連云港南云臺林場森林可持續經營技術探討

姜啟功，姜 雷，封 磊

(連云港市南云臺林場管理處，江蘇 連云港 222062)

森林可持續經營是林業可持續發展的核心。森林可持續經營一般認為是指通過現實和潛在森林生態系統的科學管理、合理經營,維持森林生態系統的健康和活力，維護生物多樣性及其生態過程，以此來滿足社會經濟發展過程中，對森林產品及其環境服務功能的需求，保障和促進人口、資源、環境與社會、經濟的持續協調發展[1-3]。森林只有在人類文明及多功能目標下，遵循生態學規律能持續向自然頂級群落和恒續林方向發展，建立健康穩定、優質高效的森林生態系統，并處于與自然和社會環境相協調的功能可持續和可再生恒久延續狀態下的經營利用，才是一種真正意義上的可持續經營[4-6]。

連云港云臺山區是江蘇境內重要生態功能保護區，以建設多功能公益林維護生態安全、保護生物多樣性、保護自然與人文景觀為主導功能[7-8]。多功能公益林近自然經營實踐中，低質低產低效林更新改造技術、結構調整和功能強化高效定向培養技術，以及如何解決既能突出森林主導功能又能協調多目標沖突，建立在永久性公益林地保護經營基礎上，通過采用緩和的控制過程和逐漸“逼近”擬態的方法，減少經營過程對森林內在價值和未來生產力及對自然和社會環境的不利影響，充分利用現有資源，遵循技術標準規程，逐步提高森林質量，最終實現經營目標與期望的林產品和服務的連續不斷生產，是森林可持續經營所迫切需要解決的難題。

本文在消化吸收我國多功能近自然森林經營、可持續森林經營核心技術成果的基礎上，結合南云臺林場森林經營實踐，探索裝配具有地方森林特色的適用“先綠后美”可持續經營技術模式和途徑。是我國嶄新的森林經營標準化體系、多功能近自然森林經營技術體系、中德技術合作“森林近自然經營與可持續發展項目”等多項技術成果從林型或小班層面在細化森林經營方案編制、推進森林質量精準提升實踐中的技術應用。

1 森林經營環境與資源現狀

1.1 自然條件

南云臺林場地處連云港市云臺山風景名勝區前云臺山南麓，西北側緊靠江蘇著名的花果山風景區，東部融入漁灣風景區。屬暖溫帶南緣向亞熱帶過渡地帶濕潤性季風氣候，四季分明，光照充沛，雨熱同季。年日照時數2 630 h，日照百分率58%—59%，；年平均溫度14.5 ℃，極端低溫-14.7 ℃，最高氣溫38.5 ℃；年均降水量980 mm，平均相對濕度 74%。無霜期234 d。

全場由南云臺山10座山體33個山頭組成，屬低山丘陵地貌，地形由西北往東南傾斜，海拔高100—600 m。土壤均為棕壤，一般山體頂部形成生草棕壤，高亢干燥部位形成粗骨棕壤，山間洼地及背陰潮濕處形成酸性棕壤，沖溝兩岸及山前臺地形成潮棕壤。土層厚度山脊和陡坡10—20 cm，山坡及溝谷50 cm左右，局部區域大于100 cm。

森林生態系統具有鮮明的南北過渡特征，地帶性植被為暖溫帶落葉闊葉林及針葉林。區系組成和華北地區大致相同，受瀕臨黃海和低山地形植被分布規律影響，局部地區帶有北亞熱帶成分。

1.2 森林植被現狀與生態系統聚類特征

云臺山森林植被是生物氣候帶自然分布規律制約下長期自然選擇和演化的結果，也帶有鮮明的自然和人為干擾痕跡。新中國成立后至20世紀70年代大量栽植的單純人工赤松、黑松林，由于普遍罹難松材線蟲等外來有害生物損害，已大面積銳減而演化為自然更新的以麻櫟、栓皮櫟等鄉土闊葉樹種構成的純林或混交林。部分通過封育和撫育已形成結構良好的近自然人工林，東磊延福觀附近及漁灣局部有鵝耳櫪、五角楓、刺楸、黃連木、黃檀等原始林殘存。多數林分集中于建群、競爭生長、質量選擇和近自然森林4個演替發育階段。

