近自然森林经营手册.doc

1、 近自然森林经营 术 手 册（试 行 ） 北 京 市 林 业 国 际 合 作 项 目 管 理 办 公 室 2005-4 录 引言. 3 近自然森林经营的概念. 3 2.1 近自然森林经营的概念 .3 2.2 近自然度概念 .4 2.3 其他名词 .4 近自然森林经营技术. 5 3.1 经营及作业设计调查 .5 3.2 群落生境调查制图及经营规划 .5 3.3 目标树单株经营技术 .6 近自然森林经营. 6 4.1 立地条件调查 .6 4.1.1 做什么 .7 4.1.2 达到的目标 .7 4.1.3 如何做 .7 4.1.3.1 土壤学基本知识 .8 4.1.3.2 腐殖质分析 .8 4.1.

2、3.3 土壤化学分析 .10 4.2 植被调查 .10 4.2.1 做什么 .10 4.2.1.1 自然森林群落描述 .10 4.2.1.2 林分调查 .11 4.2.1.3 树种调查 .12 4.2.2 达到的目标 .12 4.2.3 如何做 .13 4.2.4 近自然度分析 .17 4.2.4.1 植被理解和表达的例子 .17 4.2.4.2 近自然度的应用 .18 4.3 近自然森林经营作业设计 .20 4.3.1 做什么 .20 4.3.1.1 林分规划 .20 4.3.1.2 林分规划内容 .20 4.3.1.3 树种规划 .20 4.3.1.4 单株经营 .20 4.3.2 达到的

3、目标 .20 4.3.3 如何做目标树单株经营 .20 4.3.4 单株经营结果评价 .222引 言 目前，世界上的天然林和半天然林日益减少，尽管人们已经意识到森林对环境变 化的严重影响，每年投入大量人力物力来改变资源枯竭的趋势，但每年营造的森林多 为质量差、结构不完整、生产力低的人工纯林。大量研究表明，人工林无论在结构上 还是在功能上都远逊于天然林。天然林的大量减少和人工林的日益增多严重降低了森林生态系统的生态服务功能。 在我国林业发展史上，人工纯林进入中龄阶段后出现大面积病虫灾害，或因土壤 酸化而出现生长停滞、或因风倒、雪 压、火灾等自然灾害而毁于一旦的例子数不胜数。 因此，德国等林业发达

4、国家上个世纪中叶就开始了对人工林的近自然化改造工作，特 别是在人口稠密、工业化水平较高的地区，人工林近自然化改造已经成为林业可持续发展的重要途径。 北京市现有人工中幼龄林的面积 34.7 万公顷，占 现 有森林面积的 48.4，主要分布在水库集水区、水土流失易发区和生态环境脆弱地区，处于北京城的上风上水地 段，承担着防风固沙、保持水土、涵养水源、净化空气、吸收二氧化碳、游憩娱乐和 景观美化等重要的生态服务功能。但是由于历史和技术等方面的原因，郁闭成林后的 人工林可持续经营的研究与实践非常有限，技术上仍然沿用用材林经营的模式，不能 满足当前首都社会经济发展对森林生态系统多种功能的需求，国内外实践

5、表明，近自然森林经营是解决这一矛盾的最好方法。 近 自 然 森 林 经 营 的 概 念 2.1 近 自 然 森 林 经 营 的 概 念 近自然森林经营是指充分利用森林生态系统内部的自然生长发育规律，从森林自 然更新到稳定的顶级群落这样一个完整的森林生命过程的时间跨度来计划和设计各 项经营活动，优化森林的结构和功能，充分利用与森林相关的各种自然力，不断 优化 森林经营过程，从而使生态与经济的需求能最佳结合的一种真正接近自然的森林经营 模式。近自然森林经营的核心是以一种理解和尊重自然的态度，经营森林使其达到接 近自然的状态，当然这种状态以原生植被和自然演替为参照。 近自然森林经营的作业体系与同龄人

