人工林生态系统稳定性研究进展

江大勇，付晓燕

（1.张家口林业科学研究院，河北 张家口 075700；2.河北省小五台山国家级自然保护区管理局，河北 蔚县 075700）

自1977年肯尼亚内罗毕联合国荒漠化会议之后，土地荒漠化成为国际上公认的一个严重的生态环境和社会经济问题。1992年巴西里约热内卢世界环境与发展大会上，土地荒漠化问题再次成为全球环境问题的热点。为了实现国土绿化和生态环境改善，每年都在建立大量的人工林，如何提高人工林的稳定性和生产力是生态环境重建的需求热点[1]。人工林最早出现在中欧，有200 多年的发展历史[2]，第二次世界大战以后，全世界人工林面积不断增加。截至2005年中国人工林的面积有1.75 亿hm2是世界上发展人工林最为突出的国家[3]，人工林面积居世界首位[4]。因此，人工林的稳定性问题也受到林业工作者的高度重视。但到目前为止从大量的文献中可以看出，稳定性的研究大多集中在天然林而对人工林生态系统的稳定性研究却很少，因此研究人工林生态系统稳定性对有效的控制荒漠化和经营人工林生态系统稳定性有重要的现实意义。

1 人工林生态系统稳定性的概念

人工林生态系统是森林生态系统的一种类型，人工林稳定性的内涵，既具有一般生态系统稳定性的共性，又具有本身的个性。曾德慧等（1996）针对樟子松人工固沙林稳定性的研究，重新定义了人工林稳定性。即人工林稳定性的内涵应理解为：在一个世代的时间跨度内，在一定立地条件下，一定大小面积的林分能够完成其生命周期，并提供相应的净初级生产量的能力[1]。基于人工林生态系统稳定性涵义的特殊性，至今为止，有关描述天然林生态系统稳定性的概念（如：易变性、恢复力、脆弱性、可靠性等）均不宜用来概括人工林生态系统稳定性的概念。人工林生态系统稳定性概念，因该体现动态的、发展的、整体的、因子间相互联系的这些主要特点。即人工林生态系统的稳定性是系统运动效率，抗性以及生物与非生物各要素间相互作用等系统动态平衡状况的综合特性[5]。

2 人工林生态系统稳定性的指标及评价

人工林生态系统稳定性其实质是人工林的可持续性。不同的学者在研究人工林稳定性时都是根据所研究的具体对象来给出特定的稳定性指标。比较早的有马兴洲（1986）把刺槐的保存率、干梢率和林相不齐等作为衡量稳定性的指标，通过逐步回归和数量化分析，对辽西刺槐人工林的稳定性进行了研究。认为土壤质地和坡位对刺槐人工林的稳定性起主导作用[6]。曾德慧在对樟子松人工固沙林稳定性的研究时，从以下6个方面提出了评价其稳定性的标准：①人工林能否顺利成活。②能否正常生长。③寿命的长短。④对不良环境的抗御能力。⑤林分结构是否合理。⑥林分的生产力大小[1]。王豁然（1998）在论述外来树种人工林稳定性时，强调林分的稳定性主要取决于遗传材料、立地环境、栽培措施3个方面的合理运用及互作效应。他把生态标准与指标、社会经济标准与指标、环境与美学价值标准与指标等作为外来树种人工林稳定性的评价标准[7]。盛炜彤（2001）从另一个角度提出了人工林不稳定性3个方面的表现：①抵御异常气候变化能力弱。②易遭病虫害攻击。③易产生地力衰退[3]。冯耀宗（2002）通过40 余年来对热带生态系统特别是热带人工生态系统进行结构与功能的研究，结合国际上对该领域的研究进展，对人工生态系统稳定性概念及指标进行了探讨。他认为，人工生态系统的稳定性是系统运动效率、抗性以及生物与非生物各要素间相互作用等系统平衡状况的综合特性。强调人工生态系统的稳定性应体现动态的、发展的、整体的、因子间相互联系的特点。并从以下几方面给出了人工生态系统稳定性评定的具体操作方法：①系统生产力动态。②系统抗干扰能力（生物量与生产力包括经济生产力、种群数量、多样性指数在干扰前后的变化）。③系统环境动态（气候环境、土壤环境、环境污染程度）等作为评价人工生态系统稳定性的指标。根据这些指标进行打分，然后综合评定其稳定程度[8]。姜风歧等（2002）对科尔沁沙地主要人工固沙林群落稳定性进行了评价，认为稳定的群落在持续发挥防风固沙作用的前提下，应具备以下条件：①适合当地环境条件。②对外界干扰的抵抗性和恢复性。③正常生长发育和自我更新能力。④有较为完善的种群结构[9]。

