目 錄
一資源主體是天然林,可林學(xué)卻遠離著天然林
二 天然次生林應(yīng)進一步區(qū)分為矮林、中林和喬林
三為什么要按起源對天然次生林分類
四“轉(zhuǎn)變”是天然次生林經(jīng)營的核心理念
五學(xué)習(xí)德國不能不顧國情、超越歷史
我國現(xiàn)在有兩個森林“游泳池”,一個是人工林游泳池,面積是6933萬公頃,占全國森林面積的36%;一個是天然林游泳池,面積是12184萬公頃,占全國森林面積的64%。1
可是,近30年來,在我國,卻有越來越多的專家往這個人工林泳池里跳。人們或者沒有看到還有一個更大的天然林泳池,或者看到了但不愿意跳進去。
20年前,國家就要求林業(yè)專家到天然林泳池游泳,可是20年了,局面沒有改變,育林教學(xué)依舊只教在人工林泳池游泳,育林科研也依舊只在人工林泳池探索。
可是,國家最急需的是天然林保護及其質(zhì)量的精準提升。
如果林學(xué)界再不移師天然林領(lǐng)域,你還好意思說是國家智庫嗎?
一資源主體是天然林,可林學(xué)卻遠離著天然林
上面說我國的天然林占全國森林面積的64%??墒墙鼛资陙恚覀儧]有一個天然林學(xué)理論體系。我們的這些天然林資源,大部分是天然次生林。問題是,我們的林學(xué)里,沒有這方面的知識。
近二三十年來,我國有科學(xué)素質(zhì)的天然林文獻很少。檢索得到的主要有南京林業(yè)大學(xué)葉鏡中教授和中科院沈陽生態(tài)所的朱教君研究員的相關(guān)文章,比較有科學(xué)性。但大家都沒有提出基于不同起源的次生林類型劃分,即區(qū)分起源于萌生的矮林、起源于“萌、實”混生的中林,和起源于實生的喬林。有不少文章只是一些不能體現(xiàn)次生林本質(zhì)的隨意分類。
一些早期的文獻僅提到各種作業(yè)法(如矮林作業(yè)法、中林作業(yè)法、喬林作業(yè)法),可惜這些提法現(xiàn)在也沒了。
樹木的起源不同,決定了它的生物學(xué)特性的不同。例如,起源于萌生的林木(矮林),會早期速生,但壽命短、衰退快,在有實生樹木的林分里,它只能扮演下林層。而起源于種子的林木(喬林),頭一二十年的生長一般比不過萌生林,但建群之后的生長優(yōu)勢極強,壽命也很長。而萌實混生的林分(中林),至少有兩個林層。郁閉類型也是制定經(jīng)營措施的依據(jù),而我們沒有這些概念。
在這個方面,我們甚至沒能繼承20世紀五六十年代那一批林學(xué)家們的知識(往前推就是原中央大學(xué)森林系那批教授們,往后推就是八十年代的一些林學(xué)教授們)。如前輩林學(xué)家曹新孫曾提出過“擇伐林”理論(就是現(xiàn)在說的近自然異齡混交林),他主張從天然次生林的不同起源入手規(guī)劃次生林經(jīng)營,還主張把次生林分為矮林、中林和喬林。當時的林學(xué)家于鐸、劉慎諤、朱濟凡、王戰(zhàn)、沈鵬飛、吳中倫等也一致支持。這些人當中,不乏在歐洲從事林學(xué)研究十幾年的,他們深諳歐洲是如何認識次生林的。吳仲倫院士是在美國留學(xué)的,美國第一任林務(wù)局長就畢業(yè)于法國前皇家林學(xué)院(南錫林學(xué)院)。曾在前中央大學(xué)森林系任教、后參與創(chuàng)辦中科院沈陽林土所的曹新孫教授也畢業(yè)于那所學(xué)校(本人也留學(xué)此校,算是占了點仙氣吧)。2
