全球氣候變化下，冰川加速融化、生物多樣性減少、極端氣候頻發(fā)對(duì)生態(tài)系統(tǒng)構(gòu)成嚴(yán)峻挑戰(zhàn)，中國(guó)正加速推進(jìn)碳達(dá)峰、碳中和目標(biāo)。森林具有巨大的碳匯功能，在此過(guò)程中扮演著不可替代的角色。人工林作為我國(guó)森林資源的重要組成部分，是固碳增匯的重要載體。然而，人工林長(zhǎng)期面臨著物種單一、生態(tài)系統(tǒng)脆弱、地力衰退等問(wèn)題。

“我們迫切需要找到科學(xué)有效的森林經(jīng)營(yíng)策略，讓人工林既能生產(chǎn)優(yōu)質(zhì)木材，同時(shí)保護(hù)生物多樣性、涵養(yǎng)水源、保持水土，還能長(zhǎng)期固碳增匯。”5月14日，在中國(guó)林科院于廣西舉辦的“三綠并舉 四庫(kù)聯(lián)動(dòng)”媒體探訪傳播暨院地學(xué)術(shù)交流活動(dòng)上，中國(guó)工程院院士劉世榮告訴記者。

南疆誕出林業(yè)國(guó)家科技進(jìn)步獎(jiǎng)

廣西是目前我國(guó)人工林最發(fā)達(dá)的省區(qū)，以松、杉、桉為主的人工林總面積1.34億畝，占全區(qū)林地總面積的55.83%。

以廣西為代表的我國(guó)南方多省區(qū)，通過(guò)大力發(fā)展人工林特別是速生豐產(chǎn)用材林，為緩解南方乃至全國(guó)木材供需矛盾、保障國(guó)家木材安全作出了重要貢獻(xiàn)。而一些地方長(zhǎng)期一味追求木材生產(chǎn)的單一目標(biāo)，導(dǎo)致南方出現(xiàn)了大面積低質(zhì)低效的人工林。

1979年，中國(guó)林科院熱林中心在廣西憑祥成立。40多年來(lái)，熱林中心圍繞珍貴優(yōu)良樹(shù)種的引種馴化、良種選育和栽培技術(shù)研究與試驗(yàn)，在珍貴樹(shù)種種質(zhì)資源收集保存與利用、大徑材培育、森林資源現(xiàn)代化經(jīng)營(yíng)管理等方面進(jìn)行了大量探索和實(shí)驗(yàn)。 1993年以來(lái)，劉世榮團(tuán)隊(duì)與熱林中心等單位合作，主持開(kāi)展“南方典型森林生態(tài)系統(tǒng)多功能經(jīng)營(yíng)關(guān)鍵技術(shù)與應(yīng)用”項(xiàng)目。項(xiàng)目以南方典型松、杉、桉低效人工純林和低質(zhì)次生林為對(duì)象，圍繞生產(chǎn)力提升、固碳增匯、地力維持和水源涵養(yǎng)等多功能協(xié)同提升理論和關(guān)鍵技術(shù)問(wèn)題，開(kāi)展森林生態(tài)系統(tǒng)多功能經(jīng)營(yíng)技術(shù)研究與示范。

歷時(shí)20余年，項(xiàng)目團(tuán)隊(duì)首次提出了基于樹(shù)種多樣性及特定功能樹(shù)種組配提升森林生態(tài)系統(tǒng)多功能性的理論，創(chuàng)建了引入珍貴樹(shù)種改培松、杉、桉人工純林的多功能經(jīng)營(yíng)技術(shù)體系、基于生態(tài)輪伐期的大徑材培育及多功能權(quán)衡與協(xié)同提升的技術(shù)體系，縮短了珍貴樹(shù)種大徑材培育周期，提高了大徑材比例，成功解決了低效人工林經(jīng)營(yíng)出現(xiàn)的地力衰退、長(zhǎng)期生產(chǎn)力下降和生態(tài)功能脆弱等問(wèn)題，以及發(fā)展珍貴樹(shù)種混交林樹(shù)種配置及大徑材定向培育精準(zhǔn)調(diào)控等多項(xiàng)關(guān)鍵共性技術(shù)問(wèn)題，為國(guó)家雙碳戰(zhàn)略提供了有力支撐。

2021年11月3日，該項(xiàng)目榮獲2020年度國(guó)家科技進(jìn)步獎(jiǎng)二等獎(jiǎng)。

劉世榮說(shuō)：“熱林中心的最大特色就是鄉(xiāng)土珍貴樹(shù)種的多功能近自然經(jīng)營(yíng)。在這里可以看到在不同混交模式、樹(shù)種配置和經(jīng)營(yíng)模式的條件下，如何用最經(jīng)濟(jì)有效的途徑，對(duì)松、杉、桉人工純林進(jìn)行近自然化改造，實(shí)現(xiàn)長(zhǎng)短效益的有機(jī)結(jié)合，提高生物多樣性和生態(tài)系統(tǒng)穩(wěn)定性。”

