我国人工林生态轮伐期探讨

赵晓敏

摘要：人工林作为独特的森林生态系统，为人们提供了大量的木材，同时也具有森林的多种生态功能。早期人们只注重木材生产功能，不断缩短人工林轮伐期，使得地力衰退，危及人工林的可持续经营。本文针对人工林的生态功能，提出生态轮伐期的概念，及其评估框架，最后展望了人工林的未来经营策略。旨在为人工林的经营管理提供新思路。

关键词：人工林；轮伐期；成熟龄；生态功能

森林是陆地生态系统最重要的组成部分，为人类生存提供保障。我国森林资源总量不足，且分布不均，难以满足人们的木材需求和国家生态安全屏障，因此，我国营造了大量的人工林，目前面积为0.62亿hm²，居世界首位。长期以来，我国人工林经营主要以生产木材为主，普遍采用高投入、高产出的集约经营方式，然而，越来越多的实践表明，不考虑生态效应的人工林经营无法实现可持续。轮伐期是人工林经营中的关键参数，缩短轮伐期有利于收获更多的木材，短期经济效益更高。但是，短轮伐期容易导致地力衰退、长期生产力下降。其实，人工林不仅具有木材生产功能，还具有价值更高的生态功能。在全球气候变化背景下，人们对森林吸收CO₂、释放O₂、防风固沙等众多生态功能更加关注。当考虑人工林的这些生态功能时，基于木材生产和经济效益的轮伐期将不再适用。本文针对人工林的生态功能，提出生态轮伐期的概念，及其评估框架，最后展望人工林的未来经营策略。

1生态轮伐期的概念

轮伐期也就是林分主伐年龄，指同一类型森林（主要指人工林）达到成熟而进行主伐的年龄。世界各国对轮伐期的定义略有不同，有些国家的轮伐期还包括更新期，我国一般主伐后立即更新，因此更新期为零。轮伐期是为保护人工林的可持续发展，而提出的概念。现实中，人们为追求经济利益，采用高强度经营管理措施不断缩短轮伐期。例如，培育造纸用的小径纸浆材，杨树轮伐期可缩短到3～5年，而培育制胶合板用的大径材，杨树轮伐期至少10～12年。

经营目标不同的林分，其轮伐期也不同。以前，人工林的经营目标主要是木材生产功能，如今考虑人工林的生态功能时，其轮伐期概念将发生根本改变。近年来，已有研究开始关注人工林的碳汇功能，发展了基于碳成熟龄的轮伐期。因此，本文综合考虑人工林的生态功能，将人工林生态效益成熟时的年龄定义为生态轮伐期。其中，生态效益指人工林所产生的可计量的经济、社会和环境效益的总称。成熟表示某一效益（如生物多样性）平均增长量达最大值时的状态。

2生态轮伐期的评估框架

森林成熟不仅是简单的生物学问题，而且涉及到与森林利用有关的工艺要求和经济收益问题，因此森林成熟的判定具有一定的复杂性，采用数量成熟、工艺成熟和经济成熟中的任何单一评价标准都是不科学的。传统的人工林轮伐期，盛炜彤等（2004）曾在确定杉木人工林最佳轮伐期时提出：以工艺成熟为基础，重点考虑经济成熟，适当兼顾数量成熟。生态轮伐期的确定，比传统轮伐期更加复杂，需要建立完善的人工林生态效益评估体系。

生态效益成熟龄是确定生态轮伐期的核心，人工林的生态效益多种多样，且成熟过程千差万别，因此，生态轮伐期的确定面临着挑战。首先，要明确人工林的生态效益及可测定指标。人工林的生态效益，主要包括涵养水源、防风固沙、保持水土、固碳释氧、积累营养物质、净化大气环境、林副产品、供人游憩、维持生物多样性、美化环境、调节气候等多种效益。其中，有些效益（如，美化环境），很难找到具体指标进行衡量，因此，现阶段应抓住主要可测指标（如，涵养水源量、固土量、吸收CO₂量、释放O₂量、积累NPK量、滞尘量、林产品收入、旅游收入）进行评估。其次，指标明确后，要了解每个指标随林龄的变化过程（即成熟过程），采用经验模型或具有生物学意义的生长模型进行拟合，计算其平均生长量最大时的年龄。如，吸收CO₂量，一般隨林龄的增加呈“S”型曲线变化，即幼龄林吸收速率较慢，中龄林迅速增加，成熟林增速变缓，过熟林后吸收速率减慢，最后吸收速率与释放速率达到平衡，这一过程可用Richard生长模型成功描述。最后，建立多目标决策、评估体系。根据人工林的主要培育目标，分配权重给不同的生态效益指标，权重大小反应其与培育目标的远近关系。例如，在江河源头，以涵养水源为培育目标的人工林，兼具保持水土、固碳释氧、净化大气等多种公益效应，其权重的60%可分给涵养水源量成熟龄，20%分给保持水土成熟龄，10%分给固碳释氧，10%分给净化大气等效益的成熟龄，这样通过权重分配得到综合的成熟龄，评估其生态轮伐期。综上，生态轮伐期的评估相对繁琐和复杂，但是随着各生态效益指标研究的深入，人工林的各种生态效益得到量化，为我们评估人工林的生态轮伐期提供了条件。

3未来人工林的经营策略

针对现有人工林，明确培育目标。以木材生产为培育目标的人工林，应继续保持高投入的集约经营，注重培育土壤肥力，提高长期生产力。以防风固沙为培育目标的人工林，应适当改造，变纯林为混交林，变单层林为复层林，变同龄林为异龄林，总之采用人工干预措施使其可持续发展。以生态公益为培育目标的人工林，要保证其各种生态效益的发挥，不再主伐，引导其朝向当地顶级群落发展。

针对新造林和退耕还林，根据当地土壤和气候条件进行详细区划。立地条件好的地方，一方面可开展速生丰产林，缓解我国木材需求与供给的矛盾；一方面可适当引入乡土先锋树种，封山育林，使之自然生长形成稳定的生态公益林。环境恶劣和立地条件差的地方，不宜营造薪炭林和纸浆林等用材人工林，应循序渐进，适当引入草本、灌木和先锋树种，人工辅助目的树种更新，形成发挥生态效益为主的人工林。新造林，要权衡木材生产和生态功能之间的关系，使二者协同发展，获取优质木材的同时，维持好人工林的各种生态效益。