區域森林生態體系構建技術的重大突破

□撰文/袁位高

區域森林生態體系構建技術的重大突破

□撰文/袁位高

在省科技廳、林業廳等各級領導的支持下，省林業科學研究院通過與浙江農林大學、南京林業大學、中國林科院亞熱帶林業研究所、廣東省林業科學研究院、福建省林業科學研究院等兄弟單位的共同協作，緊緊圍繞森林可持續發展能力、現代林業新材料、新技術，森林生態效益監測與評估等關鍵技術，以服務生態公益林建設、沿海防護林建設、城市森林建設、闊葉化發展等林業重大生態工程為目標，創建了區域森林生態體系快速構建技術體系，為快速構建體系完備、結構齊全、效能得以充分發揮的區域森林生態體系提供了技術支撐，項目主要研究成果“東南部區域森林生態體系快速構建技術研究”榮獲2010年度國家科技進步二等獎。

這項研究揭示了東南部區域森林時空格局變化特征、流域森林生態系統退化機制和亞熱帶典型森林群落自然演替規律，優化了自然演替與人工促進相結合的快速演替方法，為區域森林生態體系快速構建提供了理論依據。

利用多時段多光譜遙感影像、高精度優化迭代非監督分類（OUC）和數字遙感定量分析方法（QA－DRS）進行森林植被類型遙感分類獲取相關數據，系統分析了森林植被時間序列演變規律和空間景觀格局變化。近30年來，全省成熟林斑塊形狀的規則性逐漸增加，疏林斑塊形狀的規則性則顯著下降，大部分森林類型呈現零散分布的趨勢；森林景觀多樣性指數、均勻度指數逐漸下降，優勢度指數增加，破碎化程度逐步下降，森林生態系統正得到一定程度的恢復。

采用群落生態學方法，經過對常綠闊葉林演替規律近50年的長期研究，揭示了亞熱帶常綠闊葉林物種的多樣性特點及時空變化規律，并賦予了數量化的表達。采取9個定位站、68個徑流小區和498個固定樣地監測相結合、時空互代方法，選擇閩江、錢塘江流域不同森林類型，從生態系統水平上闡明了流域森林生態系統的退化機制與過程，探明了流域森林退化類型、等級和特點。運用大樣本方法連續、系統、定位研究了大尺度范圍內的森林群落系統，分析了針葉林、針闊混交林、常綠闊葉林、落葉闊葉林、常綠落葉闊葉混交林、山地矮林灌叢、竹林、經濟林等群落類型的結構狀況、生境特征和物種組成、多樣性變化格局、群落生物量生長規律、碳貯量、凋落量及組分、土壤營養狀況等動態過程，闡明了不同群落類型的自然恢復規律，提出了自然演替與人工促進相結合的快速演替途徑，構建了培育林分質量高、群落結構穩定、生物多樣性豐富的森林群落模型；經二元演替方法多點實證研究，利用3—6年時間，可基本完成順向演替及目標群落的構建，使現有森林群落達到公益林國家成林標準，極大地提高森林生態功能與利用價值。

從省域、流域和生態系統3個尺度上，采用主成分法構建了由經濟結構、人口、環境、林業生產、自然資源等28個指標組成的森林承載力評價指標體系，研究了全省及不同區域森林的經濟、生態和社會承載能力。結果表明，我省森林生態系統雖然得到一定程度的恢復，但與社會經濟的發展存在顯著的滯后性，森林整體處于超載狀態，屬弱可持續水平，至2020年，森林超載的現象將更加嚴峻；不同區域存在一定差異性，沿海及平原更加突出。研究提出了區域森林生態體系構建策略，確立了區域森林目標群落和結構，優化了區域森林經營方案，為快速構建區域森林生態體系提供了決策依據。

研究中，建立了以區域森林生態體系主栽樹種篩選、鄉土闊葉樹種遺傳改良、闊葉樹容器苗培育為主體的林木良種壯苗技術體系，創建了關鍵樹種的快速改良技術體系，構建了山地常綠闊葉林、緩坡地生態經濟型公益林、破壞山體植被恢復等生態、經濟、高效優化模式，為區域森林生態體系快速構建提供了技術支撐。

篩選出大葉櫸、灰絨含笑、觀光木、火力楠、米楮、檫木、絲栗栲、光皮樺、山杜英、小葉青岡、石櫟、苦楮、馬占相思等速生鄉土闊葉樹種67個，楊梅、錐栗、薄殼山核桃、楊桐、大葉冬青、紅豆杉、金纓子、掌葉覆盆子等生態經濟樹種17個，美麗胡枝子、馬棘、山烏柏、野桐、白櫟等退化立地植被恢復樹種22個，以亞熱帶重要建群種木荷、紅錐為載體，提出了鄉土闊葉樹種的多層次、多世代的快速改良技術體系。選育并審定紅錐良種5個，認定木荷良種3個；創立了闊葉樹容器苗培育體系；根據不同培育目標，系統開展了木荷、楓香、香樟等鄉土闊葉樹種容器育苗綜合配套技術研究，建立了全年生產標準化培育技術體系，研制出修根型大苗容器，制定了《林業容器育苗》標準，為實現容器苗規模化、標準化生產與應用提供了技術支撐。