項(xiàng)目成果在《全國(guó)森林經(jīng)營(yíng)規(guī)劃（2016—2050）》和南方11省區(qū)森林經(jīng)營(yíng)規(guī)劃、生產(chǎn)單位森林經(jīng)營(yíng)方案中被采納。在國(guó)際上，項(xiàng)目成果在柬埔寨等東南亞國(guó)家進(jìn)行試點(diǎn)推廣，同時(shí)為促進(jìn)亞太區(qū)域森林恢復(fù)和提高區(qū)域森林可持續(xù)管理水平作出了積極貢獻(xiàn)。

松杉桉近自然化改造初顯成效

多功能近自然森林經(jīng)營(yíng)，就是向大自然“取經(jīng)”，充分利用其自然力，尊重其自然規(guī)律，不斷優(yōu)化森林經(jīng)營(yíng)過(guò)程，達(dá)到生態(tài)與經(jīng)濟(jì)需求的最佳結(jié)合，實(shí)現(xiàn)森林可持續(xù)經(jīng)營(yíng)。

2002年，熱林中心開(kāi)始探索近自然森林經(jīng)營(yíng)。2007年，熱林中心與德國(guó)弗萊堡大學(xué)等科研院校展開(kāi)合作，積極引進(jìn)和借鑒德國(guó)近自然經(jīng)營(yíng)的森林經(jīng)營(yíng)理論及其技術(shù)體系，結(jié)合熱林中心珍貴樹(shù)種發(fā)展實(shí)際，探索多功能近自然森林經(jīng)營(yíng)技術(shù)，將人工林純林或混交同齡林逐步導(dǎo)向以珍貴樹(shù)種為主、由多個(gè)樹(shù)種組成的異齡復(fù)層混交林，培育珍貴樹(shù)種大徑級(jí)優(yōu)質(zhì)用材林。

5月13日上午，記者跟隨劉世榮院士和熱林中心有關(guān)負(fù)責(zé)人前往多個(gè)近自然經(jīng)營(yíng)示范林，了解林分生長(zhǎng)狀況及經(jīng)營(yíng)措施。

來(lái)到位于哨平實(shí)驗(yàn)場(chǎng)的桉樹(shù)與珍貴樹(shù)種高效混交示范林，只見(jiàn)示范林與河對(duì)岸未經(jīng)近自然化改造的桉樹(shù)純林形成了鮮明對(duì)比。桉樹(shù)純林林相單一，而示范林內(nèi)已基本形成異齡復(fù)層結(jié)構(gòu)，與桉樹(shù)混交的降香黃檀、格木等珍貴樹(shù)種長(zhǎng)勢(shì)良好。

“2007年，熱林中心對(duì)這片桉樹(shù)純林進(jìn)行了第一代皆伐，在桉樹(shù)萌芽林里套種了降香黃檀，營(yíng)建了桉樹(shù)和降香黃檀異齡混交示范林。”劉世榮說(shuō)，降香黃檀幼樹(shù)因有桉樹(shù)林遮陰庇護(hù)，形成了良好的干形。對(duì)于桉樹(shù)林，因引入固氮珍貴樹(shù)種降香黃檀、格木后，提升了土壤氮及其有效性，改善了土壤微生物及酶活性，不僅促進(jìn)桉樹(shù)生產(chǎn)力的提升，同時(shí)減少桉樹(shù)約40%施肥量，節(jié)約了經(jīng)營(yíng)成本。此外，珍貴樹(shù)種與桉樹(shù)行帶狀混交模式充分利用了邊緣效應(yīng)，桉樹(shù)生長(zhǎng)量在同比條件下增加15%以上。

桉樹(shù)連續(xù)經(jīng)營(yíng)兩茬萌芽林后伐除，利用降香黃檀及周邊其他樹(shù)種的天然更新，逐步形成了以降香黃檀為主的多樹(shù)種異齡復(fù)層近自然林。降香黃檀達(dá)到目標(biāo)胸徑40—50厘米，即可擇伐利用。

劉世榮說(shuō)，桉樹(shù)林套種珍貴樹(shù)種近自然經(jīng)營(yíng)可謂是雙贏，短期內(nèi)不僅收獲桉樹(shù)中小徑材，長(zhǎng)期又能培育珍貴樹(shù)種高價(jià)值大徑材。既能“以短養(yǎng)長(zhǎng)”，又能兼顧經(jīng)濟(jì)和生態(tài)效益。

來(lái)到位于伏波實(shí)驗(yàn)場(chǎng)的針葉人工純林近自然化改造示范林，這里已很難看出原先針葉人工純林的痕跡。示范林內(nèi)的馬尾松和杉木均為1993年種植。2007年，熱林中心對(duì)中齡馬尾松和杉木人工純林進(jìn)行強(qiáng)度間伐，保留長(zhǎng)勢(shì)旺盛、高大健壯的松杉優(yōu)良木，在林冠下補(bǔ)植紅錐、格木、香梓楠、灰木蓮等鄉(xiāng)土珍貴樹(shù)種。

