生物多样性与气候友好的森林修复路径研究报告-NRDCVIP专享VIP免费

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生物多样性与气候友好的
森林修复路径研究报告
2023.10
nrdc.cn
本报告是 NRDC 支持中国林科院森环森保所开展的“生物多
样性与气候友好的森林修复路径研究”项目成果。报告撰写
过程中,感谢国家林业和草原局生态保护修复司领导的支持
和指导,感谢国家林业和草原局国际合作交流中心王春峰常
务副主任和郭瑜富处长的指导,感谢来自国内生态环境领域
专家提出的宝贵建议和意见:包括南京林业大学曹福亮院士、
北京师范大学葛剑平教授、中国林业科学研究院刘世荣研究
员、南京环境科学研究所徐海根研究员、北京林业大学孙建
新教授等。
项目组成员:
中国林科院森环森保所 张远东、丁易、于澎涛、王晓
东北林业大学 王晓春
中国林科院热带林业实验中心 明安刚
河北林业大学 郭明明
自然资源保护协会:华宁、王娟、曾楠
自然资源保护协会
自然资源保护协会NRDC)是一家国际公益环保组织,成
于 1970 年。NRDC 拥有 700 多工,学、律、
政策方面的专家为主力。NRDC 自上个世纪九十年代中起在
中国开展环保工作,中国项目现有成员 40 多名NRDC 主
要通过开展政策研究,介绍和展示最佳实践,以及提供专业
支持等方式,促进中国的绿色发展、循环发展和低碳发展。
NRDC 在北京市公安局注册并设立北京代表处,业务主管部
门为国家林业和草原局。更多信息,请访问http://www.
nrdc.cn/。
中国林业科学研究院
森林生态环境与自然保护研究所
Ecology and Nature Conservation Institute Chinese
Academy of Forestry
中国林业科学研究院森林生态环境与自然保护研究所(简称
中国林科院森环森保所)成立于 1998 年,由森林生态环境
研究所和森林保护研究所合并而来,为独立法人事业单位
现有职工 179 人。研究所以建设和保护中国森林生态系统、
应对全球气候变化、促进国家生态安全和可持续发展为总目
标,以森林生态系统为主要对象,通过不同时空尺度和多学
科联合,重点开展森林生态系统结构与功能规律、森林生物
多样性保护、生态修复和森林健康维护的基础研究、应用基
础研究和技术开发及科研技成果推广。更多信息,请访问:
http://www.ifeep.cn/。
目 录
1.研究背景 01
2.国内森林修复的现状和主要问题及政策 04
2.1 国内森林修复的现状 05
2.2 国内森林修复存在的主要问题和政策 05
2.2.1 中国北方地区森林修复存在的主要问题 06
2.2.2 中国南方地区森林修复存在的主要问题 08
2.2.3 中国森林修复存在的普遍问题 09
2.2.4 中国森林修复的组织管理和政策 10
3.国际森林修复政策和森林修复管理的前沿及挑战 11
3.1 国际森林修复政策分析 12
3.1.1 德国森林修复的组织管理和政策 12
3.1.2 日本森林修复的组织管理和政策 13
3.1.3美国森林修复的组织管理和政策 14
3.1.4 国外森林修复的组织管理和政策对我国森林修复的启示 15
3.2 国际森林修复管理的前沿与挑战 16
3.2.1 国际森林修复管理前沿 16
3.2.2 国际森林修复管理的挑战及解决途径 19
4.国内外有关森林修复的先进技术研究成果与案例 20
4.1 国内森林修复的先进技术研究成果与案例 21
4.1.1 中温带“栽针保阔动态经营体系和帽儿山实验林场森林修复案例充分利用自
然力以应对气候变化的修复模式 21
4.1.2 暖温带山东烟台破坏山体植被修复案例(严重破坏地重建模式 22
4.1.3 亚热带人工针叶纯林近自然改造技术和广西凭祥热带林业实验中心案例(近自
然化改造模式 23
4.1.4 海南热带次生林主动修复案例(热带雨林抚育间伐修复模式 26
4.1.5 云南西双版纳热带雨林修复(热带雨林修复 28
4.1.6 黄土高原宁夏六盘山华北落叶松人工林多功能管理半干旱区气候适应性修复模
式) 29
4.2 国外森林修复的先进技术研究成果与案例 33
4.2.1 北美温带森林修复案例(温带森林大规模自然修复模式 33
4.2.2 瑞士阿尔卑斯亚高山森林恢复试验案例亚高山森林修复模式) 34
4.2.3 热带亚热带“框架树种修复方法和泰国清迈修复案例充分利用自然力加速的
热带亚热带森林修复模式 35
4.2.4来西沙巴Sabah生物多样性试验及修复效果评估热带雨林修复模式 38
4.2.5 非洲马达加斯加香草农林业与生态修复的双赢解决方案(农林业与生态修复
双赢模式 39
4.2.6 巴西大西洋天然林修复综合考虑自然过程和经济社会条件的修复模式) 41
5.总结与建议 43
参考文献 46
02
研究背景
1.
森林是陆地生态系统的主体,也是最大的物种库
和碳储库,在生物多样性保护、水源涵养、气候调节、
固碳释氧、水土保持等方面,发挥着不可替代的作用
(Benayas et al., 2009)森林采伐、土地利用改变、
放牧、火灾和气候变化是导致全球森林破坏和退化的
主要因素。经过人类社会的长期开发利用,温带和亚
热带的原始森林基本消失殆尽,转变为农田、城镇
荒草地、灌丛、人工林、人天混林和次生林。随着工
业化和全球化的推进,北方森林和热带雨林也被大量
采伐,发生严重退化。
森林修复是指运用生态学原理,通过封山育林或
人工造林、抚育等措施,修复或重建被破坏的森林生
态系统,恢复其生物多样性及生态系统服务功能(彭
少麟2003)。世界范围内,人工造林和自然恢复是
径(Benayas et al., 2007)。
人工林有助于满足庞大的木材需求,但可能会造成土
壤退化和生物多样性减少,生态服务功能丧失等负面
问题(Newbold et al., 2015; Selvaraj et al., 2017)。
研究表明,集约化管理的单一树种人工林在改善生态
系统服务和加强生物多样性保护等方面的贡献很小
(Lamb, et al, 2005);也有研究认为,人工林因其恢
复周期短,人为控制性高,具有较好的投入产出比
也可以作为阻止生态退化、恢复退化土地和森林植被
具(Otsamo, 2000),
,促进演替后期树种的建立,恢复土壤因长期耕作
或水土流失而枯竭的养分等方面发挥作用(Czerepko
2004;Marín‐Spiotta et al., 2013)。
主要指皆伐或人为干扰严重的采伐迹地通过自然恢复
的模式演替为次生林,自然恢复以其较高的自然价值
和较低的恢复成本受到越来越多的关注Feng, et al,
2019)。
随着工业化的推进和化石燃料的大量使用,二氧
化碳等温室气体的排放导致全球气候变暖。森林生态
系统是陆地生态系统的主体和最大的碳储库。森林生
态系统具有强大的固碳能力,是中和碳排放、提升人
类社会福祉最为经济的基于自然的解决方案(Nature-
based solutions, NbS)。气候友好的森林修复还表现
在其对气候变化的适应能力,建立稳定且具有韧性的
森林生态系统可以更好地适应气候变化,包括更频繁
和强度更大的极端气候事件。如何科学地修复森林生
态系统,提高生物多样性和固碳能力,形成更具有稳
定性和韧性的森林,应对气候变化,已经成为需要迫
切研究的课题。
国际上,通过森林生态系统修复来保护生物多样
性和应对气候变化,已经成为时代的主题。2018 年 3
月在巴西伊瓜苏提出《波恩挑战》的恢复目标,计划
到 2020 年使世界上 1.5 亿公顷被砍伐和退化的森林得
到恢复,到 2030 年使 3.5 亿公顷森林得到恢复。2021
年世界环境日启动“联合国生态系统恢复十年”行动
计划,号召世界各地遏止生态系统的退化,并对其进
行保护与修复,抵御气候变化,阻止生物多样性丧失。
联合国《生物多样性公约》提出“2020 年后生物多样
性目标需要包括气候变化,必须把生物多样性摆在气
候变化政策的核心位置,否则将错过挽救百万物种
使之免于灭绝的最佳时机”。 2021 6 月,政府间生
物多样性和生态系统服务政策平台(IPBES)与政府间
气候变化专门委员会IPCC)联合发布了《生物多样
性与气候变化相互作用的工作报告》,商议如何加强
气候变化政策与生物多样性保护政策之间的协同合作。
2022 年“昆明 - 蒙特利尔全球生物多样性框架”提出
