近自然林业经营理论模式在我国的应用及发展建议

梁文广， 杨红军

(1.西南大学 资源环境学院， 重庆 400715； 2.西南大学 农学与生物科技学院， 重庆 400715)

自可持续发展战略提出以来，生态理念越来越受到重视，即在满足当下资源需求的前提下保障未来的持续发展。森林是我国重要的生态资源，不仅能够提供木材资源，还具有重要的生态功能。近年来，随着人们对自然生态旅游需求的提高，森林资源也成为部分地区开发旅游，提高经济效益的主要来源。因此，在林业管理上迫切需要寻求一种贴近自然的科学管理模式，以维持森林重要生态功能和持续的生产力。近自然林业理论由德国盖耶尔首次提出，该理论强调森林经营应回归自然、遵从自然法则，利用自然的所有生产力，其本质特征是自然林系统和人工林系统的生态平衡[1]。近自然林业理论已成为世界林业科学的基础。

近年来，近自然林业理论发展迅速，欧洲国家已普遍接受近自然林业的经营思想，北美、日本等国家也逐渐重视近自然林业经营思路的理论研究[2-3]，已形成多种经典的理论模式并得到广泛应用。基于近自然林业经营的理念以及我国可持续发展战略的提出，近自然林业经营理论已成为我国林业发展理论的重要指导方针[4]。近年来，众多学者对近自然理论在我国的应用及前景进行了一定研究[5-7]，但是缺乏对我国近自然林业经营理论模式的深入研究。为探索适宜我国森林管理的近自然林业经营理论模式，推进近自然理论模式科学应用于我国林业发展，为我国自然林的科学管理提供理论依据和决策参考，阐述近自然林业经营理论的发展历程和主要理念，介绍目前林业发展中主要的近自然林经营管理模式及其在我国林业管理中的应用，并提出我国近自然林业经营模式的发展建议。

1 近自然林业理论的发展历程和主要理念

近自然林业理论认为，森林是一个整体生态系统，可利用森林的自然潜力，使其林分立地结构充分贴近自然生态，但并非回归到天然的森林类型[8]，而是合理地优化森林结构和功能，使经营管理林中的本源树种优势得到明显表现，并兼顾森林的生态平衡，同时带来经济、生态和社会三大效益。近自然林业理论主张利用自然力恢复森林生态功能，并在人工辅助下使自然物种得到恢复，同时优化林分结构，并为其他生物提供栖息地，增加森林中生物多样性[9-10]，以维持健康稳定的森林生态系统。

在17世纪，森林资源被高度商品化，树木成为一种可交易的商品，使得大批森林遭到无节制砍伐，最终导致森林资源出现生态危机。这种过度砍伐、利用木材导致的生态问题引起了西方林学家的反思[11-12]。18世纪，德国率先开展了森林恢复计划，但该计划出发点是基于提高木材经营过程中的经济效益，而忽视了森林的生态效益，因此森林树种主要以纯林为主。由于过于单一的树种导致生态不稳定，造成了一系列的生态新问题。直到1898年, 德国科学家盖耶尔(GAYOR) 率先提出“人类应尽可能地按照森林的自然规律来从事林业生产活动” 的近自然林业经营思想，强调要遵循森林生态系统规律，实现生产与生态可持续的有机融合[13-15]。这一理念的提出和应用，逐渐缓解了德国的森林生态危机。

到20世纪中叶，德国成立了“ 适应自然林业协会”, 系统地提出了“以适树、混交、异龄、择伐”等为特征的近自然森林经营的具体理论，近自然林业得以广泛传播，成为现代林业可持续发展的主要理论[15]。现如今影响较大的三种经营方法包括了由阿贝茨(P.Abetz)提出的弗莱堡方法[16](主要为定向择伐，保留所需要的树种，砍除干扰树，无关树任其生长，保证生态、经济的协调发展)、巴伐利亚州林业主管部门发布的巴伐利亚方法[17](主要对达到胸径指标的目标树进行选择性砍伐，保证目标树的木材供应，同时对目标树的树龄进行调控，保证目标树的合理更替)，以及由艾伯特(H.Ebert)提出的罗腾堡方法[18](基于树木枝下高，保证目标树位于主林层，且树干通直、无分叉、无损伤等)。