松杉人工純林近自然化改造后，示范林內(nèi)樹(shù)木生長(zhǎng)環(huán)境顯著改善，珍貴樹(shù)種與松、杉和諧相處，喬木、灌木、草本、菌類(lèi)等物種越來(lái)越豐富。據(jù)監(jiān)測(cè)，馬尾松林群落物種由46種增加到了71種，灌木層物種由34種增加到47種。與未改造林分相比，馬尾松林平均胸徑增加了110%，目標(biāo)樹(shù)平均胸徑增加了89.7%，大葉櫟和灰木蓮樹(shù)高和胸徑的年平均生長(zhǎng)量分別超過(guò)了1.5米和1.5厘米。

劉世榮告訴記者，對(duì)松杉人工林來(lái)說(shuō)，改培的主要經(jīng)營(yíng)措施就是對(duì)林分疏伐后補(bǔ)植鄉(xiāng)土闊葉樹(shù)種，一方面通過(guò)林分結(jié)構(gòu)的優(yōu)化，松杉可以充分利用光照等環(huán)境資源，提升松杉的生產(chǎn)力，培育優(yōu)質(zhì)大徑材。另一方面，引入鄉(xiāng)土珍貴闊葉樹(shù)種后，生物多樣性增加，土壤得到改良，保水保肥性能增強(qiáng)，顯著提高了整個(gè)林分生產(chǎn)力和固碳增匯能力；再者，引入鄉(xiāng)土樹(shù)種，形成多樹(shù)種多層次異齡混交林，可減少病蟲(chóng)害和火災(zāi)的風(fēng)險(xiǎn)，增強(qiáng)生態(tài)系統(tǒng)穩(wěn)定性。

珍貴樹(shù)種大徑材培育未來(lái)可期

大徑材培育周期長(zhǎng)，無(wú)論是銀行貸款，還是社會(huì)融資都不容易。為了讓林業(yè)生產(chǎn)部門(mén)看到大徑材珍貴樹(shù)種培育的成功模式，熱林中心找到了答案。

20世紀(jì)50—60年代，熱林中心按國(guó)家總體要求開(kāi)展珍貴樹(shù)種培育技術(shù)研究與試驗(yàn)，很早就認(rèn)識(shí)到了珍貴優(yōu)良闊葉樹(shù)種的重要性，開(kāi)始推廣種植紅錐、米老排、格木等亞熱帶地區(qū)鄉(xiāng)土珍貴樹(shù)種。

40多年來(lái)，熱林中心建立紅錐、格木等鄉(xiāng)土珍貴樹(shù)種大徑材多功能森林經(jīng)營(yíng)試驗(yàn)示范林10萬(wàn)余畝。2009年熱林中心將伏波實(shí)驗(yàn)場(chǎng)的26年生紅錐林作為紅錐大徑材定向培育技術(shù)示范林，采用近自然經(jīng)營(yíng)，每畝選擇6—8株目標(biāo)樹(shù)，定向培育目標(biāo)胸徑60厘米以上的優(yōu)質(zhì)大徑材，最終形成以紅錐為主的大徑材多功能近自然林，實(shí)現(xiàn)森林可持續(xù)經(jīng)營(yíng)。

5月13日下午，當(dāng)記者走進(jìn)示范林內(nèi)，只見(jiàn)林分郁閉度很高，原本晃眼的陽(yáng)光幾乎都被紅錐樹(shù)冠攔截在外。平均樹(shù)高30多米的紅錐干形通直圓滿(mǎn)，分枝少而細(xì)，植被層次分明，還出現(xiàn)了熱帶雨林中才常見(jiàn)的板根。

“這次看到的紅錐大徑材示范林比我想象中生長(zhǎng)得還要好，多樣性、穩(wěn)定性、多功能性相統(tǒng)一。這里的木材將越采越好、越采越多，采伐的數(shù)量少，但換取的價(jià)值會(huì)更高。

現(xiàn)在示范林內(nèi)的紅錐大徑材每年生長(zhǎng)量和碳匯量甚至高于速生豐產(chǎn)林。”劉世榮院士興奮地說(shuō)。

幾十年過(guò)去了，熱林中心莽莽林區(qū)樹(shù)木參天、綠蔭蔽日。無(wú)論冬夏，無(wú)論是中心管轄的基層實(shí)驗(yàn)場(chǎng)，還是辦公、居住的小院，空氣清新，環(huán)境幽雅，吸引了許多附近居民前來(lái)跑步鍛煉，溜達(dá)散心。人們開(kāi)始對(duì)“大器晚成”的珍貴樹(shù)種情有獨(dú)鐘，也逐漸認(rèn)識(shí)到珍貴樹(shù)種多功能經(jīng)營(yíng)的多種效益。

“我們有理由相信，在一代代林學(xué)家和生態(tài)學(xué)家不懈探索和共同努力下，未來(lái)的中國(guó)森林經(jīng)營(yíng)將更加科學(xué)高效。人工林多功能經(jīng)營(yíng)必將成為實(shí)現(xiàn)雙碳目標(biāo)的重要途徑，更是在全球氣候變化背景下實(shí)現(xiàn)人工林可持續(xù)經(jīng)營(yíng)的有效舉措。這不僅是一場(chǎng)科學(xué)實(shí)踐的勝利，更是人與自然和諧共生理念的生動(dòng)詮釋。”劉世榮院士說(shuō)。