增强生物多样性和生态系统功能及服务,到 2030 年至
少需要有效恢复 30% 的退化生态系统。森林保护与修
复成为协同生物多样性保护和气候变化应对、提升人
类社会福祉最为经济的基于自然的解决方案。
在国内,新中国成立之前,受垦荒、滥伐、樵采
和火灾等影响,森林一直是由多变少,由优变劣,由
原始林变成次生林,再由次生林变为灌草地,直至变
成荒山荒地。到 1949 年,我国森林覆盖率仅为 8.6%。
从新中国成立初至 20 世纪 70 年代末,由于种种原因,
我国林业选择了以木材生产为主的道路,导致在相当
长的时间里,森林资源被过度消耗。自 20 世纪 80 年
代以来,我国林业向生态建设转变,先后启动了三北
防护林工程、天然林保护工程和退耕还林还草工程等
一系列重大生态工程建设,森林面积和蓄积持续增加,
但森林质量总体上仍然偏低。至 2018 年,全国乔木
中,量“积 3721 万顷(20.68%),
积 12239 万顷(68.04%),“
积 2029 万顷(11.28%)(局,
2019)。质量“中”和“差”的比例合计占 79.32%,
这是由于我国天然林中次生林占绝对优势,主要由栎
、杨桦等演替初期先锋树种组成,且多处于中幼龄
阶段;而人工林则以纯林为主,造林树种种类少,北
方主要为落叶松、杨树和油松,南方主要为杉木、马
尾松和桉树。如何有效修复我国大面积的退化森林
提高生物多样性,增强应对气候变化能力,成为国内
林业和生态工作者必须面对和解决的关键问题。
/ 生物多样性与气候友好的森林修复路径研究报告
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生物多样性与气候友好的森林修复路径研究报告nrdc.cn2023.101目录中国林业科学研究院1.研究背景01森林生态环境与自然保护研究所2.国内森林修复的现状和主要问题及政策04EcologyandNatureConservationInstituteChinese2.1国内森林修复的现状05AcademyofForestry2.2国内森林修复存在的主要问题和政策05中国林业科学研究院森林生态环境与自然保护研究所(简称中国林科院森环森保所)成立于1998年,由森林生态环境2.2.1中国北方地区森林修复存在的主要问题06研究所和森林保护研究所合并而来,为独立法人事业单位,现有职工179人。研究所以建设和保护中国森林生态系统、2.2.2中国南方地区森林修复存在的主要问题08应对全球气候变化、促进国家生态安全和可持续发展为总目标,以森林生态系统为主要对象,通过不同时空尺度和多学2.2.3中国森林修复存在的普遍问题09科联合,重点开展森林生态系统结构与功能规律、森林生物多样性保护、生态修复和森林健康维护的基础研究、应用基2.2.4中国森林修复的组织管理和政策10础研究和技术开发及科研技成果推广。更多信息,请访问:http://www.ifeep.cn/。3.国际森林修复政策和森林修复管理的前沿及挑战113.1国际森林修复政策分析123.1.1德国森林修复的组织管理和政策123.1.2日本森林修复的组织管理和政策133.1.3美国森林修复的组织管理和政策143.1.4国外森林修复的组织管理和政策对我国森林修复的启示153.2国际森林修复管理的前沿与挑战163.2.1国际森林修复管理前沿16自然资源保护协会3.2.2国际森林修复管理的挑战及解决途径19自然资源保护协会(NRDC)是一家国际公益环保组织,成4.国内外有关森林修复的先进技术研究成果与案例20立于1970年。NRDC拥有700多名员工,以科学、法律、政策方面的专家为主力。NRDC自上个世纪九十年代中起在4.1国内森林修复的先进技术研究成果与案例21中国开展环保工作,中国项目现有成员40多名。NRDC主要通过开展政策研究,介绍和展示最佳实践,以及提供专业4.1.1中温带“栽针保阔”动态经营体系和帽儿山实验林场森林修复案例(充分利用自支持等方式,促进中国的绿色发展、循环发展和低碳发展。NRDC在北京市公安局注册并设立北京代表处,业务主管部然力以应对气候变化的修复模式)21门为国家林业和草原局。更多信息,请访问:http://www.nrdc.cn/。4.1.2暖温带山东烟台破坏山体植被修复案例(严重破坏地重建模式)224.1.3亚热带人工针叶纯林近自然改造技术和广西凭祥热带林业实验中心案例(近自然化改造模式)234.1.4海南热带次生林主动修复案例(热带雨林抚育间伐修复模式)264.1.5云南西双版纳热带雨林修复(热带雨林修复)284.1.6黄土高原宁夏六盘山华北落叶松人工林多功能管理(半干旱区气候适应性修复模式)294.2国外森林修复的先进技术研究成果与案例334.2.1北美温带森林修复案例(温带森林大规模自然修复模式)334.2.2瑞士阿尔卑斯亚高山森林恢复试验案例(亚高山森林修复模式)34本报告是NRDC支持中国林科院森环森保所开展的“生物多项目组成员:4.2.3热带亚热带“框架树种”修复方法和泰国清迈修复案例(充分利用自然力加速的样性与气候友好的森林修复路径研究”项目成果。报告撰写过程中,感谢国家林业和草原局生态保护修复司领导的支持中国林科院森环森保所张远东、丁易、于澎涛、王晓热带亚热带森林修复模式)35和指导,感谢国家林业和草原局国际合作交流中心王春峰常东北林业大学王晓春务副主任和郭瑜富处长的指导,感谢来自国内生态环境领域中国林科院热带林业实验中心明安刚4.2.4马来西亚沙巴(Sabah)生物多样性试验及修复效果评估(热带雨林修复模式)38专家提出的宝贵建议和意见:包括南京林业大学曹福亮院士、河北林业大学郭明明北京师范大学葛剑平教授、中国林业科学研究院刘世荣研究自然资源保护协会:华宁、王娟、曾楠4.2.5非洲马达加斯加香草农林业与生态修复的双赢解决方案(农林业与生态修复员、南京环境科学研究所徐海根研究员、北京林业大学孙建新教授等。双赢模式)394.2.6巴西大西洋天然林修复(综合考虑自然过程和经济社会条件的修复模式)415.总结与建议43参考文献461.森林是陆地生态系统的主体,也是最大的物种库国际上,通过森林生态系统修复来保护生物多样和碳储库,在生物多样性保护、水源涵养、气候调节、性和应对气候变化,已经成为时代的主题。2018年3研究背景固碳释氧、水土保持等方面,发挥着不可替代的作用月在巴西伊瓜苏提出《波恩挑战》的恢复目标,计划(Benayasetal.,2009)。森林采伐、土地利用改变、到2020年使世界上1.5亿公顷被砍伐和退化的森林得01/生物多样性与气候友好的森林修复路径研究报告放牧、火灾和气候变化是导致全球森林破坏和退化的到恢复,到2030年使3.5亿公顷森林得到恢复。2021主要因素。经过人类社会的长期开发利用,温带和亚年世界环境日启动“联合国生态系统恢复十年”行动热带的原始森林基本消失殆尽,转变为农田、城镇、计划,号召世界各地遏止生态系统的退化,并对其进荒草地、灌丛、人工林、人天混林和次生林。随着工行保护与修复,抵御气候变化,阻止生物多样性丧失。业化和全球化的推进,北方森林和热带雨林也被大量联合国《生物多样性公约》提出“2020年后生物多样采伐,发生严重退化。性目标需要包括气候变化,必须把生物多样性摆在气候变化政策的核心位置,否则将错过挽救百万物种、森林修复是指运用生态学原理,通过封山育林或使之免于灭绝的最佳时机”。2021年6月,政府间生人工造林、抚育等措施,修复或重建被破坏的森林生物多样性和生态系统服务政策平台(IPBES)与政府间态系统,恢复其生物多样性及生态系统服务功能(彭气候变化专门委员会(IPCC)联合发布了《生物多样少麟,2003)。世界范围内,人工造林和自然恢复是性与气候变化相互作用的工作报告》,商议如何加强森林修复的主要途径(Benayasetal.,2007)。虽然气候变化政策与生物多样性保护政策之间的协同合作。人工林有助于满足庞大的木材需求,但可能会造成土2022年“昆明-蒙特利尔全球生物多样性框架”提出壤退化和生物多样性减少,生态服务功能丧失等负面增强生物多样性和生态系统功能及服务,到2030年至问题(Newboldetal.,2015;Selvarajetal.,2017)。少需要有效恢复30%的退化生态系统。森林保护与修研究表明,集约化管理的单一树种人工林在改善生态复成为协同生物多样性保护和气候变化应对、提升人系统服务和加强生物多样性保护等方面的贡献很小类社会福祉最为经济的基于自然的解决方案。