湖南杉木人工林近自然经营问题探讨

许忠坤, 邓鹰鸿， 彭 晖

(1.湖南省林业科学院， 湖南 长沙 410004; 2.湖南省林业厅， 湖南 长沙 410004;3.湘西自治州林业勘测设计院， 湖南 吉首 416000)

湖南杉木人工林近自然经营问题探讨

许忠坤1, 邓鹰鸿2， 彭 晖3

(1.湖南省林业科学院， 湖南 长沙 410004; 2.湖南省林业厅， 湖南 长沙 410004;3.湘西自治州林业勘测设计院， 湖南 吉首 416000)

德国人工林在19世纪，与湖南杉木人工林有相似之处，采用单一树种营造大面积人工林，造成地力消耗很大，无法实现林木的可持续利用。本文从杉木经营历史，分析了现有栽培制度下的炼山、幼林抚育、轮伐期短、林分结构单一等现状所导致的杉木人工林生产力下降、林地地力衰退。本研究引进德国森林近自然经营理念及原则改造杉木人工林，分别对杉木幼林、中林、成林进行第1代目标树经营，为第2代目标树形成创造有利条件，使林地地力得到恢复，达到可持续经营的目的，同时获得较大经济效益。

杉木； 近自然经营； 目标树； 幼林； 中林； 成林

1 杉木经营历史与现状

杉木[Cunninghamialanceolata(Lamb) Hook]是湖南的主要乡土树种，湖南城步长安营乡中国杉木王，树高30m，胸径2.19m，古杉是东晋时期(公元317—420年)当地侗族先民骆越人栽植，己有1600多年树龄。杉木有2000年的栽培历史，栽培制度始于晋、唐，完善于宋、元，盛行于明、清，古人栽培制度是：小面积阔叶林皆伐，炼山，种植农作物，地力下降后进行稀植扦插造林，长轮伐期培育大径材，撩荒养地，林地地力得到恢复[1-2]。

自上世纪60年代以来，木材需求量不断上升，杉木人工速生丰产林得到了空前发展，杉木的栽培制度发生了改变，大面积集中连片、密植、短轮伐期、连栽的栽培模式和炼山、全垦整地、3年以上全垦抚育的栽培措施，导致了大面积的林地生产力下降及地力衰退。

2 多代连作杉木速生丰产林使地力下降

2.1炼山导致水土流失使地力衰退

根据研究测定，炼山后土壤裸露，3年的固体径流量达到37t/hm2，而不炼山的只有1.0t/hm2，两者差值达37倍。液体径流的差值达6倍多。固体与液体径流同时损失了大量的土壤养分。炼山损失的有机质、全N、全P、全K分别为989.3、27.1、9.1、462.9kg/hm2；损失速效的N、P、K分别为12.2、2.6、72.4kg/hm2，共损失养分586.3kg/hm2，而不炼山的只损失有机质97.4kg/hm2，合计为78.7kg/hm2，两者相差达7.5倍。

2.2幼林全垦抚育使土壤肥力下降

幼林抚育要进行5～7次，造林后1～3年每年要进行2～3次，杉木不耐水湿，一般栽植在坡地，全垦抚育带来大量的水土流失，流失物质中有机质每年损失365.9t/hm2；养分每年损失297.7t/hm2，分别是不抚育的27倍[3]。

2.3炼山后林地必须反复抚育

炼山林地裸露，为冬茅等以风作为媒介的种子提供了良好生长环境。炼山后林地杂草爆发，对杉木幼林生长构成威胁，必需进行除草抚育，抚育后又使林地裸露，更有利于杂草生长，反复抚育，杂草反复生长，形成恶性循环，这样恶性循环要持续到林分郁闭。若将砍伐的剩余物，均匀铺在地面上不炼山，草种落在剩余物上面，不能与土壤直接接触，不能发芽，相比之下，杂草较少，则不炼山的林地上只有灌木萌芽条等植被。

2.4杉木林养分循环速度慢

杉木木材耐腐决定了其养分循环速度慢，杉木在其林分郁闭后，光照减弱的枝叶枯死。由于杉木耐腐，30多年的基部枯枝在树干上保留不易接触土壤、与土壤接触的部分也难于分解，主要以粗糙腐殖质形态存在。杉木人工纯林由于密植导致群落结构单一，幼林郁闭前林地基本无凋落物，郁闭后林下植被生物量少、种类少、生物多样性低，生物循环滞缓，10年前后吸收归还比仅17%左右，干材阶段为35.3%，过熟阶段也仅为58%。从栽植到成熟过程都处于养分亏缺状态，林地土壤趋于贫瘠化[4]。