2 近自然林业的经营模式

2.1 适地适种经营模式

近自然林业主要依据生态条件下自然植被的分布，选择培育适宜的本土树种，或选择与当地环境相适应的非本土树种进行人工培育栽培。对选择的树种进行单株抚育，采取修枝剪条、清除树下杂草等措施，使其成为优势树种，并快速生长成林，对目标树种生长不造成干扰的植物，可任其自由生长。适地适树经营模式的主要措施包括林地选择、改地适树和改树适地[19]。任建武等[20]按照适地适种的模式，根据北京浅山区立地类型的特点，筛选出26种适宜该地区不同立地类型的造林绿化植物，并合理配置，形成林地选择与改树适地相结合的配套模式，使近自然林经营在该地取得显著效果。

2.2 树种混交经营模式

研究表明，针阔混交林相对于单针叶或阔叶林具有更好的生态效益。原因是针叶与阔叶林的生长条件能够形成互补，一般阔叶树种属喜光性植物，其树冠高大，且分布在林冠的上层，而针叶林树种属于不喜光植物，生长需要一定的郁闭度，其树冠多分布在下层，只需通过合理搭配，阔叶林树种便能够为针叶树种提供适宜的郁闭度[21]。另外，阔叶林根系相对于针叶林一般分布更深，因此二者根系分布于不同的土壤层，避免了互争水、肥的情况[22-23]。同时阔叶林具有更大的落叶量，为林下土壤提供丰富养分来源，从而保障森林土壤肥力的供应。另外，混交林相对于单一树种的纯林更为稳定，其原因还在于混交林树种存在多样性优势，既发挥了优势树种的主导作用，又体现了次级树种的互补作用。两者互补生长有助于提高立地潜力，促进自然更新，进而提高生物多样性，具有更稳定的生态功能和抵抗自然灾害的能力[24]。

2.3 单株抚育与择伐利用经营模式

单株抚育和择伐管理方式的运用需依据森林不同树种的年龄结构进行管理，这种经营管理方式既要保证森林木材的可持续产出，同时又不损害森林的生态功能。研究表明[24]，可根据森林的树龄划分森林的林龄和阶段，一般以每20年作为一个阶段，每个林龄阶段应控制在一定的比例之内，在成熟的森林系统中，每个林龄阶段的面积在10%～17%较为合适。森林在自然成熟过程中，随着林龄增长，生产力不断提高，但当林龄超过160年后，单位面积生产力反而开始下降，主要是由于树木开始进入过熟期，生产力衰退。我国学者对青海云杉Piceacrassifolia天然林研究发现，该地区林分密度与树木平均胸径呈负相关[25]， 因此在森林管理过程中需对树木的树龄进行控制，保证森林树龄面积在合理的范围内。因此，可通过砍除老树、保留幼树的经营模式，保持森林系统最优的生长年龄结构，使其生态和经济效益均保持在稳定、高效的状态。

2.4 复层异龄经营模式

单层同龄纯林因其树种单一，生态功能低下，因此林分抗逆性差[25]，同时由于树种年龄一致导致林分生产力持续力低，单层树冠也会导致树木光照利用率低。相反，复层异龄林由不同年龄结构的林木组成，形成多层树冠层，光照利用率显著提高，抗逆性增强，因此，复层异龄混交林的稳定性和健康程度显著优于单层同龄纯林。通过对树种的选择性砍伐利用，保留原次生植被，进而控制树种的年龄，也可利用人工诱导、疏伐补植、渐进式树种置换等方法，充实林分，形成异龄混交林[26]，保证单个树种都具有合适年龄结构及组成，在保证树种更新的同时又显著提高了森林的可持续发展。另外，多林分的良性竞争也能够促进森林的自然演替。