森林群落主要構成樹種為殼斗科的栓皮櫟、麻櫟、白櫟(槲櫟)，漆樹科的鹽膚木、黃連木，豆科的黃檀，榆科的樸樹、糙葉樹，五加科的刺楸，胡桃科的化香，紫薇科的楸樹，槭樹科的五角楓，薔薇科的水榆花楸，樟科的檫木，金縷梅科的楓香樹，梧桐科的青桐，省沽油科的野鴉椿，大戟科的油桐及禾本科的金鑲玉竹等。灌木層以薔薇科的山杏、毛桃、毛櫻桃、野山楂、茅莓、棣棠，百合科的菝葜，蝶形花科的葛藤，衛矛科的南蛇藤，五加科的楤木，柿科的君遷子、老鴉柿，山礬科的白檀，豆科的山槐、胡枝子，馬鞭草科的荊條，桑科的柘樹，蕓香科的野花椒等為優勢種。草本層以菊科鬼針草、小飛蓬，禾本科野古草、狗尾草，蕨科蕨菜，石竹科山馬菜，薔薇科蛇莓等為優勢種。人工林有黑松、杉木、國外松、側柏、竹林、板栗、銀杏、青桐、油茶、水杉、檫木、鵝掌楸、金錢松、流蘇、茶等[9-10]。

以麻櫟等殼斗科成分為喬木層優勢種，伴生刺楸、楓香樹、楸樹、樸樹、青桐、黃連木、檫木等共建種，構成競爭型功能群，主導生態系統的結構與功能；以林下更新層自然更新或必要的人工輔助更新形成的目的樹種幼苗幼樹，構成“森林第2梯隊功能群”；以更新層和灌木層構成生態系統協同控制功能群；以草本層構成生態系統適應型功能群，對保持森林養分、水分發揮重要作用。根據2010年南云臺林場森林資源二類調查數據，全場總面積1 782.27 hm2，林地總面積1 735.87 hm2，森林總面積1 718.87 hm2，森林蓄積量11.58萬m3(見表1)，森林覆蓋率96.4%。

表1 南云臺林場喬木林各優勢樹種(組)面積、蓄積

1.3 森林經營存在問題

林分普遍存在樹種單一，林層結構簡單、生態和景觀效能偏低等問題。單層林占比約70%，人工近自然林占比約20%。全場林分最高小班蓄積175 m3/hm2，各類林分平均蓄積68.75 m3/ hm2。達到我國2020年喬木林規劃蓄積量95 m3/hm2的小班僅有32%。不僅距離全國規劃指標還有很大差距，而且約有3/5的林分林相結構與所處功能區主導功能目標不一致，迫切需要通過森林撫育及低產低效低質林改造等森林經營技術措施，予以科學干擾、調整和誘導。

2 森林可持續經營區劃

2.1 森林功能區劃

森林功能區劃是科學管理、合理經營森林，提升森林質量與完備森林功能的基礎前提。連云港云臺山森林地處國家風景名勝區和本省海防前沿及連云港市中心城區，具有多種功能價值，對于本省生態文明建設和連云港城市經濟社會可持續發展具有重要生態支撐作用。按照《全國森林資源經營管理分區施策導則》《全國森林經營規劃(2016-2050)》要求，根據森林主導功能、生態區位、林地生產力等地域分異規律和利用方向，結合林場肩負的生態、經濟、社會責任等，南云臺林場以區域為單元區劃為9個森林功能區：珍稀樹種(地方特有種、瀕危種、殘遺種)自然保護區森林、森林公園核心景觀區特用林、水土保持生態保育區防護林、水源涵養林集水區防護林、珍貴地方用材生產區兼用林、森林觀光體驗區多功能經濟林、森林休閑游憩區特用林、一般生態林經營區防護林、管理服務區特用林。

