多项技术创新解决森林低效益问题华南植物园获奖项目让南方人工林提质增效

文/路平 图由中国科学院华南植物园提供

多项技术创新解决森林低效益问题华南植物园获奖项目让南方人工林提质增效

文/路平 图由中国科学院华南植物园提供

【编者按】

南方人工林是我国重要的森林资源。南方人工林是华南地区大气、生物和水资源可持续利用的基础保障。广东生态公益林中人工林占74%，当前广东的人工林存在着种类单一、结构简单、抗逆性差，以及地力衰退、生产力和生物多样性低，质量差等突出问题，华南植物园获奖项目组提出了建立人工林经营大型实验平台、评价人工林传统经营管理措施、研发人工林提质增效关键技术及开展优良树种和优化模式示范推广的总体思路。

走进位于珠三角西部的佛山高明云勇森林公园，一片片的松树林、桉树林、杉木林形成了鲜明的对比——改造后的森林郁郁葱葱，生机勃勃，满眼青翠；未经改造的则略显枯黄，逐步退化。这是中国科学院华南植物园、广东省林业科学研究院在实施“南亚热带典型林分提质增效关键技术与应用”过程中，在云勇森林公园对照试验所产生的结果。项目组针对华南地区大面积的荒坡、低效林和疏残林进行科学恢复和改造，提高林地生产力和生物多样性，建立了优质、高效、持续稳定的森林生态系统。相关成果也荣获2015年度广东省科学技术一等奖。

云勇森林公园森林经提质增效改造后的现状

国内外专家现场考察

南方人工林种类单一效益低

南方人工林是我国重要的森林资源。据统计，全国人工林面积6900万公顷，其中南方人工林占46%。森林生态系统有着较高的生产力，生态系统的功能过程复杂多样并有着非常高的运转效率，是华南地区大气、生物和水资源可持续利用的基础保障。广东地区主要以丘陵为主，绵延的热带亚热带森林被称为“北回归线上的明珠”，生物多样性高，但因为气候炎热湿润，物质循环很快，植被一旦被破坏，土壤很快退化，且难以快速恢复。

据项目负责人傅声雷研究员介绍，广东生态公益林中人工林占74%，并多为桉属、相思属、松属等单一树种的纯林。因此，当前广东的人工林存在着种类单一、结构简单、抗逆性差，以及地力衰退、生产力和生物多样性低，质量差等突出问题，林木的蓄积量低于世界平均水平。“发展合理的人工林经营管理技术并推广应用，增强森林生态系统服务功能，具有重要的科学价值和现实意义。”

由此，项目组也提出了建立人工林经营大型实验平台、评价人工林传统经营管理措施、研发人工林提质增效关键技术及开展优良树种和优化模式示范推广的总体思路。其目标是构建森林质量提升模式，提高森林生态系统服务功能。

创建实验平台，研发出多项新技术

项目实施过程中，也实现了多项创新。一方面，项目组创建了人工林经营大型实验平台，开展了“多样性梯度实验”、“水平生态位实验”及“垂直生态位实验”，引领了中国森林生态学野外控制实验研究，推动了“林业高新示范区”的建设，促进区域林业转型升级。该实验平台也吸引了300多位国内外科学家前来参观交流，并进行合作研究。

同时，通过对比试验，项目组也揭示了人工林传统经营措施的弊端。傅声雷表示，他们研究发现，“纯林”种植容易导致土壤酸化、物种更新困难；传统的“刀耕火种”会造成有机质和养分流失，损害生物区系；而“砍杂”造林也会降低土壤生物多样性，减缓凋落物分解和养分归还。由此，项目组研发出4 项人工林提质增效新技术。其中，“去化感促定植技术”主要是去除凋落物，提高幼苗建立率；而物种多样性，促进树木生长，减少养分流失。

此外，项目组研发了2项人工林生态效益评估新技术及Ⅲ级复合权重的树种综合评价技术。傅声雷说，他们发明的“水驱原位根系呼吸测定技术”，不需要电或其它能源，在野外可方便简单地直接测定根系呼吸；而发明的“树干皮层光合作用测定技术”，也有助于更准确评价森林碳汇功能。项目组通过对 96 个树种进行综合评价，筛选出了醉香含笑、灰木莲、木荷、红锥、藜蒴、尖叶杜英、红花荷、米老排等 16 种可用于低效林林分改造、值得推广的优良阔叶乡土树种。通过林分改造，生态系统服务功能及效益进一步提高。其中，针叶林改成阔叶混交林，每年每公顷价值增加0.599万元；桉树林改成乡土阔叶林，每年每公顷价值增加5.164万元，累计示范推广面积100万亩，累计繁育苗木4951万株，总产值43亿元。

项目组成员在学术会议上进行交流

提质增效模式逐步推广应用

项目实施过程中，发表论文42篇（其中SCI论文20篇），出版专著2部，培养博士6名，硕士4名，获授权专利4件。经专家鉴定，项目组创建的大规模、多处理、多重复人工林经营实验平台，属于国内首创、国际领先；集成了典型林分改造的复合权重树种综合评价、去化感促定植、林隙调控促定居、苗木定向培育技术等，整合“基础研究—技术研发—示范推广”于一体，为低效人工林提质增效提供了理论依据和示范样板。研究成果整体达到国际先进水平，其中在野外森林生态控制实验研究建设上处于国际领先水平。

目前，项目成果已在广东鹤山、梅州、珠海、佛山、中山等地区累计示范推广面积100.1万亩，繁育优良乡土阔叶树种4951万株，成果总价值达43亿元，其中新增经济效益7.3亿元，生态效益34.4亿元，社会效益1.6亿元。所建立的低效林提质增效模式也在我国南方地区推广应用。其中，项目组指导中国林科院、江西农业大学、中科院地理所等开展“人工林经营野外实验研究平台”建设，牵头6个国家站开展“南方低效人工林固碳增汇技术示范研究”，指导浙江、江西、湖南等地实现了低效人工林的质量提升。