供了技术支撑。

筛选出大叶榉、灰绒含笑、观光木、火力楠、米楮、檫木、丝栗栲、光皮桦、山杜英、小叶青冈、石栎、苦楮、马占相思等速生乡土阔叶树种67个，杨梅、锥栗、薄壳山核桃、杨桐、大叶冬青、红豆杉、金缨子、掌叶覆盆子等生态经济树种17个，美丽胡枝子、马棘、山乌柏、野桐、白栎等退化立地植被恢复树种22个，以亚热带重要建群种木荷、红锥为载体，提出了乡土阔叶树种的多层次、多世代的快速改良技术体系。选育并审定红锥良种5个，认定木荷良种3个；创立了阔叶树容器苗培育体系；根据不同培育目标，系统开展了木荷、枫香、香樟等乡土阔叶树种容器育苗综合配套技术研究，建立了全年生产标准化培育技术体系，研制出修根型大苗容器，制定了《林业容器育苗》标准，为实现容器苗规模化、标准化生产与应用提供了技术支撑。

研制开发的林业苗木专用复配制剂系列产品，能提供苗木正常生长所必需的常规营养成分和微量元素，并具有防治病虫害、显著促进生长、提高质量、降低成本、使用方便等优点；研制出适合干旱瘠薄困难立地应用的多效抗旱包衣剂，利用夹心包衣和沸腾造粒技术，开发了林木种子包衣丸化技术，包衣丸化种子造林成活率达到96.4%，生长量比植苗造林提高30.0%以上，造林成本降低55.1%；针对裸露山体植被恢复工程中的技术难点，研制开发出FDL－3植生基盘材改良客土吹喷法、JBSOIL厚层植生基材等林木生长基材及工艺，并成功应用于杭徽高速二期边坡绿化、杭景新高速一期建德段等工程项目；研制的滨海盐碱地林木生长促进剂，能有效地遏制林木黄化、生长不良现象，并大幅度提高林地土壤有效养分，改善林木生长环境。新产品的开发为加快困难立地植被恢复提供了物质基础。

研究提出了阔叶树生态造林技术、马尾松林择伐经营技术、杉木林改造和迹地更新技术及残次林人工促进技术；系统研究了阔叶林恢复过程中的群落结构、树种组成、土壤修复等特征规律，总结出我省阔叶林改造与发展技术模式；以山核桃、杨梅、毛竹等经济树种为对象，系统研究了不同经营方式下的林分空间结构特征、林地土壤、物种多样性等生态功能，集成并优化了生态经济型公益林高效经营模式；系统研究了农田防护林的树种组成和林带结构，利用冠长/树高、冠径/树高、枝梢折断率、风倒（折）率等指标评价了防护林树种的防风能力、抗风能力和胁地作用，优选出平原农田防护林适宜树种，构建了高效农田防护林建设模式；通过针叶林、阔叶林、针阔混交林、竹林、灌木林等不同森林群落降水再分配、水分动态变化研究，提出了清洁水源林构建策略和优化模式；通过建立山区河道和平原河道试验区，提出了河道生态绿化模式；通过对不同工业园区的植物资源调查和室内熏气试验，筛选NOX、SO2、Cl2等不同污染源的防污生态林树种，并根据园区产品结构和生产工艺、污染物种类、立地条件，提出了保护型、景观型、生产型防污生态林高效模式。

建成了以森林资源连续清查样地、典型样地为基础的样地监测体系；构建了由生态定位站和单项监测点组成的生态定位监测网络；结合小班调查和专题研究，利用数据库、处理软件和“3S”技术，形成了一套较为成熟的程序化的监测体系和监测技术，科学构建了森林生态状况与效益评价指标体系，建立了森林生态效益实时监测与社会公报系统。

建立了由生态建设、森林灾害、森林资源、森林生态系统服务功能4个方面、11类85项监测指标、500多个测定因子构成的森林生态状况与效益评价指标体系；建成了以国家森林资源连续清查样地、典型样地为基础，9个生态定位站和单项监测组成的森林生态定位监测网络，结合小班调查和专题研究，利用数据库、处理软件和“3S”技术，形成了一套较为成熟的程序化的监测技术和评价方法；根据气候区、立地条件、林分类型、群落结构、林龄等因素，通过854个典型样地、1452株标准木生物量实测，建立了松类、杉类、硬阔（Ⅰ、Ⅱ）、软阔、毛竹、杂竹、灌木（下层木）、草本等9组主要树种（组）二元生物量模型和一元生物量模型，编制了二元生物量表和一元生物量表；发布了2005、2006年《浙江省重点公益林建设与效益公报》和2008年《浙江省重点公益林雨雪冰冻灾情评估报告》，在全国率先建立了森林生态效益实时监测与社会公报系统。

通过理论创新、技术集成与再创新、研究成果与生产应用相结合，获得了一系列具有知识产权的新产品、新工艺、新技术，强化了产学研结合，加快了技术成果的产业化，取得了较好的社会经济效益。

针对我国东南部林业生态工程建设中面临的技术“瓶颈”，研发出林业苗木专用复配制剂、滨海盐碱地林木生长促进剂、抗冲刷肥料袋、修根型大苗容器等具有自主知识产权的技术与产品，选育出木荷安福种源、木荷建瓯种源、木荷尤溪种源等林木良种8个，制定了《林业容器育苗标准》和《林业容器育苗技术规程》、《浙江省河道生态绿化技术规程》等技术标准8项。通过技术入股、技术转让、技术服务等方式与相关企业合作，建立2个专利产品生产基地、21个优良乡土阔叶树种繁育基地。近3年，累计生产各种培育材料35万吨，优质苗木53148万株。以技术服务为手段，与各级林业行政主管部门、林业技术推广单位合作，共同开展示范基地建设和技术培训、现场指导等活动，开展山地常绿阔叶林、缓坡地生态经济型公益林、破坏山体植被恢复等区域森林生态体系等各类技术模式、技术标准和规范的推广应用，提高了工程建设成效，在浙江、福建、广东、江苏、上海5省 (市)累计推广13.96万公顷，近3年净增利税12.65亿元，节支5.65亿元。同时，通过该项目的实施，提高了林分质量，改善了生态环境，对构建区域森林生态体系发挥了重要作用。