森林退化/衰退的研究与实践

森林退化可以理解为森林面积减少、结构丧失、质量降低、功能下降;森林衰退则是森林退化的一种形式,指森林（树木）在生长发育过程中出现的生理机能下降、生长发育滞缓、生产力降低甚至死亡,以及地力衰退等状态.国内外研究表明,森林采伐/毁林是造成森林面积减少的最主要原因,有关森林采伐/毁林引起的森林退化研究主要集中在森林退化的后果、国家/国际政策的影响、加强全球性合作以及寻求解决途径等方面.森林衰退原因可归纳为：工、农业污染,自然胁迫/致衰因子,林分动态发生变化,森林衰退病或生态病,人工纯林以及纯林连栽导致的地力、生产力衰退等.中国的森林退化/衰退现状与世界各地森林退化基本一致,但由于历史原因,中国森林退化又有其自身特点：近一个世纪的强烈人为干扰,使大部分原始天然林退化为次生林;中国拥有世界上最多的人工林,且多数人工林均具有质量差、功能低等衰退特征.本文在综述森林退化/衰退研究与实践基础上,提出中国现代森林退化/衰退的的主要原因,给出中国森林退化/衰退的基本对策.     

防护林学研究现状与展望

防护林学是研究防护林构建及经营的理论与技术的科学, 其核心内容包括防护林构建理论与技术、防护林经营理论与技术和防护林效益评价。防护林学发展的终极目的是构建与经营防护林, 使其防护功能或生态服务功能高效、稳定并可持续。防护林学是偏重实用的应用基础学科, 其发展始终依托防护林工程建设需求, 特别是以国家运作方式开展的大型防护林工程建设, 对推动防护林学发展做出了巨大贡献。国外著名的防护林工程有美国大平原各州林业工程(罗斯福工程)、前苏联斯大林改造大自然计划、日本的治山治水防护林工程和北非五国“绿色坝”跨国防护林工程等。围绕这些工程, 在防护林规划设计、树种选择、空间配置、造林方法, 结构、抚育、间伐、衰退机制与更新, 以及效益评价等各个方面开展了相关研究, 其中, 以效益评价及效益与结构的关系研究最为广泛与深入。中国幅员辽阔、自然条件复杂、森林资源相对匮乏且分布不均、自然环境恶劣, 对防护林的需求极大, 自“三北”防护林体系建设工程启动以来, 中国防护林建设规模已居世界首位, 防护林学在中国得到了长足发展, 尤其在防护林经营理论与技术研究方面取得突破性进展。防护林学以效益评价为桥梁将防护林构建和经营组合在一起, 效益与结构的关系为防护林构建及现有防护林经营提供了科学依据。未来防护林学研究将以更广泛的生态公益林或防护性森林为对象, 在研究方法上将由以林分尺度为主向更微观和更宏观两个方向拓展; 在防护林构建方面, 仍以林学理论与技术为主体, 并重点与生态系统稳定性原理、景观生态学原理相结合, 开展防护林(体系)区域分异规划设计、营建理论与技术研究; 在防护林经营方面, 将以防护林衰退与恢复机制、带状防护林更新和非带状防护林近自然经营理论与技术为重点开展研究; 在效益评价方面, 将采用遥感等技术, 以防护林(体系)、大规模防护林建设的生态环境效应评价等为主要内容开展研究。     

防护林阶段定向经营研究Ⅰ.理论基础

基于多年防护林经营研究与实践,在分析防护林经营目的的基础上,提出了防护林阶段定向经营理论基础.以防护林的防护成熟为核心,将防护林经营阶段划分为成熟前期, 即从栽植后形成相对稳定的幼林到初始防护成熟龄;防护成熟期,防护成熟状态持续的时期,即从初始防护成熟龄到终止防护成熟龄; 更新期,林木接近自然成熟开始更新直到更新结束并形成相对稳定的幼林.防护林经营的定向是指在任何经营阶段内,一切经营技术与措施都是为了使防护林向着成熟的状态发展,即防护成熟是防护林经营的方向,是最终目的.为尽量维持防护林的成熟状态并使防护效益不间断,针对发育正常与低质衰退的林分,在各个经营阶段内采取相应的系列经营管理与改造措施.     