研制開發的林業苗木專用復配制劑系列產品，能提供苗木正常生長所必需的常規營養成分和微量元素，并具有防治病蟲害、顯著促進生長、提高質量、降低成本、使用方便等優點；研制出適合干旱瘠薄困難立地應用的多效抗旱包衣劑，利用夾心包衣和沸騰造粒技術，開發了林木種子包衣丸化技術，包衣丸化種子造林成活率達到96.4%，生長量比植苗造林提高30.0%以上，造林成本降低55.1%；針對裸露山體植被恢復工程中的技術難點，研制開發出FDL－3植生基盤材改良客土吹噴法、JBSOIL厚層植生基材等林木生長基材及工藝，并成功應用于杭徽高速二期邊坡綠化、杭景新高速一期建德段等工程項目；研制的濱海鹽堿地林木生長促進劑，能有效地遏制林木黃化、生長不良現象，并大幅度提高林地土壤有效養分，改善林木生長環境。新產品的開發為加快困難立地植被恢復提供了物質基礎。

研究提出了闊葉樹生態造林技術、馬尾松林擇伐經營技術、杉木林改造和跡地更新技術及殘次林人工促進技術；系統研究了闊葉林恢復過程中的群落結構、樹種組成、土壤修復等特征規律，總結出我省闊葉林改造與發展技術模式；以山核桃、楊梅、毛竹等經濟樹種為對象，系統研究了不同經營方式下的林分空間結構特征、林地土壤、物種多樣性等生態功能，集成并優化了生態經濟型公益林高效經營模式；系統研究了農田防護林的樹種組成和林帶結構，利用冠長/樹高、冠徑/樹高、枝梢折斷率、風倒（折）率等指標評價了防護林樹種的防風能力、抗風能力和脅地作用，優選出平原農田防護林適宜樹種，構建了高效農田防護林建設模式；通過針葉林、闊葉林、針闊混交林、竹林、灌木林等不同森林群落降水再分配、水分動態變化研究，提出了清潔水源林構建策略和優化模式；通過建立山區河道和平原河道試驗區，提出了河道生態綠化模式；通過對不同工業園區的植物資源調查和室內熏氣試驗，篩選NOX、SO2、Cl2等不同污染源的防污生態林樹種，并根據園區產品結構和生產工藝、污染物種類、立地條件，提出了保護型、景觀型、生產型防污生態林高效模式。

建成了以森林資源連續清查樣地、典型樣地為基礎的樣地監測體系；構建了由生態定位站和單項監測點組成的生態定位監測網絡；結合小班調查和專題研究，利用數據庫、處理軟件和“3S”技術，形成了一套較為成熟的程序化的監測體系和監測技術，科學構建了森林生態狀況與效益評價指標體系，建立了森林生態效益實時監測與社會公報系統。

建立了由生態建設、森林災害、森林資源、森林生態系統服務功能4個方面、11類85項監測指標、500多個測定因子構成的森林生態狀況與效益評價指標體系；建成了以國家森林資源連續清查樣地、典型樣地為基礎，9個生態定位站和單項監測組成的森林生態定位監測網絡，結合小班調查和專題研究，利用數據庫、處理軟件和“3S”技術，形成了一套較為成熟的程序化的監測技術和評價方法；根據氣候區、立地條件、林分類型、群落結構、林齡等因素，通過854個典型樣地、1452株標準木生物量實測，建立了松類、杉類、硬闊（Ⅰ、Ⅱ）、軟闊、毛竹、雜竹、灌木（下層木）、草本等9組主要樹種（組）二元生物量模型和一元生物量模型，編制了二元生物量表和一元生物量表；發布了2005、2006年《浙江省重點公益林建設與效益公報》和2008年《浙江省重點公益林雨雪冰凍災情評估報告》，在全國率先建立了森林生態效益實時監測與社會公報系統。

通過理論創新、技術集成與再創新、研究成果與生產應用相結合，獲得了一系列具有知識產權的新產品、新工藝、新技術，強化了產學研結合，加快了技術成果的產業化，取得了較好的社會經濟效益。

針對我國東南部林業生態工程建設中面臨的技術“瓶頸”，研發出林業苗木專用復配制劑、濱海鹽堿地林木生長促進劑、抗沖刷肥料袋、修根型大苗容器等具有自主知識產權的技術與產品，選育出木荷安福種源、木荷建甌種源、木荷尤溪種源等林木良種8個，制定了《林業容器育苗標準》和《林業容器育苗技術規程》、《浙江省河道生態綠化技術規程》等技術標準8項。通過技術入股、技術轉讓、技術服務等方式與相關企業合作，建立2個專利產品生產基地、21個優良鄉土闊葉樹種繁育基地。近3年，累計生產各種培育材料35萬噸，優質苗木53148萬株。以技術服務為手段，與各級林業行政主管部門、林業技術推廣單位合作，共同開展示范基地建設和技術培訓、現場指導等活動，開展山地常綠闊葉林、緩坡地生態經濟型公益林、破壞山體植被恢復等區域森林生態體系等各類技術模式、技術標準和規范的推廣應用，提高了工程建設成效，在浙江、福建、廣東、江蘇、上海5省 (市)累計推廣13.96萬公頃，近3年凈增利稅12.65億元，節支5.65億元。同時，通過該項目的實施，提高了林分質量，改善了生態環境，對構建區域森林生態體系發揮了重要作用。