(Lamb,etal,2005);也有研究认为,人工林因其恢复周期短,人为控制性高,具有较好的投入产出比,在国内,新中国成立之前,受垦荒、滥伐、樵采也可以作为阻止生态退化、恢复退化土地和森林植被和火灾等影响,森林一直是由多变少,由优变劣,由的有效工具(Otsamo,2000),并在保护生物多样原始林变成次生林,再由次生林变为灌草地,直至变性,促进演替后期树种的建立,恢复土壤因长期耕作成荒山荒地。到1949年,我国森林覆盖率仅为8.6%。或水土流失而枯竭的养分等方面发挥作用(Czerepko从新中国成立初至20世纪70年代末,由于种种原因,2004;Marín‐Spiottaetal.,2013)。森林自然恢复我国林业选择了以木材生产为主的道路,导致在相当主要指皆伐或人为干扰严重的采伐迹地通过自然恢复长的时间里,森林资源被过度消耗。自20世纪80年的模式演替为次生林,自然恢复以其较高的自然价值代以来,我国林业向生态建设转变,先后启动了三北和较低的恢复成本受到越来越多的关注(Feng,etal,防护林工程、天然林保护工程和退耕还林还草工程等2019)。一系列重大生态工程建设,森林面积和蓄积持续增加,但森林质量总体上仍然偏低。至2018年,全国乔木随着工业化的推进和化石燃料的大量使用,二氧林中,质量“好”的面积3721万公顷(20.68%),化碳等温室气体的排放导致全球气候变暖。森林生态“中”的面积12239万公顷(68.04%),“差”的系统是陆地生态系统的主体和最大的碳储库。森林生面积2029万公顷(11.28%)(国家林业和草原局,态系统具有强大的固碳能力,是中和碳排放、提升人2019)。质量“中”和“差”的比例合计占79.32%,类社会福祉最为经济的基于自然的解决方案(Nature-这是由于我国天然林中次生林占绝对优势,主要由栎basedsolutions,NbS)。气候友好的森林修复还表现类、杨桦等演替初期先锋树种组成,且多处于中幼龄在其对气候变化的适应能力,建立稳定且具有韧性的阶段;而人工林则以纯林为主,造林树种种类少,北森林生态系统可以更好地适应气候变化,包括更频繁方主要为落叶松、杨树和油松,南方主要为杉木、马和强度更大的极端气候事件。如何科学地修复森林生尾松和桉树。如何有效修复我国大面积的退化森林,态系统,提高生物多样性和固碳能力,形成更具有稳提高生物多样性,增强应对气候变化能力,成为国内定性和韧性的森林,应对气候变化,已经成为需要迫林业和生态工作者必须面对和解决的关键问题。切研究的课题。02我国自1992年加入《联合国气候变化框架公约》、大面积森林修复是一个复杂的系统工程,不仅涉2.《生物多样性公约》以来,便认识到保护生物多样性及地理区域、立地条件、修复树种和修复措施的选择,和应对气候变化的重要性,近些年来陆续发布了一系生态系统结构和食物链的重构,还涉及社区居民生活、国内森林修复的现状列相关政策。2011年国务院颁布《中国生物多样性保修复和维护资金保障、社会各利益相关方协调等社会护战略与行动计划(2011-2030年)》,将“制定生和经济领域。这种复杂性更被森林生态系统修复的长和主要问题及政策物多样性保护应对气候变化的行动计划”作为优先行周期性所放大。为了更好的对中国森林进行修复,中动;《国家适应气候变化战略》、《国家应对气候变国林科院森环森保所(ENCI-CAF)在自然资源保护协化规划(2014-2020)》中明确将森林生态系统作为应会(NRDC)的支持下,组织专家撰写了基于生物多样对气候变化的重要手段;2020年,国家发展改革委和性与气候友好的森林修复路径研究报告。本报告在广自然资源部推出了《全国重要生态系统保护和修复重泛收集信息、文献检索和深入的案例分析基础上,使大工程总体规划(2021-2035年)》。同年自然资源部、用综合归纳方法,对基于生物多样性和气候友好的森财政部、生态环境部联合提出了《山水林田湖草生态林修复路径进行系统研究;使用类别分析法,对国内保护修复工程指南(试行)》。2021年生态环境部印外森林修复政策文件进行分类梳理、横向与纵向对比,发《关于统筹和加强应对气候变化与生态环境保护相通过比较国内外修复案例、借鉴先进成果总结出适合关工作的指导意见》,明确提出“协同推动适应气候我国森林修复的方案并给出相关建议。变化与生态保护修复。协同推进生物多样性保护、山水林田湖草系统治理等相关工作,增强适应气候变化的能力,提升生态系统质量和稳定性”。通过修复森林生态系统实现应对气候变化与生物多样性保护的协同增效成为我国环境政策和国际环境合作的重要任务之一。03/生物多样性与气候友好的森林修复路径研究报告042.1国内森林修复的现状开展森林修复是中国政府实施多个重大林业生态生林修复的主要措施;只有在严重退化的区域,才开阔,自然气候条件复杂,森林类型多样,东部地带性另一方面,森林生态系统保护和修复是一项长期工程的重要内容之一。随着社会经济条件的改善,中展低效林改造项目,通过各类人工经营措施加快恢复森林由北向南依次为针叶林、针阔混交林、落叶阔叶而复杂的系统工程,其涉及政策制定与实施、社区居国不断提高对林业生态工程建设的重视程度和支持力过程、促进正向演替。林、常绿阔叶林、季雨林和雨林,西部则为干旱半干民生活、修复和维护资金保障、社会各利益相关方协度,建设目标也做出了相应的调整。上世纪七十年代旱区和青藏高原气候区,各区域干扰后退化的植被类调等社会和经济领域。当前我国还属于发展中国家,以来,中国政府投入大量资金先后启动了六次全国范我国中东部地区人口稠密,历史上森林破坏严重,型复杂多样,各不相同。各区域未来气候变化的情景社会正处于工业化和城镇化进程中,中国林业整体仍围的生态环境保护和恢复工程,其中“三北防护林工程”形成大面积荒山荒地,新中国成立后陆续开展了以人也各不相同。在东部季风区的寒温带、中温带、暖温带、处于从传统林业向现代多功能林业、可持续林业转变是为了遏制我国北方干旱半干旱区的风沙危害和水土工造林为主的森林修复工作。在东北和西南国有重点亚热带和热带,在西部干旱半干旱区和青藏高原区,的时期,森林生态系统修复需要考虑政策与资金投入流失;“天然林保护工程”旨在从根本上遏制生态环林区,森林大面积皆伐后也是以人工更新为主。至森林修复都存在哪些主要问题,不同区域低效次生林保障、当地社会经济条件和社区居民生产生活等诸多境恶化,保护生物多样性,促进社会、经济可持续发2018年第九次森林资源清查,全国人工林面积7954如何改造,造林选择哪些树种和混交经营模式,都需方面。展;“退耕还林还草工程”通过补贴农民将低效坡耕万公顷,占森林面积的36.45%;人工林蓄积34亿立要进行科学总结和归纳。地转变为森林或草地(Zhangetal.,2000)。这些林方米,占森林蓄积的19.86%(国家林业和草原局,业重大生态工程提高了防风固沙、水土保持、固碳释2019)。人工林面积居世界首位。在人工修复理论方氧等服务功能(Ouyangetal.,2016),使森林覆盖率面,早在20世纪50年代,吴征镒、蔡希陶、冯耀宗、大幅增加,森林恢复进程加快,得到了国内的空前关张建侯等老一辈科学家就已提出了“人工群落”概念。注和国际社会的广泛赞誉。但在实践层面,前期的森中国科学院西双版纳植物园科研人员于1959年前后在林恢复痴迷于面积扩张而忽视森林恢复活动的有效性,植物园内划出土地200亩,先后布置了十余种互作模导致后来大量的退化(Yin,etal,2010)。目前,中国林式,构建了多达100余个植物种类的人工雨林群落,业整体仍处于从传统林业向多功能林业、可持续林业开展了多学科人工群落实验研究(胡宗刚,2014),转变的时期,各阶段的特点交织在一起,与转型期的并将相关模式(如胶茶人工群落)在我国热带区域进社会经济问题相重叠,使中国林业生态建设面临着复行了推广,取得了很好效果。中国科学院华南植物园杂挑战。这一转型过程中,通过森林生态系统修复来则在广东省建立了鹤山生态站和小良生态站,专门研保护生物多样性、应对气候变化,维护国土生态安全,究热带亚热带森林的人工修复(彭少麟,2003)。中成为中国林业生态建设的基本要求和必然方向。国科学院植物研究所在江西省新岗山建立了50公顷的亚热带森林生物多样性与生态系统功能实验(BEF-目前,各类干扰后的次生林占我国天然林面积的China),设计有从纯林到24个物种混交林的6种多88.6%,如何经营和管理这些退化森林已经成为当前林样性梯度,种植了超过30万棵树,包含40多个亚热学、生态学和环境学的研究重点。