防护林防护成熟与干扰

防护成熟是经营防护林的核心问题.作者在回顾防护林防护成熟研究进展的基础上,指出以往关于防护林防护成熟的研究,往往把森林看作一个纯自然物品,这是个非常理想的状态;提出了在干扰几乎无处不在的当今社会,对防护林防护成熟的认识上应重视干扰因子的作用;并给出了防护林防护效益变化模式图,对防护成熟与干扰的关系进行了分析和讨论.     

从恢复生态学视角透析防护林衰退及其防治对策：以章古台地区樟子松林为例

针对防护林衰退问题,以章古台樟子松固沙林为案例,应用生态演替、干扰、种群密度等关键性恢复生态学理论和原则,对防护林在决策层面的设计要素的科学性及其与衰退的关系进行了分析和评价,认为大面积造林与地带性顶极的不吻合（即偏离生态学原则）,使防护林建设的目标、步骤、树种的组成和密度等出现了偏颇,成为防护林衰退的最深层次的原因,疏于管理和粗放经营以及频频发生的自然和人为干扰也是致衰的重要因素;据此提出深化对受损生态系统的认识、强化物质和能量的投入、建立干扰的防控体系等对策.文中还就人工植被建设目标与生态演替顶极类型的判别,以及偏途顶极在人工植被建设中的应用问题进行了讨论,一并作为对策以供参考.     

森林干扰生态研究

陆地上80％的生态系统都已受到了来自人类和自然的各种干扰,森林生态系统也不例外．在各种干扰作用下,尤其是人类不合理的干扰导致世界范围内的森林退化／衰退已成为一个十分严峻的事实,因此,以维持、恢复森林生态系统固有的多种功能为基础,实现高效、稳定、可持续就成为经营森林生态系统的总目标．随着干扰的加剧,近年来生态学界更加关注的是“受干扰”生态系统的研究．干扰对森林生态系统主要生态过程的影响以及森林生态系统对干扰的响应等问题,已成为森林生态研究领域的国际前沿与热点．因此,系统地研究干扰条件下森林生态系统的生态过程,并在此基础上确立干扰森林的经营理论与技术,对中国天然林资源保护等林业工程实施及国家生态安全建设具有重要的科学和现实意义．本文在广泛收集国内外有关森林干扰研究结果的基础上,总结了森林干扰的基本概念,分析了干扰与森林经营的关系,探讨了森林干扰研究领域所涉及的内容和关注的基础问题,提出了森林干扰生态研究的主要内容与方向,对今后干扰森林生态研究和中国天然林保护等林业工程建设具有参考价值．     

三北地区防护林气候生态适应性分析

针对目前三北地区防护林出现的衰退、死亡等问题,探讨了该区林木生长的气候生态适应性,并指出这种现象的出现与当地恶劣的气候条件有很大关系.其中,限制三北地区防护林正常生长发育的主要气候因子是降水量不足、蒸发量过大,其次为风大且持续日数长;而温度与日照则不是限制三北地区防护林生长的气候因子.基于此,从气候生态适应性角度出发,提出因地制宜合理营造三北地区防护林的建议.     