6、工林的相比有本质不同，主要表现在：（1） 以乡土树种为主要经营对象，以保持立地生产力，并保证不出现早期生长衰退、爆 发 性病虫害等不可挽回的灾难；（2）在较小面积上调查、理解和利用自然力实现林分的 天然更新；（3 ）以森林完整的生命周期 为计划单元，(4) 参照立地环境、地被指示植 物、森林演替阶段和潜在原生植被来确定经营的目标林相并设计调整林分结构的经营 措施；（5）标记 目标树并对 其进行单株木抚育管理，目的是在保持森林生态功能的前3提下实现较高的生物产量和收益；（6）采用择伐作业，基于对林分结构和竞争关系的 分析，确定抚育择伐对象，实现林分质量的不断改进；（7）尽可能分析各种经营措施 的

7、生态和经济后果并保证设计的体系最优。 2.2 近 自 然 度 概 念 在近自然森林经营过程中，何种程度的森林才算自然状态？近自然森林经营的标 准是什么？自然状态下的森林用什么来衡量？这些需要引入一个新的概念近自 然度。通俗来说，近自然度是对森林自然化程度的一种量化描述，表示森林接近自然 状态的程度，是在现实植物群落结构与自然群落之间的一个比较性描述。近自然度是 根据外业调查中对具体地段上的不同植物群落的空间位置、物种组成、立地条件、演 替阶段等因素的记录综合评定的，德国近自然经营体系中将近自然度分为如下7个等 级： 顶极群落森林 由顶级种和先锋种组成的过度性群落森林 先锋群落森林 处于1、 2

8、级的森林群落但有非乡土的树种成分 含有非乡土树种的先锋群落森林 由乡土树种组成但在不适合的立地上造林形成的森林群落 引进树种在不适合的立地上营造的林分 上述 1? 级可以认为是近自然状态的植物群落，4 5是有条件的近自然等级，67级可认为是远离自然的植被情况，其中某个 阶 段又可根据是否天然更新、人工 造林或为灌木林地等特征而划分为三个下级类目，分别记为“n”“p”“s”，如第3 级“先锋 群落森林” 又可分为自然更新的先锋群落森林（3n）、灌草占优势的先锋群 落森林（3s）和人工造林的先锋群落森林（3p）。 这个近自然度的序列明确地表达出在没有人为干预的情况下森林群落从最不稳 定的外来树种人

9、工造林群落向原生顶级群落演替的过程，在同一个立地环境中，演替 时间越长，群落的近自然程度越高，群落结构越丰富，生物多样性越大，群落越稳定， 经济、生态和社会服务功能也就越大。 2.3 其 他 名 词 目标树长期保留、完成天然下种更新并达到目标直径后才利用的林木，标记 为“Z” 类林木，意为目标树； 干扰树影响目标树生长的、需要在近期或下一个检查期择伐利用的林木，记 为“B”类 ； 特殊目标树为增加混交树种、保持林分结构或生物多样性等目标服务的林 木，记为“S” 类； 一般林木不作特别标记，可按需要采伐利用以满足当地的用材需求。 4近 自 然 森 林 经 营 技 术 如图1所示，直 观地对比了近

10、自然森林经营技术和传统人工林经营的区别。近自 然经营技术以培育近自然状态的森林为最高目标，进行立地及林分（或生境）调查和 区划，根据具体林分的特征确立经营目标， 进而制定经营规划、 进行全面设计和细致 施工。检查森林整体的近自然化程度，而不是 检查某个指标（如成活率）或某项措施 （如抚育方式）的执行情况，这就是近自然经营与同龄林经营体系的基本不同。 近自然森林经营的技术主要包括以下3个方面：经营及作业设计调查、群落生境 制图及经营规划、目标树单株经营技术。 人工林经营过程 近自然森林经营一般项目目标设定 一般项目目标设定 立地和林分调查区划 基于林分区划单元的目标设定制定中长期经营规划 目标指