早在1952年,林垦带乔木以及20种灌木,系统研究亚热带森林修复过程部就对广大次生林区颁布了封山育林政策,促进退化与生态服务功能变化(Huangetal.,2018)。中国林林分的自然演替。随着“天然林保护工程”在全国范业科学研究院下设热带、亚热带和华北林业实验中心,围的连续开展,封山育林、自然恢复已经成为天然次系统研究各区域森林生态系统的修复和重建。2.2国内森林修复存在的主要问题和政策2.2.1中国北方地区森林修复存在的主要问题目前,我国天然林面积13867.77万公顷,其中全国范围来看,北方主要营造落叶松和杨树,南方主大兴安岭针叶林是中国高纬度的生态脆弱区,自生植被遭大面积反复破坏,红松林和针阔混交林面积88.6%为次生林,主要优势树种是栎树、桦树、马尾要营造杉木、马尾松和桉树。全国人工林中,杉木、然生态系统十分脆弱,稳定性差。受长期高强度采伐仅占16%,地带性植被为次生阔叶林所替代。平均郁松和落叶松等先锋树种。与原始林相比,这些次生林杨树、桉树、落叶松和马尾松等5个树种面积所占比利用、火烧干扰等破坏,加之抚育经营相对滞后,大闭度0.72左右,过密林面积占比大,成过熟林面积占生物多样性低,生态系统服务功能下降,系统稳定性差,例达50.1%(国家林业和草原局,2019)。与次生林面积针叶林退化为杨桦等次生阔叶林。该区受损森林15%,林龄结构属弱中度枯竭,局部区域水土流失严重,对于极端气候的抗性减弱。我国人工林面积7954.28相比,人工林的生物多样性、固碳能力和生态系统稳修复存在可选树种少、森林恢复措施单一、修复时间河流蓄水、防洪、灌溉功能减弱,局部野生动植物生万公顷,位居世界第一,人工林主要以纯林为主。从定性则进一步下降(Huaetal.,2022)。我国地域辽长,森林景观结构不合理等问题。小兴安岭、长白山境破碎化严重,部分国家重点保护植物种群数量面临地区等中温带针阔混交林质量差,单位面积蓄积量低减少风险(国家林业和草原局等,2021)。于全国平均水平,针阔混交林占比少,长白山地区原05/生物多样性与气候友好的森林修复路径研究报告06华北和辽东落叶阔叶林区由于长期反复的人为干树木生长量下降,甚至出现枯梢和死亡。(2)树种选黄土高原地区水土流失严重,该区先后实施了梯流失治理工程措施的后期经营维护不足,部分梯田、扰,形成了大量以荒山秃岭为景观特征的退化生态系择不当:防护林的营造应该结合当地的自然条件,根田和淤地坝建设、小流域综合治理、三北防护林建设、淤地坝缺乏维修和管护,经济林普遍低效且粗放经营,统,水土流失严重,严重制约着当地社会、经济的可据树种的特性,宜乔则乔,宜灌则灌,通过适地适树退耕还林(草)、坡耕地整治和治沟造地等一系列水部分人工林结构单一,生态稳定性与服务功能低,当持续发展(陈灵芝和陈伟烈,1995)。由于长期重造原则,营造适合的树种,形成多树种乔灌结合的防护土保持工程措施,水土流失范围逐渐缩小、程度减轻,前人工植被恢复已接近该区域水分承载力上限。总体林,轻营林,形成大量的低质低效林,林分结构不合林体系。但在工程早期,受到经济发展以及经营理念入黄泥沙量显著下降,取得了显著的生态效益(张宝,来看,以减缓水土流失和增加耕地面积为主的单一目理,生产力及生态功能低下。油松是华北山地的主要的影响,过分注重乔木种植,对于一些耐旱且具有很2021)。但由于生态本底脆弱加上人类活动影响,目标治理黄土高原,与新时期国家生态文明建设、乡村造林树种之一,通过人工造林形成了大量的油松纯林,好防风固沙作用的灌木重视不足,没有充分考虑造林前一些区域水土流失问题依然严重。当前,部分水土振兴战略等目标要求仍存在较大差距。由于初植密度高、缺乏多树种混交等原因,林地生物地的自然条件,盲目地大面积营造乔木林,导致一些多样性低,自然更新困难,林木生长缓慢,抗病虫害干旱少雨地区的乔木生长不良。此外,早期营造的防2.2.2中国南方地区森林修复存在的主要问题能力差,严重影响生态系统稳定和自我维持,影响生护林还存在种植密度过大的问题,有的地区造林密度态服务功能的有效发挥。达3450-5250株/hm2,甚至更密,影响了树木长,出亚热带是地球上几大气候带之一,是热带与温带低质低效林面积大,森林抵御自然灾害和病虫害的能现了很多小老树。(3)后期管护不足:三北防护林工之间的过渡地带。在中国,亚热带北起秦岭南坡,南力弱,松毛虫、松材线虫尤为严重,导致地力衰退和在北方干旱半干旱区,年降水量在400mm以下,程的造林范围广、自然条件复杂,加上经费投入不足,至南岭山地,西止四川盆地西部边缘,东到东南沿海,生态服务功能弱等突出问题,影响到可持续经营、木且降水年际变率大;植被稀疏,以草原、灌木、荒漠为主,管护力度不够,导致乱砍滥伐、过度放牧、毁林开荒面积约240万km²,约占全国国土面积的1/4。现有材生产和生态服务功能的发挥。该区西南部分布着大土地沙化、次生盐渍化严重,是我国生态环境最脆弱等现象严重,除人工林外,一些天然林也受到了不同森林总面积为5533万hm2,人工林总面积约为5300面积喀斯特岩溶地貌,是典型的生态脆弱区。由于自的地区之一。早在1979年,我国就在该区启动三北防程度的破坏;抚育不足,导致林木病虫害频发,20世万hm2,占我国人工林面积的65%以上。该区年均气然条件恶劣(如土壤瘠薄,坡度大等),人类活动频护林工程,工程涵盖北京、河北、山西、宁夏、内蒙古、纪90年代初期在内蒙古暴发的虫害,导致大面积杨树温15-20℃,年降雨量750-2000mm,雨热同季,在繁导致生态系统恶化,生产力下降。喀斯特生态系统辽宁等13个省市区。工程根据自然条件,利用带状、毁灭。一些食叶害虫以及蛀干害虫,鼠、兔以及地下此水热条件下,发育着世界上最丰富的亚热带常绿阔的退化极大地影响着当地居民的生存条件。居民与森网状,乔木、灌木结合的方式,营造了综合防护林体系,害虫等对林木也造成了很大的危害,造成林分退化。(4)叶林植被,包括各种壳斗科常绿乔木组成的类型,如栲、林的矛盾是该区域森林恢复与重建的重要阻碍。该区取得了巨大成效,改善了当地的生态环境,对于三北立地条件差:三北工程属干旱半干旱地区,干旱的气槠、柯、栎、樟科的楠木属、桢楠属、山茶科的荷木属等,也是我国众多少数民族的聚集区,迫于严重的经济压地区的农、林、牧业的发展起到了良好的屏障作用。候导致林木水分供应不足,生长受到影响,即使是一其次生类型主要为非地带性的混交林,如针阔混交、力,当地居民不得不继续放牧、樵采、垦荒等;由于但随着工程的不断推进,营造的林分出现了不同程度些耐旱的树种,也出现生长缓慢的现象。在新疆绿洲落叶阔叶混交林、马尾松、云南松林,还有相当一部民俗民风的传承,墓地周边的植被也经常因火灾而受的衰退,防护功能下降(姜凤岐等,2003)。造成防护农区,由于近年来大面积推广滴灌,原有渠网系统废分落叶林。到破坏。这些都会不同程度地阻碍喀斯特森林生态系林退化的原因是多方面的,主要包括:(1)生理过熟弃,沿渠而建的农田防护林,尤其是杨树林普遍发生统的恢复与重建,甚至造成严重危害。在恢复与重建老化:三北防护林工程已开展了40余年,早期营造的枯死现象。另外,由于地下水超采,导致地下水位下降,中国亚热带常绿阔叶林在全球分布面积最大,类喀斯特森林生态系统时应当考虑生态效益、经济效益林分多数树龄都在25-30年以上,树木生理老化,出一些森林植被也出现衰退。型最为丰富,生物多样性最高,对保护环境、维持全球和社会效益三大效益的协调统一。经济效益可以提高现自然衰退现象。成熟林以及过熟林的比例逐渐增大,性碳循环的平衡和区域可持续发展都具有极其重要的当地居民的积极性,而当地居民的参与就可以促进恢作用。由于自然因素(地形、气候)与人为因素(樵采、复与重建措施计划的实施。同时生态效益也必须重视,垦荒、城市化扩张)等各种因素的影响,原始林几乎这需要营造兼顾生态和经济的林分,既可维护和改善全部遭到破坏而退化成为次生林和灌丛,严重的地区土壤理化性质,保护生态环境,提高生态系统的稳定,还退化成草山草坡,甚至土地裸露。在人为干扰情况下,又使当地经济得到发展。常绿阔叶树种萌蘖再生和自然更新较差,往往先形成落叶阔叶林,优势种常为栓皮栎和麻栎。在低海拔地区,我国的热带林主要分布在台湾南部、海南、广西落叶阔叶林再进一步受到人为干扰,林内透光性增加,南部、云南南部和西藏东南部。热带林作为物种最为一些针叶树种往往侵入,形成针阔混交林或针叶林。丰富、结构最为复杂的陆地生态系统,在维持生物多针叶林若存在干扰,就形成疏林,继续干扰则形成灌丛。