3 近自然经营模式在我国森林管理中的应用

随着人们对可持续发展理念的普遍认同，我国更加重视对自然生态资源的管理和应用。人工生态林的建设是我国森林生态恢复和生态环境保护的重要方式[27]。而近自然林业理论是基于生态恢复、构建自然生态林，并在自然力的推动下使其自然发展，这与我国目前生态林业恢复与保护基本理念相符[28]；同时，我国地域辽阔，森林资源丰富，在保障森林生态功能的同时，也需追求相应的经济效益。随着近自然林理论及模式的发展和应用，我国通过适地适树、建立混交林，调节森林年龄、林分结构等典型模式，建立可持续生态自然林，实现我国森林产业的良性发展[29-30]。

3.1 适地适树建立生态林

在开展森林建设中，林地和树种选择以及其二者的相适应性尤为重要，近年来，通过适地适树建立生态林的模式在我国森林管理和保护中得到广泛应用。张文辉[31]研究指出，对于树种选择要保证树种能够适应林地环境，优先选择本土优良树种；而对于单一树种森林，还应引入外地优良树种，建立混交林；在选择树种时，应根据森林的主要用途和功能，如经济林和生态林区分选择。伍水平[32]通过对江西省樟树市林地地形地貌、土壤结构分析和调查发现，大部分地区以红壤丘陵为主，土壤易板结酸化，需要选择适应性强的树种，并结合樟树市常年气候分析，得出香樟CinnamomumbodinieriLevl.、马尾松PinusmassonianaLamb.等树种是当地最适宜的植树造林树种。陈玉玲[33]基于适地适树模式，并利用决策树CART算法，通过大量数据分析对近自然林经营过程中的适宜树种进行算法选择，获得最佳组合。

3.2 改树适地建立混交林

建立混交林是实现森林近自然经营的主要方式之一，通过不同树种之间的优势互补，促进林业的健康发展。孙毅兵[34]研究表明，可根据不同的地形、地貌采取不同的混交方式，如带状混交、块状混交、株间混交和无序混交，而对于混交树种的选择不局限于乔木，还包括乔灌混交和综合混交。借鉴德国的目标树经营法，郭诗宇等[35]基于湖北实际情况，以主林层树木平均胸径和林分郁闭度作为是否采用目标树经营法的衡量指标，选择主林层平均胸径10 cm，林分郁闭度0.8作为节点，对目标树进行标注。树种每增长3 cm或每隔5年进行一次经营决策，对目标树进行选择，砍除干扰树，经过多次择伐后将林分改造为复层异龄混交林，可形成永久性森林。张二亮[36]在河北省木兰林区试验的目标树经营模式同样表明，通过选定目标树，砍除干扰树、对目标树抚育择伐等方式，可实现复层异龄混交林的建立。

4 近自然经营模式应用于我国森林管理的改进建议

综上所述，基于近自然林经营理念，以森林质量提升和森林生态系统恢复为目的，我国在探索近自然森林经营技术和模式方面取得了一定成效，但在理论和实践中还存在不足，森林资源保护工作还有待提高[37]，主要表现为培育树种过于单一易导致森林病虫害发生和树木存活率降低。这与德国初期的林业发展极其相似，为促进我国近自然林业健康发展，优化近自然林经营管理模式，仍需在以下方面做出改进。

1) 优化人工林结构，针阔叶树种搭配种植，提高混交林比重，适当选择针阔树种混交，建立人工复层结构林，加大自然光照的利用率等，增加森林健康指数。

2) 采用科学经营模式，适时对林中培育树种进行单株抚育和管理，控制并优化林分的树龄结构，使其保持高增长速率，对树龄和胸径达标树种，可进行选择性砍伐，提高林业生产力。

3) 按功能对人工林分类管理，对以生态防控为主的人工林应降低砍伐力度和频次，以自然发展为主；而对以生产为主的经济型林地，应根据树龄结构组成，进行选择性砍伐，调整冠层，增加光、热效应，提高生产力。

4) 合理应用适地适树原则，开展原生林林分结构、郁闭度指标的实地调查和测定，选择合适的目标树种和林型，制定合理的参考指标，对林分结构进行改造。