11、导下的作业设计 作业设计 实施作业措施 实施作业措施 基于作业设计的检查和控制 基于目标和规划的检查控制 图1 传统人工林 经营及近自然森林 经营过程图 3.1经 营 及 作 业 设 计 调 查 近自然森林经营调查包括立地条件调查、植被调查及样地调查等，并结合调查结 果对经营相关因子如林分结构、立地条件评价、林分近自然度等进行量化估计， 为进 一步制定林分近自然经营规划做准备。 3.2群 落 生 境 调 查 制 图 及 经 营 规 划 群落生境野外调查用图，必须包括道路、水域、等高 线及高程点等地理要素及林 班、小班区划界线和常规小班注记等信息，以便于野外调查记录和勾绘参考。群落生 境图是从传

12、统的立地条件分类图演化而来的，是反应立地条件、森林类型、林分近自 然程度、自然保护及经营目标和措施等的一系列专题图。近自然森林经营规划的基础、 分析、目标和结果等都以群落生境图的形式表达出来。 53.3目 标 树 单 株 经 营 技 术 近自然森林经营林分作业体系是以单株林木为对象进行的目标树抚育管理体系。 具体做法是把所有林木分类为目标树、干扰树、生 态保护树和其他树木等4种类型， 使每株树都有自己的功能和成熟利用时点，都承担着生态、社会效益和经济效益。分 类后需要永久地标记出林分的特征个体目标树，并对其进行单株木抚育管理。目 标树的选择指标有生活力、干材质量、林木起源、损伤 情况及林木年龄

13、等方面。标记 目标树就意味着以培育大径级林木为主对其持续地抚育管理，并按需要不断择伐干扰 树及其他林木，直到目标树达到目标直径并有了足够的第二代下层更新幼树时即可择 伐利用。在这个抚育择伐过程中根据林分结构和竞争关系的动态分析确定每次抚育择 伐的具体目标（干扰树），并充分地利用自然力，通过择伐实现林分的最佳混交状态 及最大生长量和天然更新，实现林分质量的不断改进。 近 自 然 森 林 经 营 近自然森林经营试点在中德技术合作项目MWM项目区选择了三个不同森林类型 的区域作为示范区（见图2所示）。密云项目区位于东径116?4023- 117?29 43、北纬40?1912- 40?4753之间。

14、其中，半城子示范区的森林类型主 要以油松纯林、天然栎类混交林和人工侧柏纯林为主，面积是117.7 公顷；雾灵山示半城子、二道河、雾灵山试点区 半城子野外调查数字化工作手图图 2 北 京 市 行 政 简 图 (左 )、数 字 高 程 模 型 (DEM)表 示 的 密 云 水 源 林 区 近 自 然 经 营 试 点 区 分 布 图(中)及群落生境野外调查工作图(右)。 范区以人工落叶松纯林和天然阔叶混交林为示范林型，面积122.1公顷；二道河示范 区以人工营造的侧柏、杨树及栎类等阔叶混交幼龄林为主要林型，面积76.0公顷。 4.1 立 地 条 件 调 查 立地条件调查及制图应该描绘出立地条件的主要

15、特征，是把不同德水分、光照、地形等条件区分和标记出来，这样才能真正做到适地适树，按立地特征经营森林。 64.1.1 做 什 么 调查中记录立地条件的因子主要包括海拔、地形、坡向、土层厚度及土壤养分情 况（包括有机质）等几方面。调查工作一般在地形图支持下进行，调查区域的界线在 现地勾绘到图面上并做小班编号，上述因子记录其相应的编码值。调查中要注意利用 图上的小班界线及等高线与现地对应、识别和记录不同的土地利用方式，沟脊走向情 况及溪流状况等，这些情况对立地条件的分级很有帮助。对土壤坡面或土壤取样调查的地点要在图上做出位置标记。 表1 立地因子等 级划分 海拔高度级 坡向地形等级 土壤等级 代码