样性、全球养分循环和调节气候等生态系统服务方面灌丛再受人为破坏,就形成亚热带的草丛。虽然亚热具有重要作用。中科院西双版纳植物园于1959年前带地区的地带性植被是常绿阔叶林,但目前就面积而后构建了多达100余个植物种类的人工雨林群落;建言,松林、杉木、灌丛和草丛等退化生态系统的面积园60余年来,营造了以柚木、团花、榆绿木、铁力占绝对优势,常绿阔叶林仅零星分在人迹罕到的中山木、铁刀木、望天树等为主的热带人工林近200公顷。地带,且多分割成斑块状,天然林退化严重。2008年开展了西双版纳柚子园废弃地植被恢复实验研究与实践探索。2011年以来联合地方科研机构和政府该区水热条件良好,林木生长快,人工林、经济推进“环境友好型橡胶园”的建设,对橡胶林不同组林发展迅速。但人工林中造林树种单一化、针叶化现合模式下的土壤理化性质、生态水文过程等进行了系象普遍存在,林分结构简单,且多以中幼龄林为主,统的研究和探讨。最近,Laoetal.(2020)提出了西07/生物多样性与气候友好的森林修复路径研究报告08双版纳三达山热带雨林生态修复规划,建议从局部修主动修复可加快演替进度。(2)森林抚育是森林经营复、斑块修复、廊道修复到生态完善的动态演替总体的重要手段,但目前我国抚育的研究主要集中在人工思路出发,借助建群种植物、先锋植物、立体复合型或物种组成比较简单的北方森林,对于物种组成更为和协助自然再生4种修复方法重建三达山受损的热带丰富、群落结构复杂的热带亚热带天然林研究较少。雨林生态系统。海南在部分林区尝试了利用种植针叶例如多大强度的抚育措施更加经济合理?不同类型、人工林的方式修复已经退化成为草地的低海拔区域,不同演替阶段、不同干扰方式的林分采用什么样的抚而且也对已经成林的人工针叶林开展了“去针补阔”育措施?(3)热带亚热带森林具有大量的乡土树种,的修复。但这些工作更多体现在生产实践,由于缺乏但是目前对于大多数树种的研究还比较少,这些树种对照和长期数据积累,修复经验未能得到广泛推广。的生物学、生理学、生态学特征还不清楚。野外采种、扩繁、补植等技术还十分匮乏。(4)热带亚热带森林在热带亚热带森林修复过程中存在以下问题:(1)中不同生物类型的种间关联更加紧密,但是目前的修由于热带地区良好的水热条件,通常认为我国热带亚复技术主要集中在树木补植、补造或林分结构的调整。热带森林并不需要开展主动的修复措施,仅仅依靠自提高不同营养级(如动物、土壤微生物)生物种类丰然演替的过程就可以达到修复效果,因此是否采用主富度和重构食物链的特定修复技术还未出现。动修复还存在争论。但从目前的观测和实验结果来看,2.2.3中国森林修复存在的普遍问题我国天然林以退化的天然次生林为主,结构不稳总体来看,我国森林修复亟待解决的问题有:(1)方面的冲突(Bullocketal.,2011)。森林生态系统及组织过程。(4)政策与资金保障,当地农户和社区以定,生态系统服务功能降低。林龄结构不合理,中幼树种选择:很多地方大量使用外来种,而忽视乡土树种。区域景观的修复是一个长期过程,不仅包括各种植被及公益环保组织的参与。林占比超过一半且普遍存在树种单一、林分过密或过进行森林恢复的首要原则便是“适地适树”,若不考和生境的修复,还包括生态系统食物链和营养级的再疏、质量差、生长量低等问题,自然演替更新缓慢(刘虑森林恢复地点的特性和森林恢复的目标而盲目引种、亚培等,2022)。目前,我国对天然林保护和经营技种植,则会浪费很多人力、物力和资金,破坏主管部2.2.4中国森林修复的组织管理和政策术的研究还是薄弱环节,在保护制度、法律法规、经门的信誉以及参与方的信心,使得森林恢复活动不可营技术方面存在一系列问题。人工林造林树种单一是持续。一些生态学家认为,物种的原生性是它们用于我国《森林法》于1984年制定,目前已经过三次系。全面推进集体林权改革,将集体林地分配到林农普遍存在的现象。大面积人工纯林普遍存在林分质量生态恢复和生物多样性保护的先决条件(Halletal.,修订,对于分类经营、采伐限额、抚育更新等各个方个人,让林农获得林地经营自主权。差、结构简单、地力衰退和生态服务功能弱等问题。2011)。(2)干预措施:全面炼山、全垦整地、短轮面都有明确规定。国务院先后制定发布了《森林法实单一化的树种结构,造成了病虫害发生率增高,地力伐期、连栽、皆伐等不合理的干扰措施会加剧林地地施细则》、《陆生野生动物保护实施条例》、《水土在经济政策方面,我国建立了森林生态效益补偿衰退严重,生物多样性下降,不利于人工林持续健康力衰退,影响森林生态系统平衡,造成系统结构的破保持工作条例》、《森林防火条例》、《森林病虫害制度和重点生态功能区转移支付政策,指导受益地区发展,人工林的多功能效益也难以充分体现。损。从根本上改善干预措施,包括地点和树种选择、防治条例》、《退耕还林条例》等规章。可以说,我和森林生态保护地区政府通过协商等方式进行生态效种植密度、质量和时机、竞争控制、抚育和间伐等(Cao国关于森林修复的法律法规已经完善,但由于我国幅益补偿。中央财政预算大型林业工程项目,实施生态以前进行的森林恢复活动,很大程度上都是基于etal.,2008)。提高空间的复杂性通常有助于提高生员辽阔,自然地理条件复杂多样,尚需要各自然地理修复计划。国家通过贴息、林权收储担保补助等措施,政府的动机和目标,是自上而下的过程,缺乏对当地物多样性的丰富度,这意味着交错式干扰和分阶段恢分区制定详细可行的森林修复规划和技术方案,并严鼓励和引导金融机构开展涉林抵押贷款、林农信用贷农户生计以及社区发展的关注,很少听取当地农民的复要好于大规模、空间连续的干预措施。森林恢复必格执行,加强监督。款等符合林业特点的信贷业务。国家支持发展森林保意见(Chokkalingametal.,2006)。这常常导致森林须要考虑森林生态系统的复杂性和生物之间、生物和险。恢复失败,甚至危害当地利益,给群众带来不便。例环境之间的良性关系,才可使森林恢复可持续的进行。在行政管理方面,自然资源部下设国家林业和草如,在没有充分考虑农民对薪柴和放牧的基本需求下(3)山水林田湖草系统修复:森林修复要提高景观水原局,负责全国森林资源调查监测、生态修复、国土在科技政策方面,国家采取措施鼓励和支持林业进行封山育林是难以实施的。若没有充分的自下而上平森林生物多样性和生境多样性、提升森林生态系统绿化、野生动植物资源和自然保护地监督管理等职责;科学研究,推广先进适用的林业技术,提高林业科学的主动行动和地方参与,森林恢复常常不可持续(Yin服务功能和增加木质、非木质林产品的经济价值。森各省、自治区设立林业厅(局),县、市设林业局,技术水平。国家林业与草原局下设中国林业科学研究etal.,2003)。研究表明地方社区参与森林恢复活动,林恢复可以有效的增加生态系统服务和扭转生物多样乡镇设林业工作站。在国有重点林区,还专门设有一院,各省、自治区也有各省林科院。全国有五所林业可以扭转森林退化的趋势,很好的改善森林恢复效果性的损失,但生物多样性和不同的生态系统服务可在批国有林管理局。全国已经形成了一整套林业管理体大学,各省农业大学设有林学院,开展林业实验和科(Kassaetal.,2017)。森林恢复项目应考虑利益相关恢复期间显示对比鲜明的轨迹,从而导致冲突和权衡,学研究。者的多种需求和观点,不仅是让善于表达的人群和比如果单独以某项服务为孤立目标,可能对生物多样性较富裕的群体有一定机会来发表意见,更要让贫困人或其他服务的提供产生不利影响。在恢复过程中必须群的声音被大家听到,保证各利益相关者真正的参与考虑这方面的影响,解决提供不同服务和生物多样性项目的设计和实施过程中。09/生物多样性与气候友好的森林修复路径研究报告103.第九次全国森林资源清查结果显示,我国森林资括经济政策在内的一系列政策措施,有效的促进了各源总体上还不能满足国家建设和人民生活的需求,森自森林修复的发展。国际森林修复政策和林总量和质量还需不断的提高,森林修复和森林质量森林修复管理的前沿精准提升成为今后我国林业发展的重点。对比国外典本研究选取德国、日本和美国三个国家的森林修及挑战型国家森林修复模式与政策,可为我国森林修复与政复与政策模式,并与我国森林修复发展现状进行比较,策制定提供借鉴。以期推动我国森林修复工作的进步和发展。德国是世11/生物多样性与气候友好的森林修复路径研究报告界林业的先驱,在林业立法、行政、科技和产业等方森林生态系统修和森林生态系统经营是一个问题面都创造了光辉的业绩;在森林修复方面,其提出了的两个侧面。