2.5轮伐期短林地养分损失多

国家杉木速生丰产林标准的轮伐期包苗龄20年，在湖南有的地方10多年就主伐，造成养分损失多，归还少。传统经营方式的30年2个轮伐期的生物量为122014kg/hm2、养分总消耗量为1110kg/hm2，分别是1个轮伐期的大径材经营方式的1.22倍(100326kg/hm2)、2倍(554kg/hm2)[5]。

3 近自然森林经营产生的背景概况及原则

17世纪中期，德国工业的快速发展，对木材的需求急剧增长，开始大规模采伐森林，并导致了18世纪初震惊德国的“木材危机”，培育和发展森林资源成为当时德国亟待解决的问题。采用单一树种营造大面积人工林成为森林经营的核心模式。人工林虽然速生，地力消耗却很大，无法实现林木的可持续利用。1972年，欧洲森林遭受特大风灾，森林损失惨重。单一树种大面积的人工林出现了多样性低、稳定性差、病虫害多发、生态功能差等一系问题。为改变这种局面，在受灾林地上采用近自然林业理论恢复森林获得了巨大成功。近自然森林经营使经营成本下降，林分稳定性增强、抗灾能力得到提高，木材产量明显增加。 欧洲各国20 世纪90年代，便出现了向近自然林业方向发展的趋势[6-7]。

3.1德国近自然森林经营的原则[8]

长轮伐期，采用乡土树种，适地适树，目标树经营，异龄多树种垂直结构混交，小面积皆伐或择伐，措施上模拟自然干扰。

3.2近自然森林经营的缺点[9]

① 与皆伐相比，林分经营更为复杂，需要熟练的技术人员。

② 由于增加内部结构与物种的多样性，收获和调整更为困难。

③ 由于采伐地块小且分散，增加了采伐费用。

④ 由于对森林生态系统的干扰减少，为更新幼树提供更好的庇护。但减少覆盖地表的采伐剩余物，增大了对采伐点土壤的损害。

⑤ 不适用于更肥沃的立地(杂草竞争)或巨大放牧压力地区。

⑥ 生产高质量大径材， 通常林分转型时(特别在不稳定的立地上)要冒风灾的风险。

4 杉木近自然经营的思考

4.1现有杉木人工林改造

4.1.1 杉木人工林改造潜力

湖南的杉木人工林与19世纪德国相似，可以借鉴近自然经营的理念，改造杉木人工林。由于近自然经营采伐地块小且分散，采伐费用高的缺点，改造时应当选择交通方便，或集材成本低的地段进行改造。采用目标树经营的措施进行改造，据研究，杉木实生造林的林分，群体内有差异，有20%生长突出，在20年生进行主伐时，这部分林木生长潜力非常大，应当进行保留。当杉木人工林在20年生时进行间伐，保留20%生长突出的，视为目标树，其经济效益大。目标树从早期就进行定向培育，充分挖掘这部分林木的生长潜力，这20%的林木消耗肥力不大，可进行无节材培育，使效益最大化。据王懿祥[10]，对26 年生杉木人工林目标树的价值研究，单位面积最有价值占总林分10%株数的林木，其断面积、材积和立木价值分别占总林分的 26.8%、31.3%和50.1%。对目标树展开重点经营，只需要用 10%的精力就能获得 50%的价值。

4.1.2 杉木人工林幼林的改造

杉木人工林幼林是指10年以下的林分。对幼林进行近自然改造，是一个长期过程，必须有计划进行改造。首先选择第1代目标树，不超过450株/hm2。由于林分所处的立地、初值密度不同，修枝的开始时间不同，间隔期均有所不同，立地条件好，经营强度高，修枝的开始时间可以提前，反之，则推迟。造林密度大，修枝的开始时间可以提前，间隔期短，反之，间隔期长，则推迟。第一次修枝是在林分郁闭、阴枝开始枯死时进行，以目标树死枝上第一轮活枝为准，第一轮活枝的直径8～9cm，即包括第一轮活枝及以下全部死枝修去。每次修枝高度不超过2m。修枝总高度不超过7m。人工修枝的时间可在春秋两季进行，林木开始生长前的3月份，林木停止生长后的11月份。间隔期，视林分生长情况，一般1～2年，修枝3～4次。