2.2 森林經營管理類型區劃

根據江蘇省、連云港市相關規劃和區域生態重要性、生態敏感性與生態服務功能空間分異規律，南云臺林區劃分為嚴格保護、重點保護、保護經營和集約經營4個管理類型組。

2.2.1 嚴格保護類型組 山體頂部、脊部分水嶺區域，立地條件差，坡度大于30°，裸巖率大于40%，土層20 cm以下，生態脆弱或亞脆弱區，只要森林存在就能體現出重要的生態價值；森林公園和風景名勝區中生態保育區，自然保護區中核心區和緩沖區。作為重要的環境資源實行自然管理，充分發揮生態功能，嚴禁采伐利用。

2.2.2 重點保護類型組 山體中上部位，中小型水庫集水面區域，立地條件較差，坡度26—30°，裸巖率21%—40%，土層厚度20—40 cm，生態亞穩定，人為干擾輕微，一旦人為干擾加劇，生態功能很快下降的水源涵養林集水區；森林公園和景區中的核心景觀區、城市森林休閑游憩區；自然保護區中的實驗區。經營利用主要考慮恢復和改善森林結構，提高森林生態防護功能。局部條件好的地段可采取輕度更新擇伐，禁止商業性采伐。采取多次撫育間伐控制密度，栽針葉樹補闊葉樹、采伐針葉樹保闊葉樹，形成復層混交異齡林。

2.2.3 保護性經營類型 立地條件相對較好，坡度相對平緩，生態相對穩定，林道交通條件好的珍貴地方用材林生產區、特用經濟林觀光體驗區；森林公園和景區中的管理服務區及其外圍緩沖保護地帶發揮生態支持作用的一般生態林經營區，坡度低于26°的水源涵養林集水區森林，在提高生態保護功能和經濟效益中能發揮良好作用，實行保護性經營。經營利用在不影響生態功能的前提下，以提高防護效能、培育大中小徑階木材和建設近自然林為主要目標，以撫育間伐為主，采伐培育結合，誘導形成復層、混交、穩定的森林生態系統。

2.2.4 集約經營類型組 采取基地定向經營的模式，根據培育目的進行集約化經營。

3 森林可持續經營方案

3.1 可持續經營誘導方針

以森林近自然可持續經營理論為指導，遵循森林的自然生長發育規律，以實現森林可持續恒久(覆蓋)經營為目的，依據各區域森林經營管理主導方向，確定區域森林經營管理目標、原則、重點和策略，將林木管理與林地管理相結合，以森林演替到接近于高效穩定的恒續林群落為目標設計和實施各項經營活動；以現有林分的結構與功能、演替發育階段為基礎，對禁伐性、限伐性、經營性林地分別林地類型制定經營管理政策，采取“先綠后美”“主導功能強化-輔助功能跟進-兼顧其他功能”“以適樹、混交、復層、異齡、目標樹培育、單株擇伐、群團狀改造”為特征的導向式擬態經營模式，實行梯度經營，不斷調整和優化生態系統結構。“采伐培育結合，保護培育結合”，構建源于自然又優于自然、健康穩定、具有高生產力和多種服務功能的城市森林生態系統，滿足區域生態、社會和經濟發展需求，實現森林的生態效益、社會效益和經濟效益的協調發展，保證森林長期恒續覆蓋、穩定健康發展[11-14]。

3.2 目標林相、誘導模式設計

以近自然多功能的異齡、復層、混交森林為理想經營目標，在對森林功能區劃和經營類型組劃分的基礎上，按照“分類經營、科學管理；適地適樹、充分發揮林地生產力；生態和經濟兼顧、最佳效益；優化結構、規模經營；發展與目標統一、目標與功能統一、功能與結構統一”的原則，依據具體林分所處坡位、坡度、林分現狀及郁閉度、演替階段、近自然度、森林功能區、主導功能和輔助功能等，安排區域管理、地類控制、林分結構及功能實現方式和實現手段，設計制定營林目標和措施。將南云臺林場 9 個森林功能區、4個經營類型組、602個經營小班設計了若干種森林可持續經營誘導模式。包括：