目前世界上大多数国家处于森林全周期森林多功能一体化修复模式、森林进自然经营模式,多功能经营模式阶段,这些国家根据本国国情和林情为世界森林修复提供了宝贵的经验。日本是我国近邻,分别采取森林多功能一体化经营模式、森林多功能主在亚洲较早进入发达国家社会,其森林修复模式和政导利用经营模式和森林多功能综合经营模式;部分发策可为我国提供借鉴。美国是当前世界最发达国家,达国家如美国和加拿大采用可持续发展的森林生态系其森林修复考虑经济、环境和社会发展多目标,以改统经营模式。这些经营模式就包括相应的修复模式。善和保持森林生态系统的健康和稳定。各国依据社会经济发展对森林修复的要求,采取了包3.1国际森林修复政策分析3.1.1德国森林修复的组织管理和政策德国强调生态造林,遵循适地适树原则,大力开展乡土树种造林。德国森林法规定森林采伐量要低于生长量,实际各州都按照不超过生长量70%确定采伐量。森林采伐方式为带状、小块状皆伐或择伐,其中单株择伐最有利于形成稳定的森林结构特征(复层、异龄和树种混交)。森林经营要求采伐后及时更新,采取以天然更新为主、人工促进天然更新和人工更新为辅的措施。对现有的人工针叶纯林,开展近自然化改造。3.1.1.1法律法规德国联邦林业管理部门通过立法和实施项目对州林业管理进行指导和干预,联邦政策层面包括《森林法》、《种苗法》、《自然保护法》和《狩猎法》等。许多州还有自己的森林法,如《黑森州森林法》规定,避免大规模皆伐,选择适应立地条件的树种,使用基因多样的高质量种苗和种子以及维护森林环境和生物多样性。3.1.1.2行政管理德国联邦政府与州政府在森林修复中各司其责。联邦政府林务局负责狩猎、林业发展、森林保护、国际履约等事务。州林业管理体系由林业管理委员会和州有林管理公司两部分组成。林业管理委员会通常由三个层面组成,除州林业主管部门之外,还有区域林业管理委员会和县级林业管理委员会。林业管理委员会均为当级政府组成部门,工作人员系由政府工作人员兼任。其中,区域林业管理委员会主要负责审批社区林和私有林经营计划,州有林经营计划由州林业和自然保护部门负责审批。州有林管理通常实行林务官制度,而私有林管理则实行林业工程师制度(叶勇和苗丰涛,2016)。根据联邦森林法规定,各州森林法都对采伐面积和所采林分的林龄做出了详细规定。123.1.1.3经济政策编制和实施地区森林计划、森林施业案及防护林事务等费用由国家和地方政府共同分担;私有林被划定为防护林后,因限制木材生产而产生的经济损失由国家补偿。在金融方面,日本设立了林业专用资金,专门用来提供林业德国政府对森林修复给予经济激励。造林方面,所有者不仅可以得到本国政府资助,还可得到欧盟补贴。对贷款,主要包括林业改善资金、农林渔业金融公库、木材生产和流通资金、林业信用基金和促进林业就业资金。于退耕还林和退牧还林,且发展混交林的,给予连续20年补助。在林木种苗培育方面,各州补助略有差异。对在税收方面,林业相关税率低于其他行业,享受减征、免征和延期纳税等优惠。以可持续经营为目标的森林修复给予财政支持,如将纯林改造成混交林。财政补偿还用于改良林地土壤、森林调查规划、林业基础设施建设、建立私有林合作组织、弥补自然灾害损失、开展生态和自然保护活动、森林防火等3.1.2.4科技政策方面。德国森林修复还可得到税收优惠,德国政府支持私有林主参加森林灾害保险。日本在林野厅配置林业专门技术员,在派出机构配置林业改良指导员。林业专门技术员资格包括森林经营、3.1.1.4科技政策造林、森林保护、森林功能维护、林产、林特产品、林业机械、知识普及八个方面,由林野厅认定,业务是掌握、搜集和整理技术上的问题,传达给试验研究机构,并对技术转移成果进行调研,对林业改良指导员有组织地进行德国联邦林科院是联邦农林食品部下属的国家级研究机构,主要职责是为联邦政府进行林业决策提供科学依培训。林业改良指导员资格由地方政府认定,业务是和森林所有者联系,对林业技术、知识普及和森林修复进行据,为公众提供信息和建议,与国际科研机构开展合作研究等,其研究包括监测森林动态、评价环境变化对森林指导。林业科研依托大学、国家和都道府县的林业试验研究机构进行。的影响等。联邦科研机构经费90%来自联邦财政,10%来自欧盟;州林业科研机构主要针对本州生产中存在的技术问题开展研究,研究经费由州财政支付,其研究成果实行全社会无偿共享,从而使科研成果最大限度地发挥3.1.3美国森林修复的组织管理和政策效益,科研部门同时有技术咨询的义务和职责。美国森林修复从林分和景观两个层次进行。林分层次修复目标是保护和重建已经受损的林分,使其能够永续3.1.2日本森林修复的组织管理和政策生产各种林产品且能持续发挥森林生态系统多种效益,特别是生态效益。景观层次修复目标是创建森林景观斑块种类多、分布合理并能永续提供多种林产品和其他各种生态服务功能的森林景观。主要修复原则包括营造乡土树日本提倡营造阔叶林和复层林。对于天然林要求采用择伐作业,采伐周期为8-20年,采伐率为14%-20%;种混交林、择伐渐伐与更新相结合以及维护林分稳定和健康的森林抚育。采伐时要求采伐衰退木,保留健康木,通过保留木旺盛生长,快速恢复林分生长量,保持较高的生物多样性。对于人工林,提倡营造复层林,采伐周期为5-10年,釆伐率为20%-30%,以人工更新为主,人工促进天然更新为辅。3.1.3.1法律法规3.1.2.1法律法规在美国,公共森林管理涉及历史上通过的一系列法律。其中,《森林服务系统管理法》(1897年)、《多用途和持续高产法》(1960年),以及《国有林经营法》(1976年)是最为重要的。较为近期的,美国国会通主要包括《森林法》、《森林病虫害防治法》、《森林国营保险法》、《国土利用计划法》等,对森林采伐、过了《森林健康恢复法》(2003年)。这些法律共同授权了美国林务局管理美国公有森林的主要职责,以及其森林抚育等经营管理做出规定。达成森林经营目标所需的高度工作弹性。美国国会和林务局都经常强调要将森林修复视作整体,将生态学原理应用到森林修复中,通过一系列抚育手段,维护生态系统的健康稳定。同时这些机构也将森林修复目的设定为保护3.1.2.2行政管理和恢复已退化森林生态系统,促进濒危物种的恢复,保护生物多样性,提高碳储量。日本森林分为国有林、公有林和私有林,面积比重分别为31%、11%和58%。国有林主要由林野厅管辖,3.1.3.2行政管理以天然林为主,大多分布于偏远山区,发挥着水土保持、水源涵养等公益功能。公有林为各级地方政府所属的森林。私有林为个人或民间企业所有,无论面积还是蓄积量均占全国50%以上。美国对国有林和私有林进行分类管理,政府直接管理公有林并对私有林的管理提供支持。其中,林务局作为美国森林资源管理的国家级机构,承担着管理公有林的主要职责(其他国家级机构也会分别承担一定职能)。林林业管理机构分为中央政府、地方政府和民间组织3个层次。国有林实行管理主体和经营主体分离。管理主务局也与各州和地方机构合作,共同承担管理农村和城市森林。林务局管理的最主要的类型是国有林,以定期调体林野厅负责森林保护、经营计划制定和经营监督,造林、采伐、林道建设等各项生产活动都采用招标制,委托整一系列独立的森林经营方案来作为管理手段。国有林采伐有着严格限制,包括采伐限额、采伐限制区(例如无给民间企业实施,由民间企业承包和雇佣社会劳动力完成。林野厅对地方政府的公有林和私有林进行指导,并充道路区域以及荒野区域)和更新抚育保障,以保证森林重要效益稳定(如生态效益中实现集水区的完整性)、采伐-分调动私有者的积极性。林野厅对私有林的指导主要通过民间合作组织—森林组合来实现。在日本,森林组合制再次生长-抚育结合、永续利用。美国法律还规定了《国有林社会公开招标制度》,采伐公司中标后须严格按照度和国有林制度是日本林业的基本制度。日本同时实行林地开发许可制度和林地釆伐许可制度。要求采伐,采伐结束后,再公开招标相关公司更新抚育。3.1.2.3经济政策对于私有林的采伐,同样也有严格的审批程序和检查措施:首先要向政府申报,林业主管部门进行资源评估,按照消耗量控制在生长量90%以内的原则,审查和批准采伐量。采伐后要求以招投标方式及时更新。对森林采日本林业财政补贴制度主要有两项,一是国有林特别会计制度。国家对各类林业生产者发展营造林的一种财伐的检查,由政府雇佣专职检查员进行,检查时要对照采伐计划和图件,现场查看保留木数量和分布、采伐对环政补助制度。二是林业补助金制度。林业普及与指导费用由国家全部承担;造林、道路绿化、地方林业科研费、境和野生动物的影响情况、森林能否恢复、标记木是否按要求伐除等。