3 提高人工林生态系统稳定性的措施

我国当前森林生产力低下、森林防护效益不高，很重要的一个原因，是由于人工林不稳定造成的。只有提高人工林生态系统的稳定性，才能保证森林生产力的长期保持和提高森林生态效益，为此必须使人工林真正作为一个生态系统加以管理。生态系统管理要求采取在生态上合理的一系列综合性育林措施。

3.1 立地与树种、品种相匹配[3]

只有当立地与树种、品种相匹配时，林分才能稳定并充分发挥树种、品种的生长潜力。树种选择应以乡土树种为主，因乡土树种是长期自然选择的结果，比较可靠，造林容易取得成功。适当选用经过长期试验确有把握的外来树种。未经长期试验的外来树种，要通过小面积试验后才能推广。

3.2 控制林分的遗传成分

控制林分的遗传成分，一是要选择生产力高而抗性强的基因型，二是要提高林分的基因多样性，这2个方面是林分保持长期生产力的基本要求。

3.3 科学的植被管理

因人工林群落结构简单，树种单一，因此植被管理更显重要。通过植被管理，可以改变人工林周围的环境，改善群落结构，增加生物多样性，提高人工林分维护地力的能力。植被管理在保持人工林稳定性，从而保证人工林可持续经营上有十分重要的意义。

3.4 改善造林技术

应采取近自然的造林格局。人工固沙林的典型经营方法属于生态公益性的人工林，还应促进其向地带性顶极群落的演替进程，使其完全天然化。

3.5 控制病虫害

在这里不是要采用化学防治、生物防治等方法控制病虫灾害，而是通过上述生态系统管理，培育在生物学上稳定与健康的林分，从而达到控制病虫灾害的目的。上面提到的育林措施都有利于培育稳定而健康的人工林分，如果得以实施，人工林抵抗病虫灾害的能力会得到大的加强。

此外还要着重提出控制病虫灾害，还应该大大加强检疫力量和政策与措施。目前国内大量苗木的调运，如不加强检疫，必将使病源体和有害昆虫，通过人为传播而扩大蔓延，从而威胁到许多人工林的安全，应引起林业管理部门的重视。

［1］曾德慧，姜凤岐，范志平.樟子松人工固沙林稳定性的研究［J］.应用生态学报，1996，10（7）.

［2］邵青还.第二次林业革命—接近自然的林业在中欧兴起［J］.世界林业研究，1991，（4）：8-15.

［3］盛炜彤.人工林的生物学稳定性与可持续经营［J］.世界林业研究，2001，14（6）：14-21.

［4］张鼎华.人工林地力的衰退与维护［M］.北京：中国林业出版社，2001.

［5］丁惠萍，张社奇，钱克红.森林生态系统稳定性研究的现状分析［J］.西北林学院学报，2006，21（4）：28-30.

［6］马兴洲.辽西地区刺槐人工林稳定性的研究［J］.沈阳农业大学学报，1986，17（1）：27-35.

［7］Sankaran M and S J AcNaughton.Determinants；of biodiversity regulate compositional stability of communities.Nature，1999，401：691-693.

［8］冯耀宗.人工生态系统稳定性概念及其指标［J］.生态学杂志，2002，21（5）：58-60.

［9］姜风歧，曾德慧，等.科尔沁沙地生态系统退化与恢复［J］.北京：中国林业出版社，2002.