即便不說那么遠,20世紀八十年代也有林學(xué)教授仍堅持這些對于次生林的認知。我們查到了1989年王禮先教授翻譯的奧地利邁耶爾的《造林學(xué)—以群落學(xué)和生態(tài)學(xué)為基礎(chǔ) 第三分冊》。該書把次生林劃分為矮林、中林和喬林,提到了歐洲關(guān)于不同起源林分類型的郁閉模式,明確提出次生林經(jīng)營的主要模式是“轉(zhuǎn)變”(“改造”只適用于個別情況)。
20世紀六十年代一直到八十年代初,中國林科院以吳中倫為首的林業(yè)專家團隊,連同甘肅的專家們,在甘肅省小隴山次生林區(qū)所做的20年研究,十分深刻地揭示了不同起源林分的演替動態(tài)。以櫟類為例,他們揭示出,矮林早期生長較快,但15-20年后開始自我稀疏并走向衰退,最終回到原點。這是一個基于次生林演替規(guī)律指導(dǎo)經(jīng)營的大型案例3,可惜現(xiàn)在幾乎沒有人知道這些科學(xué)發(fā)現(xiàn)了。但這項研究的產(chǎn)出物還擺在那里——他們的著作還躺在圖書館(他們提出了“綜合經(jīng)營”),他們經(jīng)營的次生林還長在小隴山上。目前這些林分的立木蓄積達到了180立方米/公頃以上,歐洲專家也感到意外。
可惜這些寶貴的天然次生林經(jīng)營知識,被慢慢丟失了,這主要地是近三十年的事。
德國著名林學(xué)奠基人Gotta,1820年就提出了“中林(Taillis sous futaie)”的概念,彌補了此前只有矮林和喬林的次生林分類。4
現(xiàn)在在西歐,每個類型的經(jīng)營技術(shù),都已經(jīng)非常細致了。教科書、專著、技術(shù)小冊子等,都是在這樣論述問題的,這構(gòu)成著歐洲林學(xué)的主體。本文作者深感我國林學(xué)有這一殘缺。這兩年,我們多次邀請歐洲的教授來華作森林經(jīng)營報告,有聽取過報告的中國專家也感慨地說,原來以為我們的研究已經(jīng)很到位了,現(xiàn)在才明白,我們的思路走偏了。
需要指出,20世紀的德國,由于全社會都高度關(guān)注19世紀因全面破壞天然次生林而導(dǎo)致的森林植被全面人工化問題,所以這個時期的德國林學(xué),也更多地反映了人工純林的糾偏問題(近自然、天然化)。但這不代表德國林學(xué)的全部。法國則沒有出現(xiàn)這個情況,因為法國迄今尚有600萬公頃、占全法森林總面積36%的矮林和中林正走在“轉(zhuǎn)變”成喬林的道路上。法國的林學(xué)和森林資源發(fā)展實踐,一直是以天然次生林經(jīng)營為主體的。其他的歐洲國家原本也屬于德、法這兩類情況。最近還看到一個比利時“育林學(xué)“課件,我們想檢索它的作者,卻在俄羅斯網(wǎng)站上發(fā)現(xiàn)了俄文版,這說明俄國也在關(guān)注天然次生林知識。
我國的天然林主體部分就是次生林(有一個多年以來的說法是天然次生林占全國森林總面積的46%,無近年統(tǒng)計數(shù)據(jù)),但卻被忽視了,就像人們忽視了櫟類一樣。它們是那么多地存在著,但就是沒人理睬,以至于需要中央主席親自強調(diào)天然林問題。更不可思議的是,最高領(lǐng)導(dǎo)把這個問題擺出來后,卻引爆了林業(yè)界對天然林如何保護的意見沖突。
我國要推行天然林經(jīng)營,竟擱淺在啟航的岸邊,那么,更多的天然林經(jīng)營知識,還有被挖掘和弘揚的可能嗎?
二天然次生林應(yīng)進一步區(qū)分為矮林、中林和喬林5-11
這里簡述歐洲的天然次生林類型劃分。
矮林(taillis),是萌條或萌蘗起源的林分。參見圖1。