4.1.3 杉木人工林中龄林的改造

中龄林是指11～15年生林分，杉木造林初值密度一般为2505株/hm2。如果10年前没有进行间伐的林分，必须间伐到1500株/hm2以下，选择第1代目标树，不超过450株/hm2。然后对目标树进行修枝，培育无节大径材[11-14]。

4.1.4 杉木人工林成林的改造

成林是指20年生以上的林分，保留密度一般为1500株/hm2。选择第1代目标树，不超过450株/hm2，对目标树进行保留，修去目标树上的死枝，伐去其它杉木，如果杉木林分中有其它物种应进行保留。当第2代目标树形成后，伐去第1代目标树，轮伐期在35年以上。

4.2第2代目标树培育

当杉木人工林在20年生时进行疏伐，由于保留株数少，林地获得充足阳光[15-16]，为其它物种生存创造了条件，疏伐后10年，进行第2代目标树选择，对目标树进行重点保护、伐除影响目标树生长的其它单株，进行修枝。目前杉木人工林集中连片，周围如果没有自然更新能力强、高价值的其它物种，必须人工栽植目标树，建议栽植目标树控制在300株/hm2以下，由于湖南杂草生长快，为减少抚育成本，建议采用多年生容器大苗栽植。补植参考树种有闽楠、桢楠、苦槠、甜槠等。

[1] 俞新妥.论杉木人工林的回归——从杉木林地力衰退的因果谈杉木林的可持续经营[J].世界林业研究，1999，12(5)：15-19.

[2] 候伯鑫，陈佛寿.湖南杉木分布及利用和栽培史探源[J]. 湖南林业科技,1995，22(3)：1-6.

[3] 许忠坤.杉木高效经济生态型造林技术[J]. 湖南林业，2009，10(5)：24.

[4] 马均.杉木人工林地力衰退原因及对策综述[J]. 四川林勘设计，2004(3):13-17.

[5] 许忠坤. 杉木不同经营方式的经济与养分利用效益分析[J].湖南林业科技，2012 ，39(5)：17-19.

[6] 国家林业局赴德国、奥地利林业考察团.欧洲近自然林业的借鉴与启示—赴德国、奥地利林业考察报告[J].林业经济，2011(7):88-91.

[7] 王传立.林分空间结构优化计算机辅助系统研究[D].长沙：中南林业科技大学，2008：1-45.

[8] 李慧卿. 近自然森林经营探讨[J]. 世界林业研究，2007， 20(4)：6-10.

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[11] 邓三龙.无节良材培育技术初探[J]. 湖南林业科技， 2008， 35(6)：77-80.

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[15] 吴立勋，徐世凤.杉木、擦树混交林光合生产力研究[J]. 湖南林业科技，1994,21(3): 13-18.

[16] 谢先兰.芒对杉木幼林生长的影响及抑制措施[J]. 湖南林业科技,2008，35( 5)：43-47.

(文字编校：龚玉子)

DiscussiononthenearnaturalforestrybusinessofChinesefirplantationinHunanProvince

XU Zhongkun1, DENG Yinghong2, PENG Hui3

(1.Hunan Forestry Academy, Changsha 410004, China;2.Forestry Department of Hunan Province, Changsha 410004, China;3.Forestry Survey and Design Institute of west Hunan Autonomous Region, Jishou 416000, China)

There are similarities with Hunan Chinese fir plantations in Germany in the 19th century, it was creating a large area of application of a single species plantations, and causing fertility consume large, impossible to achieve the sustainable use of forests. Based on the Chinese fir operating history, analysis of existing refining cultivation system under the mountain, tending method, short rotation, stand structure of a single Chinese fir plantation productivity as a result of a decline in forest soil fertility recession. We introduced the natural forest near philosophy and principles to transformation Chinese fir plantation. In order to make the young forest; middle-age forest, establishment forest for the first generation of operating goals respectively, and objectives for the second generation to create favorable conditions for the formation of a tree, so that forest soil fertility is restored to achieve the objective of sustainable management, as well as a larger economic benefits.

Chinese fir; near natural forestry business; target tree; young forest; middle-age forest; establishment forest

2013-10-18

中德财政合作湖南小农户造林项目(BMZ-2002 65 702)。

S 791.27

A

1003 — 5710(2014)01 — 0117 — 04

10. 3969/j. issn. 1003 — 5710. 2014. 01. 023