16、范 围 代码 范 围 代码 范 围 1 600m以下 1 平地或台面地形 0 岩石裸露地 2 600-1000m之间 2 山顶部或山脊 1 多石砾贫瘠土壤 3 1000-1800m之 间 3 山谷、溪底或槽地 2 平缓坡面土层厚小于40cm或小于 40cm的枯落物层 4 盆地或平缓的山麓地 3 厚度大于40cm且富于腐殖质的土壤 5 一般阳坡 6 一般阴坡 7 陡峭阳坡 8 陡峭阴坡 土壤养分状况分为 6 个等级，1 级是最贫瘠土壤的养分级别，6 级是最肥沃的级别。还可以用“ +”号标示腐殖质含量高的或曾经有施肥的土壤，用“”号标注立地退化或侵蚀的土壤。 4.1.2 达 到 的 目 标 立地调

17、查的目标是为近自然森林经营提供必要的土壤、水分、地形、温度等各项 基础数据，包括海拔、地形地貌、母岩性质、坡向、土壤性质、土壤养分含量、土壤 水分含量及腐殖质含量等方面内容，分析不同植被类型下立地条件的差异，确定出自然森林状态下的立地类型，为近自然森林经营提供依据。 4.1.3 如 何 做 野外调查一般是在图形上现地勾绘出立地环境因子不同的区域，并作标识注记， 特别应该标出不同的土地利用形式、水文状况及海拔高分段变化线等有指示意义的小 班界线。高程、地形、养分条件等因子也可以在现地对坡勾绘时直接标注于图上，而 土层深度、石砾含量等要进一步调查后才能确定。下面是密云项目区的实例。 74.1.3.

18、1 土 壤 学 基 本 知 识 土壤的形成因素很多，主要分为母质、生物、气候、地形、时间、人为活动等， 其中生物的作用主要是指植被对土壤的正面作用，植物及其死体产生的各种反应，不 断增加土壤的有机质，并改善了土壤结构。 不同的植被类型，其土壤层次也不相同。从上至下，土壤 层次依次分枯枝落叶层 （O层）、腐殖质层（Ah层）、灰化 层（A2 层）、淀积层（B 层）、母质层（C 层）等， 不同层次可根据其形成特点继续细分。 因为植被类型仅仅对土壤的O层、A 层、B层影响比较大，土壤的O层至B层的 理化性质，即可反映出其地面植被的一般情况。 4.1.3.2 腐 殖 质 分 析 取2块地理位置分布相同，

19、也即坡位、海拔段、坡向等都一致的林分作土壤剖面 （见图3， 图3上部为林相，下部 为该林相下土壤剖面）。栎类林分下的剖面表现出 在造林后的25年内发育了很好的 Ah层，而油松林下经过35年的时间才出现厚度低于cm 的代表Ah层发育迹象Ai层 （见图3右下图）；而不属于矿物土壤的上层土(O l/f)在油松林下发育明显，在栎类林下则只是在表面低凹处小面积的出现有O f层，这个现象表达了油松林下枯落物的分解腐烂的进程受到阻碍，养分物质未能及时得到循环而 进入矿物土壤层，从而导致了Ah 层迟迟未能发育的现象。相应地，两个土壤剖面的pH 值测定结果也表现出一致的现象，无论A 还是B层，在油松林土壤表现偏酸性，其pH 值均低于栎类林分，说明栎类林分下土壤发育的进程是正向良好的。 如图4所示，油松林下和刺槐林下枯落物 层（O层）尽管较高，但腐殖 质层（Ah 层）并不发达；栎类林作为这个地区的原生植被，由于养分物质正向循环而枯落物层 积累不多，腐殖质层发育良好；可见近自然的林分树种结构十分有利土壤的形成；最 为极端负面影响的情况出现在果树林分下，在调查的地段3年前从次生林地改造为果 树林地，土壤腐殖质层清楚而迅速地表现出退化现象。所以，目前把次生林 转变为果 树林地的土地利用方式，是不利于保持土壤及涵养水源（见图5）。