從伐樁上發(fā)出來的是萌條,從伐樁周邊主根發(fā)出來的是萌蘗,它們都攜帶著伐樁的年齡信息,伐樁有多大年齡,萌條或萌蘗就繼承著母體的多大的年齡。如果伐樁太老,它的萌條或萌蘗是沒有培育前途的。這里先指出,一株萌蘗如果是從遠離伐樁的串根上發(fā)生的,因它的幼化程度接近實生,在歐洲林學(xué)里,是歸為喬林的(叫根源喬林)。在這個問題上,我國的朱之悌院士也有所發(fā)現(xiàn)。
圖1矮林(示意圖源于參考文獻11)
為經(jīng)營之需,矮林進一步區(qū)分為:
單純矮林(taillis simple),其概念有2個涵義:由伐根統(tǒng)一平茬后出現(xiàn)的林分,樹木年齡均一,這層含義是強調(diào)的起源;作業(yè)法的概念,即定期平茬、萌芽更新的作業(yè)法。
擇伐矮林(taillis furete),其概念也有2個涵義:一是指由萌條和萌蘗組成的林分,這也是強調(diào)起源;作業(yè)法的概念,即只收獲較粗萌生桿材的部分定期平茬的作業(yè)法。
再次強調(diào),這些概念都有兩層含義,一是表明起源,一是表明作業(yè)法,作業(yè)法的科學(xué)基礎(chǔ)是林分起源。
中林(Taillis sous futaie),即含有實生樹木或串根樹木的矮林。也有2個涵義:一是指林分起源,即由矮林和各種年齡的實生樹木(或串根樹木)并存的林分,但林分主體是萌生木;二是作業(yè)法的概念,即結(jié)合充實保留木的作業(yè)和采伐部分矮林樹木的定期平茬作業(yè)(叫“中林作業(yè)”)。參見圖2。
圖2 中林(示意圖源于參考文獻11)
喬林(futaie),由實生和串根起源的林木構(gòu)成的林分。其概念有2個涵義:一是喬林是起源于非萌生的、至少其中的一部分達到或?qū)⑦_到桿材階段的樹木總體。實生同齡林分的發(fā)育階段,至少要超過桿材階段才是喬林,其齡階為:幼齡林-細桿材林-桿材林-喬林。二是與中林培育中的保留樹同義——在中林轉(zhuǎn)變作業(yè)中(注意:不是改造作業(yè)),對萌生樹平茬,全部保留實生樹,這叫“喬林作業(yè)法”。當然,人們直接栽植喬木樹苗,通過經(jīng)營讓它長大,也是喬林作業(yè)。參見圖3.
圖3 喬林(示意圖源于參考文獻11)
出于經(jīng)營的需要,喬林還區(qū)分為:
整齊喬林(futaie regliere):
不整齊喬林(futaie irregliere) ;
實生不整齊喬林(futaie irrgliere par parquets);
根源喬林(Futaie sur souche),指從樹木遠端的串根上萌蘗形成的林分,但是伐樁周邊的萌蘗則屬于矮林,這類不同起源的樹木的生物學(xué)特性不同。參見圖4。
圖4 有些樹種,串根繁殖能力很強
擇伐喬林(futaiejardinée)。擇伐喬林是實行單株擇伐的喬林,就是在一個經(jīng)營單元(林班或小班)范圍里,立木年齡和徑級各異,從幼苗到已達采伐年齡的都有,俗話說,就是爺爺兒子孫子多代同堂。每一次采伐,這個經(jīng)營單元必須要施以相同的育林作業(yè)(或者稍加變通)。一個作為擇伐喬林的施業(yè)區(qū),歸總著采用相同作業(yè)法的全部經(jīng)營單元。
在我國,喬林這個術(shù)語的使用雖然很普遍,但是一直凝固在實生起源這個認知上,沒有進一步的內(nèi)涵。這樣,不但不利于說清楚喬林的經(jīng)營問題,就連隨著林業(yè)技術(shù)進步產(chǎn)生的新起源樹木,如組培起源的林分,我們也不知道是否該叫它喬林。
在歐洲林學(xué)里,即便是根生的樹木,也可以形成喬林,像樺樹、刺槐等,都可以通過串根形成喬林,而桉樹無性系人工林,就是喬林。我國的林學(xué),沒有這些概念拓展,就成了連自己也說不清楚的科學(xué)。
三為什么要按起源對天然次生林分類?