13/生物多样性与气候友好的森林修复路径研究报告143.1.3.3经济政策(2)多元参与政策制定及实施过程对于国有林,财政实行收支两条线管理,对国有林经营单位免征财产税。国有林也不直接适用于州、当地及地方政府和地方林业主管部门在编制森林修复方案时,要征求林业企事业单位、林农、当地居民和环保人士国家层级的税法。为经营管理好国有林,国会每年都要审阅林务局提出的预算申请,并通过适当的国有林预算,等各方面的意见;要让各方人士参与到林业政策执行过程中来。对于集体林权改革政策的实施,要公开透明,接以保证国有林管理经费。当发生森林火灾、病虫害等突发灾害时,林务局可先申请专项拨款,然后转入次年预算。受群众的监督。只有各利益相关方共同参与进来,才能调动各方积极性,更好地保障森林修复工作的长期顺利进行。私有林方面,联邦和州政府提供成本分担、税收减免和认证服务等政策。过去50年间,联邦政府实施了森(3)进一步完善公共财政扶持政策林鼓励、农业保护、土地银行、保护储备等多个成本分担项目。以森林鼓励项目为例,年投入为1000-1500万美元,80%以上的项目经费用于提供技术支持、教育和成本补贴,补贴力度涵盖私有林50-80%的营造林成本,以完善中央财政林木良种、造林、森林抚育、森林生态效益补偿等林业补贴政策,逐步扩大补贴规模,提高补鼓励私有林主采用最优管理和修复技术。贴标准。完善和落实中央财政支农惠农政策,将森林修复相关机具列入中央财政农机购置补贴范围。落实林业相关税收优惠或减免政策。积极推动地方财政建立森林修复补贴制度。探索建立林业财政补贴、森林生态效益补偿国家财政投入是森林修复的重要保障。美国林务局财政预算涵盖林火管理、有害物种入侵、森林健康、森林动态调整和分级补偿机制。鼓励和引导各类经营主体自觉投资投劳开展森林修复,建立中央和各级地方财政与经资源清查和监测、野生动物栖息地管理、野生植物和水源地管理、林区规划、土地权属管理和林道修缮等诸多方面。营主体共同筹资的森林修复多元投入机制。《森林健康恢复法》中的健康森林保护计划规定,对符合条件纳入该计划的林场主给予财政支持。美国许多州也出台了有关森林补助和森林税收方面的帮扶政策。以俄勒冈州为例,该州建立了防治树木甲虫基金,用于受害林3.2国际森林修复管理的前沿与挑战分间伐、受灾地整地和再造林。最新研究表明,选择乡土树种、营造多树种混交形成的功能多样性呈正相关,这表明森林多样性提高3.1.3.4科技政策林是提高森林生态系统功能和稳定性、有效应对气候了森林对气候波动的抗性和适应性,增加了森林生态变化的基本途径(Bongersetal.,2021;Fengetal.,系统稳定性和应对气候变化的能力(Schnabeletal.,美国由联邦政府和地方政府合作开展森林修复研究与推广工作,旨在普及森林修复技术,所需经费由联邦政2022)。树种混交可提高森林生产力和固碳量,这2021)。归纳起来可以得出这样的结论:基于生物多府承担10-15%,由州政府负责具体实施。美国联邦农业部设立有技术推广局,该局推广经费由联邦政府(25%)、种增产效应主要由种间互补作用所导致,并且随着混样性和应对气候变化协同增效的角度,混交林优于纯州政府(50%)和县政府(25%)共同承担,其中包含指导森林修复管理,以及防护林和城市林业项目的技术服务。交树种数量的增加和树种间性状差异的加大,增产效林,天然林优于人工林。但人工林在木材生产功能上应呈现增加趋势(Huangetal.,2018;Bongerset的成效明显优于天然林,人工林可以通过保护其他有此外,美国林务局也直接开发技术项目推动林业经营管理水平提升。例如,林务局开发了具有世界先进水平al.,2021;Fengetal.,2022)。同时,物种丰富度高更高生态成效的天然林,使其免于用作木材生产及其的森林资源清查和分析程序,对全国林业关键信息进行监测分析。的群落中,树种间生产力的年际变化缓冲了气候胁迫带来的生态代价,从而间接地提供生态益处(Huaet造成的群落生产力下降,而这种缓冲效应又与树种间al.,2022)。3.1.4国外森林修复的组织管理和政策对我国森林修复的启示和气孔控制及抗性-资源获取相关的抗逆性特征差异对德国、日本、美国森林修复模式及其主要保障政策的总结表明,国外森林修复模式的形成发展和每个国家3.2.1国际森林修复管理前沿的社会经济发展水平、森林资源状况、公众认识等有关;这些发达国家的森林修复之所以能充分调动森林所有者的积极性,推动森林修复不断按照社会需求的方向发展,就是因为他们按照自身社会的发展需求制定实施了一系森林修复方式主要包括自然恢复和人工修复两种。方法来应对森林退化,因而近年来人工林面积不断增列行之有效的保障政策,这其中,经济政策对于森林修复的促进作用最为明显。因此在架构适合我国的森林修复天然林是由多种生物在当地气候和土壤等环境下经过加(FAOandUNEP,2020)。然而,全球各地不同模式与政策的过程中需要综合考虑上述因素。在以下几个方面,我国森林修复组织管理和政策还有待进一步完善。漫长的系统发育过程演变而来的,具有维持长期生产类型的人工林经过数十年乃至上百年后都会表现出不力、生态系统内在调节机制和对外界干扰的抵御与恢同程度的退化,如地力和生产力衰退、生长变慢、病(1)制定切实的长期森林修复规划和方案,并严格执行复机制,能够克服人工林存在的种种弊端(刘世荣等,虫害蔓延、火灾频发、生物多样性锐减、外来物种侵全国要分区分类制定森林修复规划,编制森林修复技术与管理指南。要遵循适地适树原则,优先使用乡土树2015)。退化天然林目前主要采用自然恢复的方式进入和生态系统的整体服务功能下降等天然林较少出现种造林;要营造混交林、异龄林;对人工纯林要进行近自然化改造;对低质低效林要引入有价值的目的树种。除行修复,仅在某些恢复缓慢或者存在偏途演替的情况的问题。相较于人工纯林,人工混交林通常能提供更商品林外,其它森林要采用择伐或渐伐,同时以天然更新和人工辅助天然更新为主恢复森林。要开展从造林、抚下,适当采用人工抚育、结构化经营、补植补造等方丰富的栖息地环境,更有效地防止病虫害的发生。森育经营一直到森林采伐利用及更新的全周期管理,使得森林朝着有利于综合质量提高的方向发展,充分发挥森林式进行人工修复。如果森林恢复的主要目标是生态效林恢复的方式需要因地制宜,基于土地退化程度、水多种生态服务功能。对已经成熟的一般性公益林,要严格执行采伐和更新方案,确保各项法规、制度和技术方案益的发挥,应该优先自然恢复。热条件、距离动植物种源地距离等因素,灵活采用自落实到每一个修复环节。然恢复、人工种植多种本地乔灌草植物、人工辅助促从长远考虑,要强化各级政府编制和执行森林修复长期规划的职责。森林生态系统修复不仅是树种组成和群面对退化生态系统,许多国家采用营造人工林的进自然恢复等一系列方法(刘世荣等,2015)。落结构的修复,还包括食物链和营养级的重构和再组织,这需要数十年乃至上百年的时间,要考虑所修复森林生态系统对未来气候变化的适应和韧性,要从制度上保证修复工作的前瞻性、稳定性和可持续性。要从国土安全视16野看待森林生态系统修复,要从山水林田湖草系统修复的流域综合治理角度制定森林修复方案。15/生物多样性与气候友好的森林修复路径研究报告通过补植不同的乡土树种来恢复森林已经成为的吸收和储存帮助应对全球气候变化。世界各地许多共识(Messieretal.,2022)。北京大学研究团队历林龄较老或处于废弃状态、不再用于木材生产的人工时近5年,构建了包含255个站点、243个树种、林,其生物多样性、地表碳存储、土壤保持、水源涵5900余组配对数据的全球混交林实验数据库(Global养成效都低于天然林。另外还有许多森林恢复项目的MixTrees),发现混交林的树高、直径和生物量均初衷是土壤保持、水源涵养或木材生产。因此这类人显著高于纯林,平均增加量分别为5.5%、6.8%和工林具有较大的恢复潜力,应该成为未来森林修复的25.5%;这种增产效应主要由种间互补作用所导致,并主要对象。且随着混交物种的增加,增产效应呈现增加趋势(Fengetal.,2022)。物种性状组成是影响增产效果的关键随着对森林退化过程和恢复机制研究的不断加因素。此外,研究还发现,混交林的增产效应随着林强,基于固定样地的长期动态研究为更加深入地了龄和种植密度的增加呈单峰变化,峰值出现在林龄25解森林退化和重构机理提供了不可替代的研究平台年左右和种植密度2500-4100株/公顷之间;气候条(Chazdon,2008;Belloetal.,2020)。