(1)裸巖宜林地多功能森林植被恢復(新造型、營造針闊混交林)1種；

(2)特用經濟林多功能可持續經營近自然化改造5種，其中：結構調整功能強化型1種、定向經營集約管理型4種；

(3)低產低效低質次生林多功能可持續經營近自然化改造4種，其中結構重建型1種、人工促進更新型3種；

(4)重點公益林保護經營可持續近自然化改造16種，其中：封育保護型2種、人工促進保護型1種、撫育保護型2種、功能強化撫育保護型10種、結構調整功能強化保護型1種；

(5)人工針葉純林近自然化改造誘導針闊混交景觀林8種、誘導復層異齡混交林12種；

(6)落葉闊葉純林近自然化改造誘導落葉闊葉混交景觀林9種，誘導復層異齡混交林20種；

(7)常綠闊葉純林誘導常綠落葉闊葉混交林2種；竹林改造1種，撫育保護2種；

(8)近自然落葉闊葉混交林可持續經營主導功能、輔助功能強化4種，其中：功能強化促進型1種、人工促進更新型1種、功能強化結構優化型1種、功能強化結構調整型1種；

(9)人工針闊混交林多功能可持續經營近自然化改造3種，其中結構優化1種、功能強化型1種、結構優化功能強化型1種；

(10)以木材生產為主導功能的多功能林可持續經營結構優化與近自然化改造3種。

4 森林可持續經營技術方法[15-16]

4.1 經營原則

南云臺林區多功能森林可持續近自然經營技術原則：

(1)生態優先，保護現有森林植被，最優化近自然經營穩步培育原則。以保護現有森林植被、維護林分的穩定性、提高森林質量為前提，因地制宜，宜造則造、宜撫則撫、宜改則改，“先綠后美”，循序漸進， 逐步提高，避免對森林造成過度干擾；

(2)維護森林生態系統穩定性，促進生物結構合理性原則。遵循森林生長發育自然規律，保留林分中不影響目標樹生長的喬灌草和自然更新的鄉土樹種及林下灌木，維護森林生態系統穩定性和生物多樣性，優化森林結構，促進森林生物群落結構和諧和層位合理；

(3)目標、功能、結構統一，生態效益、社會效益與經濟效益協調、多功能經營的原則。“依功能區定位，依林定向”，注重森林景觀效果，突出生態防護功能，保留和補植具有觀花、觀果、異形、異葉觀賞作用的彩花喬灌木，結合森林游憩、森林體驗、森林療養、森林文化建設，強化社會服務、經濟發展功能，使森林經營目標、功能、結構統一，多效益主導利用和多元化利用，協調彰顯生態效益、社會效益與經濟效益；

(4)造撫并舉、保育結合，林木、林分、土壤一體化經營，充分利用自然自動力修復和人工促進森林反應能力，雙效提高森林質量，提升森林生態服務功能和林地生產力原則。

(5)維護地力，恒續發展，保護性長期性可持續經營原則。生產目標遵循森林目標類型立地和樹種選擇，堅持經營過程的連續性和階段性，突出全周期規劃，分階段施策，長短結合的特色，把森林經營目標盡早劃歸到與之相適應的近自然頂級森林群落。

4.2 典型林分可持續經營誘導方法

4.2.1 以景觀功能強化為目標的林分誘導 區劃林分位于森林公園或風景名勝區的核心景區與管理服務區、城市森林休閑游憩區的中齡林、近熟林，由于森林功能區和林分主導功能調整為在發揮生態功能的同時應兼具游賞服務文化功能的景觀林。森林經營目標轉型為：強化森林景觀功能，誘導自然景觀異質性，形成復層異齡混交結構。經營作業措施為：綜合運用景觀目標樹經營、景觀疏伐、生長伐、林冠下人工促進更新綜合撫育、單株擇伐、天然更新輔助人工更新等。 作業設計執行GB/T15781-2015、經營技術執行LY/T2832-2017規定。典型小班全周期經營誘導過程如表2，3。