矮林頭十來年生長較快,因為它借助了伐樁的根系。如果不追求用材培育,只培育桿材、薪炭材、纖維材等,那么這個特性就是有利的。再一個情況是在急需綠化的地區(qū),也可以利用萌生這個特性,加速覆蓋地表以減少水土流失。
但是,一個國家的森林植被由大量的萌生樹木構(gòu)成,這就是森林資源的萌生化,這是一個森林質(zhì)量退化的標志。萌生化是森林質(zhì)量變差的主要體現(xiàn)和主要原因。
本人走遍了除西藏之外的各個省區(qū),深感我國的天然次生林主要是萌生林,就是矮林。尤其是廣大農(nóng)區(qū)和牧區(qū)。例如河北省的豐寧山區(qū),這里是傳統(tǒng)牧區(qū),山上的林木,基本上都是萌生樹。河北北部的各縣基本如此。本人走遍了大興安嶺,說大興安嶺的廣袤樺樹林已經(jīng)變成了“玉米地”也不為過。那里的一叢叢萌生樺樹,不比玉米好多少,而且已經(jīng)出現(xiàn)了早衰和腐朽跡象。
矮林是我國天然林資源低質(zhì)量的主要根源。森林經(jīng)營的主要任務(wù),其實就是扭轉(zhuǎn)萌生化。
萌生林(矮林)有很多缺點:
1矮林的林齡= 樁齡 + 樹齡。
很多人并沒有正視過這個問題,只看到了萌生出來的樹有多大。矮林雖然頭幾年速生,但隨后就進入衰退期。如果樁齡已經(jīng)老了,其萌生的樹木是沒有培育價值的。這種情況,我們在山西、吉林、河北,都常見到。法國人對于矮林的特性有系統(tǒng)的研究。例如他們觀察到根樁不同部位的萌生樹。性狀不同,還說山毛櫸只能萌生出雄株,等等。
2樹樁如果老化,萌生樹雖然不老,但也會失去結(jié)實能力。
3萌生林生態(tài)系統(tǒng)不能長期穩(wěn)定。
4萌生樹只能做實生樹的下林層,自己不能構(gòu)成優(yōu)質(zhì)林分。
5萌生樹主干下段木髓不在圓心,山地尤甚,不能培育用材。參見圖5。
6萌生化的長期危害是優(yōu)良樹種減少,遺傳品質(zhì)退化。
圖5 萌生樹木的基段彎曲,山地尤甚
(來源:法國EHRHART Yves,AgroParisTech - ENGREF)
這就是在歐洲,林學(xué)上高度重視把天然次生林從起源上區(qū)分為矮林、中林、喬林的原因。當然,這也是一百多年前,德國人干脆消滅矮林的原因。問題是他們當時一律改成了云杉人工純林,做得太過分了。
總體來講,所謂森林經(jīng)營,本質(zhì)上就是把矮林、中林和低質(zhì)喬林,轉(zhuǎn)變?yōu)閮?yōu)質(zhì)喬林。轉(zhuǎn)變的途徑主要是借用自然力、利用原基礎(chǔ)。這中間也不排除在必要時實行改造,就是重新造林。
我國的森林經(jīng)營目前看不到不同起源樹木的生物學(xué)區(qū)別,一定會造成后果。尤其是親眼看到了大興安嶺樺樹林的萌生化及其初現(xiàn)的退化跡象,心焦如焚,可又無人理解!
如此下去,用不了二三十年,一定會出現(xiàn)森林生態(tài)系統(tǒng)的衰退和動蕩。
四“轉(zhuǎn)變”是天然次生林經(jīng)營的核心理念5-11
在森林資源發(fā)展中,我國流行“改造”的說法。但卻沒有定義這個術(shù)語。這為天然次生林變成人工純林預(yù)留了太多的空子。
在歐洲林學(xué)中,我們所說的“改造”,包含著兩個明確的定義。一是轉(zhuǎn)變(Conversion),二是改造(Transformation)。其中的“轉(zhuǎn)變”,是一類基于保留原有樹種的由矮林或中林轉(zhuǎn)向喬林的育林作業(yè)。這種“轉(zhuǎn)變”,同時伴隨著樹木起源、林分結(jié)構(gòu)和作業(yè)方式的改變。而“改造”,則是指用別的樹種替代原有林分,重新造林,是樹種的更替和林分的重建。
“改造”這個說法,隱含著破壞性的內(nèi)涵。而這正是德國在整個十九世紀所犯錯誤的根源(當時在這個口號下,德國把99%的次生林都改造成了針葉人工林)。以至于德國從20世紀五十年代開始,又致力于糾正這一錯誤。
歐洲林學(xué)中,由“轉(zhuǎn)變”又牽出了一系列的新概念。如保留樹(réserve),是指采伐矮林、中林時保留除了萌生木和老齡木之外的其他樹木。保留木標記(Balivage ):指采伐矮林或中林時,對保留樹的選擇和標記。保留木密集標記(Balivage intensif): 指在中林采伐時,高密度保留實生樹的選擇(有時也包括萌生木),這項技術(shù)是在稀疏標記的教訓(xùn)中產(chǎn)生的(次生林疏伐時如果強度過大會導(dǎo)致多種惡果)。密集保留的樹木也是要逐漸疏伐的。位置樹、目標樹(arbre objectif):指在次生林經(jīng)營中,以樹木的分布、活力、干型、品質(zhì)等為基本標準而選出和培育的樹木。在喬林經(jīng)營中,目標樹最終構(gòu)成林分的主體。歐洲現(xiàn)代的森林培育,主要是圍繞著目標樹而組織的。在法國,“目標樹”以前稱為“位置樹”,就是強調(diào)它的均勻分布,也有一些人叫“未來樹”。