次生林概念与生态干扰度

近一个世纪强烈的人为干扰使世界范围内的原始林面积锐减,次生林已成为中国乃至世界森林资源的主体.虽然在文献与现实中"次生林（Secondary forest）"被广泛使用,但次生林的概念在各个国家,甚至同一国家或地区以及各种不同文献中存在相互矛盾的情况,这给次生林研究与经营实践带来诸多不便;而不准确的次生林定义也为与各个层次的决策制定者及公众之间的交流带来了障碍.本文在查阅大量国内外关于次生林概念文献的基础上,结合近年来关于次生林生态与经营研究实践,综合分析了次生林概念的不确定性,同意以往次生林定义中的基本内涵,并认为：次生林是由于人为破坏性干扰或异常自然干扰使原始林固有的林分结构、物种组成或基本功能发生了显著变化,经过天然更新或人工诱导天然更新恢复形成的林分.但该定义中仍存在着很多不确定性, 如:怎样的干扰为"人为破坏性干扰"和"异常自然干扰";"林分结构、物种组成或基本功能"发生了怎样的变化为"显著变化";"人工诱导天然更新"中"人工"参与的成分比例如何等.次生林概念是在20世纪初由植物演替学家提出,当时未考虑干扰的持续性;而实际上,无论是次生林还是原始林,均是森林生态系统演替过程中的某一状态,在现代森林生态系统研究中,应重新规范"次生林"的概念.考虑到"次生林"定义的不确定性或困难性,建议使用"森林自然度"或"森林生态系统成熟度"或"森林干扰度"来表达现实森林所处的状态,但该方面的研究与实践尚需加强.     

防护林阶段定向经营研究I.理论基础

基于多年防护林经营研究与实践,在分析防护林经营目的的基础上,提出了防护林阶段定向经营理论基础,以防护林的防护成熟为核心,将防护林经营阶段划分为成熟前期,即从栽植后形成相对稳定的幼林到初始防护成熟龄;防护成熟期,防护成熟状态持续的时期,即从初始防护成熟龄到终止防护成熟龄;更新期,林木接近自然成熟开始更新直到更新结束并形成相对稳定的幼林,防护林经营的定向是指在任何经营阶段内,一切经营技术与措施都是为了使防护林向着成熟的状态发展,即防护成熟是防护林经营的方向,是最终目的,为尽量维持防护林的成熟状态并使防护效益不间断,针对发育正常与低质衰退的林分,在各个经营阶段内采取相应的系列经营管理与改造措施。     

黄土高原防护林建设的恢复生态学与生态水文学基础

以控制土壤侵蚀和提高土地生产力为主要目标的防护林建设是黄土高原植被建设与生态恢复的主体。在对国内外防护林建设研究进行回顾的基础上,从恢复生态学与生态水文学视角探讨了我国西北黄土高原地区防护林建设目标、防护林建设研究尺度、防护林建设基础理论等,并提出今后黄土高原防护林建设研究方向,其目的在于,通过探讨进一步明确当前黄土高原防护林建设的问题,为该区防护林体系建设提供指导依据。防护林建设除了要达到侵蚀防治等功能的正常发挥外,其终极目标应强调水-沙平衡这一生态水文学目标的实现。防护林建设需要从不同尺度予以理解,除林分尺度的结构优化与功能调控技术以及小流域尺度空间对位配置技术外,区域尺度地带性植被和适宜覆盖率的确定也应为防护林建设的内容。为实现防护林建设的生态水文学目标,防护林建设应遵循恢复生态学中的水分限制因子理论、生态适宜性理论、生物多样性理论以及群落演替理论,这就要求防护林建设总体应以林-水平衡为核心,在实现区域植被地带性及微观尺度适地适树的同时,考虑次生林主要树种的引入,以促进防护林建设生物多样性及群落顺行演替。总体来看,黄土高原防护林建设应基于恢复生态学与生态水文学加强以下研究:(1)针对气候变化,加强防护林建设气候变化适应性评价研究,建立适应性防护林可持续经营管理理论与技术体系;(2)针对立地条件空间异质性,加强高分辨率植被恢复适宜性评价研究,建立定量的植被恢复适地适树适群落理论体系;(3)以恢复生态学原理为指导,加强潜在植被空间分布格局的复原与预测研究,建立近自然防护林建设植被恢复模式;(4)针对全球气候变化与资源性缺水问题,加强基于物理过程分布式生态水文模型的模型模拟研究,为防护林体系建设中植被空间分布、结构组成与规模提供决策依据。