表2 單層落葉闊葉林小班誘導復層景觀異齡針闊混交林或闊葉異齡林全周期森林經營作業法

4.2.2 以水土保持、水源涵養功能強化為目標的林分誘導 以水土保持林和兼具水源涵養功能的防護林實現高效空間配置和結構穩定是生態防護林可持續經營的重要環節。本區生態防護林經營的重點是調整結構單一的單層針闊葉防護林，增加冠層覆蓋，加大灌木、草本的比重，提高防護效能。嚴格保護和生態脆弱敏感的重點保護區域的林分不改造、不清林，禁止采伐；限伐性和保護經營性林地營造林整地也盡量采用穴狀、魚鱗坑等對地表植被破壞少的整地方式，嚴格限制大型機械整地，以減少施工機械對原生植被和土壤反復碾壓產生的破壞。小班經營作業措施為：綜合運用目標樹經營、生長伐、分層疏伐、林冠下人工促進更新、單株擇伐等。作業設計、經營技術執行GB/T15781， GB/T26903，GB/T18337.3，LY/T2832-2017 規定。典型林分小班全周期經營誘導過程如表4，5。

表4 單層落葉闊葉林小班誘導近自然復層闊葉混交異齡林全周期森林經營作業法

表5 針葉純林幼齡林小班誘導近自然復層混交異齡林全周期森林經營作業法

4.2.3 低效林分改造模式 低效林分指受人為或自然因素影響，林分結構和穩定性失調，林木生長發育遲滯，系統功能退化或喪失，導致森林生態功能、林產品產量或生物量顯著低于同類立地條件下相同林分平均水平，不符合培育目標的林分總稱。本地區低效林以杉木林被人工栽植于土層淺薄的立地上所形成的“小老樹”、枯梢退化林和赤黑松林在遭受松干蚧、松材線蟲等外來有害生物嚴重危害后形成的退化次生林為主。比例較小，約占總面積1.2%。退化杉木林在東磊小風門、孔雀溝大拐彎-萬年山、漁灣茶場東北部有分布；退化次生林主要分布于漁灣大磨垛、小磨垛及大澗溝以東。改造的目標是優化林分結構，提高復層郁閉水平，增加植被蓋度，提高防護效能。小班經營作業措施為：包括補植、封育、更替、撫育、調整、復壯和綜合改造等。作業設計、經營技術執行LY/T1690-2017、《退化防護林修復技術規定(試行)》(林造發〔2017〕7號 )。典型林分小班全周期經營誘導過程如表6，7。

表6 低效人工杉木林小班誘導異齡混交復層林全周期森林經營作業法

表7 退化低效次生林小班誘導異齡混交復層林全周期森林經營作業法

4.2.4 多功能經濟林、地方用材兼用林經營模式 竹林保護經營執行持續擇伐作業法,由鞭根萌筍更新。目的樹種茶葉等灌木經濟林， 油茶、櫻桃、梨、桃等人工矮化的喬木樹種經濟林，目標林相為兼具水平郁閉闊葉風景林、花果色葉風景林功能的灌木林，采用植苗、扦插或播種造林，依照灌木林持續作業法集約經營。珍貴地方用材兼用林生產區一般分布于土壤水肥供應條件較好的區域，進行以木材收獲為主導，兼顧景觀和生態效益的復合經營模式。本地區以麻櫟、栓皮櫟、楓香樹、杉木等單純林為主，多數處于中齡-近熟階段，林下自然更新(含萌蘗更新)良好，近期以利用自然更新誘導復層異齡純林為目標，中遠期單株采伐成熟林木，同時為維護長期的土壤生產力，應參照水保林模式，施行補植補栽具有自然更新能力的其他鄉土珍貴闊葉樹，如梓樹、檫木、雜交馬褂木、水榆花楸、重陽木等，形成更新演替層和復層異齡混交林，實現節約、集約可持續經營。