上述次生林起源和類型劃分等知識,更主要的應(yīng)屬于一門林業(yè)科學(xué),叫《林型學(xué)》。蔣有緒先生六十年代曾經(jīng)有過研究。林型學(xué)主要是為了區(qū)別林分類型,指導(dǎo)林分分類和調(diào)查,預(yù)見林分動態(tài)等,歸根結(jié)底是為森林經(jīng)營服務(wù)的。與此相配套的,還有一門森林生長學(xué),研究的是樹木及其群體的生長規(guī)律,也是指導(dǎo)森林經(jīng)營的理論基礎(chǔ)。第一本森林生長學(xué)問世已經(jīng)一百多年了,目前德國哥廷根大學(xué)、弗萊堡大學(xué)等仍設(shè)有森林生長學(xué)研究所。這兩個研究所的所長,本人都認識,現(xiàn)在他們的研究重點是生長模型。
除了少數(shù)情況,天然次生林的經(jīng)營,本質(zhì)上是“轉(zhuǎn)變”作業(yè)。這是一個漫長的過程。但是轉(zhuǎn)變的效果不是最后才產(chǎn)生,而是整體過程都是產(chǎn)生經(jīng)濟效益和生態(tài)效益。參見圖6。
圖6 天然次生林轉(zhuǎn)變的作業(yè)流程
(圖片來自法國信托銀行林業(yè)公司2015年臨汾討論會報告)
五學(xué)習(xí)德國不能不顧國情、超越歷史
一定會有人提出一個疑問:德國的森林也是這樣分類的嗎?
不是。哥廷根大學(xué)一位教授說,在德國,這樣的分類,是相當于中國清朝末年的事。我同德國弗賴堡大學(xué)的斯皮克教授從2001年就認識了,我們有幾十次一起上山探討問題,他難得提及天然次生林的起源分類。我問過他,為什么德國不講矮林、中林什么的?他說德國早就沒有矮林、中林了。確實,德國的矮林、中林,早在十九世紀后半期就被人工純林全面替代了。近70年來,他們的目標又是把這些人工純林轉(zhuǎn)變成近自然林。所以像他們這個年齡段的專家,也只能是專長于人工林的近自然經(jīng)營。他們有什么必要翻出那些過時的知識呢?
但是,天然次生林的起源分類,卻是德國人提出來的,那主要是18世紀后半期的事。那時,正是中國的清朝后期。
不過,如果你請法國的教授來考察,他們的眼里就是矮林、中林等等。他們關(guān)注的是那些樹木的不同起源,并按起源談林分的轉(zhuǎn)變。在“轉(zhuǎn)變”這個環(huán)節(jié)上,德、法專家是一致的,但在起源這個問題上,德國專家視而不見,而法國專家卻離不開這個視角。
有一次在山西太岳林區(qū)的一個老齡矮林山坡現(xiàn)場,德國專家面對五百年老樁上的萌生樹,思考如何經(jīng)營。顯然德國人已經(jīng)不熟悉矮林的特性。在德國,哪里會有這種起源的樹木呢?
各國林情不同,林業(yè)科學(xué)面對的問題不同。德國森林99%都是人工純林,所以他們就搞近自然轉(zhuǎn)變。法國森林46%為天然次生林,所以他們關(guān)注按起源分類和近自然轉(zhuǎn)變。
我國森林的大約40-50%為天然次生林,我國這一塊的林學(xué)還沒有形成,更多地是要借鑒西歐的知識。我們的人工林基本上也都是純林,也要學(xué)習(xí)德國的人工林近自然林。
我們的任務(wù)更艱巨。但是我意識到,我國林學(xué)終將會成為全世界最全面、最科學(xué)的林學(xué)。也許,這也將會成為強盛起來的中國的一個軟實力。
參考文獻
1據(jù)2017年4月5日李樹銘講話;
2現(xiàn)代擇伐的理論體系曹新孫,《曹新孫文集》遼寧科學(xué)技術(shù)出版社 沈陽 2012年8月P302-311;
3 甘肅省小隴山次生林綜合培育技術(shù)的研究,中國林業(yè)科學(xué)研究院林業(yè)研究所,甘肅天水地區(qū)小隴山林業(yè)實驗總場,甘肅林業(yè)科學(xué)研究所,1982年9月;
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6 矮林與中林(Taillis et taillois-sous-furaie),Yves BASTIEN,ENGREF,2001,11;
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10林型學(xué)(Typologie des peuplments,Actes de la table d’hote sur la sylviculture des peuplement en futaie irriguliere), ENGREF, 1999;
11 Gestion des forêts de chêne ,Pascal MAYER, Société Forestière de la Caisse des Dépôts de France, 2016/05/20;
本文作者 侯元兆先生
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