虽然目前退件在一定程度上也影响增产效果:高温地区增产效果化森林动态监测开展时间不超过30年,但基于长期的更明显,但对降水变化不敏感。江西新岗山生物多样观测数据依然为我们提供了新的研究成果和研究方向性与生态系统功能试验(BEF-China)也表明,混交林(Poorteretal.,2021)。野外大型森林多树种混交碳储量是纯林的两倍,混交可以提高森林生产力和固实验也为森林生物多样性和生态系统功能恢复提供了碳量(Huangetal.,2018);造林树种间性状差异越大,重要的科学基础,例如全球最大的生物多样性实验网功能多样性越高,森林生产力和固碳能力越高(Bongers络TreeDivNet(https://treedivnet.ugent.be/index.etal.,2021),该大型混交造林试验直接证明了树种html),涵盖了29个实验(如BEF-China),共计种间性状和功能互补是增产效应的成因。同时,物种丰植了120万株树木,覆盖了寒温带、温带、地中海气富度高的群落中,树种间生产力的年际变化缓冲了气候带、亚热带和热带等多个国家。平台不仅包含系统候胁迫造成的群落生产力下降,而这种缓冲效应又与生产力的研究方向,还涉及个体生长、功能形状、遗树种间和气孔控制及抗性-资源获取相关的耐旱性特征传多样性、氮循环、土壤、微生物、植物与昆虫、枯差异形成的功能多样性呈正相关,即耐旱性、水分传死木分解等。这些平台可为探讨森林修复模式、提升导率和蒸发能力是影响树木生产力稳定性的重要因素生态系统功能提供新的科学证据和技术方案。这些基(Schnabeletal.,2021)。这表明,森林多样性提高于长期观测和野外实验研究成果加深了我们对森林恢了森林对气候波动的抗性和适应性,增加了森林生态复过程的了解,从而有力地推动了林学和群落生态学系统稳定性,应该种植、恢复和维持物种丰富多样的的发展(Nordenetal.,2009;Huangetal.,2018)。森林,这是应对气候变化时能够维持和增加森林稳定性的关键所在。随着人类活动引发的气候变化日益加剧,退化森林植被的恢复也将面临更多的不确定性,并且有可基于全球53个国家地区、264个野外研究的人工能在物种组成和功能上形成全新的生态系统(novel林与天然林配对数据集,Hua等(2022)通过metaecosystems)(Suding,2011)。因此在未来的森分析表明,天然林在保护生物多样性与地表碳存储、林修复研究中,需要运用新的模式和方法来探讨新背土壤保持、水源涵养等生态系统服务方面都比人工林景下的生态系统退化和生态恢复(Hobbs&Cramer,成效更好。人工林相比天然林成效的差距在土壤保持2008)。气候变化和森林片段化带来的物种分布格局方面尤其突出,并且在水源涵养方面随气候的干旱程和区域物种库的变化将直接影响到退化生态系统恢复,度增加而越发严重。但有限的现有数据显示,人工林而且通过改变生境条件进一步影响恢复群落的生物多在木材生产功能上的成效明显优于天然林,人工林有样性和生态系统功能。因此对现有退化森林及其相应可能通过保护其它有更高生态效益的森林免于木材生的原生植被进行长期定位研究已经成为当前森林恢复产及其带来的生态代价,来间接地提供生态益处,这研究的重要手段和基础平台(Lindenmayer&Likens,体现出森林恢复对其目标和方法需要考虑的权衡之处。2009)。世界范围内,森林恢复作为一个重要的“基于自然的解决方案”被广泛实施,旨在通过其对二氧化碳17/生物多样性与气候友好的森林修复路径研究报告183.2.2国际森林修复管理的挑战及解决途径影响森林退化的干扰通常在较小尺度上发生,虽然生态修复面临多重的挑战和困难,在过去的4.但是干扰后形成的退化森林在空间上的景观格局也几十年内,随着波恩挑战、纽约森林宣言、生物多样能够在很大程度上决定森林的退化程度及其相应的性公约的巴黎协定、联合国十年生态系统修复、大西国内外有关森林修复恢复速度和方向(Menzetal.,2013;Tscharntkeet洋森林修复公约、非洲联盟的绿色长城、中国的天然的先进技术研究成果al.,2012)。在异质性的森林景观斑块中,干扰不仅林保护工程等国际公约和实际行动的开展,修复森林与案例直接影响了森林植被的群落结构和立地环境,而且也生态系统将成为缓解气候变暖、降低生物多样性丧失、改变了物种的空间分布格局,增加(或降低)了树增加森林韧性、提高生态系统服务的重要途径。通过20种的扩散和建立范围(Youngetal.,2005),并最终多年的修复,部分国家和地区的森林资源储备得到了影响整个森林景观的生物多样性及其生态系统功能极大提高,生物多样性保护和经济可持续发展初见成(Lauranceetal.,2011)。这种因干扰导致的景观格效(FAOandUNEP,2020)。局变化同时也影响了区域物种库,从而为群落恢复过程中的物种重构过程带来了更多的不确定性。目前,联合国气候变化框架公约于2007年启动了减少毁随着大面积的原始森林转变为不同恢复阶段的次生林,林和森林退化造成温室气体排放的REDD+项目,即减次生林在生物多样性保护、维持生态系统过程等方面少发展中国家毁林和森林退化所致排放量加上森林可的作用正在日益显现(Dunn,2004)。处于不同恢复持续管理以及保护和加强森林碳储量。REDD+是减缓阶段的次生林具有不同的生物多样性和维持生态过程气候变化全球努力的重要组成部分,该项目旨在通过的能力(Rossetal.,2002),然而目前大多数研究仅经济补偿来减少森林砍伐和森林退化。多国政府与企是对原始林和次生林进行简单的区分,探讨它们的空业在2014年联合国气候峰会上年签署的《纽约森林宣间格局变化,而没有对处于不同演替阶段的次生林进言》,承诺在2020年之前将热带森林砍伐量减半、恢一步细分(Etteretal.,2005)。这在一定程度上限制复1.5亿公顷林木。对森林景观恢复的支持和需求正了在景观水平上森林演替动态方面的研究。遥感技术在增长,不仅国家、社区、捐助者和私营部门对森林提供了有效的工具,可以将有限的样地调查数据外推景观恢复的承诺和行动越来越多,联合国大会也宣布到整个研究区。利用遥感技术进行森林演替阶段和类将2021年至2030年定为“联合国生态系统恢复十年”。型的划分目前已成为了可能(Kuplich,2006),这在波恩挑战提出在2020年恢复1.5亿公顷退化或毁林土一定程度上促进了在景观水平森林演替动态的研究步地,在2030年恢复3.5亿公顷。迄今为止,57个国伐。家、地方政府和私营机构承诺修复超过1.7亿公顷土地。我国也于2020年发布了《全国重要生态系统保护和修人工林混交种植是提高森林韧性和多功能性的重复重大工程总体规划(2021-2035年)》。本世纪将要途径(Messieretal.,2022)。截至2020年,世界是一个生态恢复的世纪(Sudingetal.,2004)。随着估计有2.9亿公顷的人造林,而且这个数字还在不断对森林退化和修复理论研究和技术研发的进一步深入,增加。其中,1.31亿公顷是集约化管理的单一种人工林。国家和国际层面的森林保护修复工程和优先政策的进虽然单一种人工林在提供木材方面很重要,但它们的一步实施,未来全球森林修复工作将得到进一步加强。生物多样性较少,并且比天然林或多样化的人造林更容易受到干扰。Messier等(2022)提出了五个具体步骤,以促进人工林的修复:(1)提高土地所有者、管理者和投资者对不同人工林收益和实际选择的认识;(2)建立造林公共资金激励在目前适应性差的低多样性人工林中提高树种多样性;(3)开发新的木制品,这些产品可以来利用非主流树种;(4)评估不同人工林在功能连通性和抵御全球变化威胁方面的景观效益;(5)吸收更多区域开展多样性补植修复,有助于不同区域条件下的人工林修复。19/生物多样性与气候友好的森林修复路径研究报告不同气候区森林生态系统的主要干扰因素和复杂杂,修复难度大,我们选取海南热带次生林主动修复图1“栽针保阔”动态经营技术体系及其应用度不同,其具体修复措施也不相同。中国幅员辽阔,和西双版纳热带雨林修复两个案例进行系统介绍。对自然气候类型多样,我们依据主要气候带分别选择中于西部半干旱区,我们选择黄土高原六盘山水资源限4.1.2暖温带山东烟台破坏山体植被修复案例(严重破坏地重建模式)温带、暖温带、亚热带、热带和半干旱区的六个典型制下的人工林多功能管理作为典型案例介绍。案例进行介绍。中温带阔叶红松林区曾是我国建国初期最大的木材生产基地,森林被大面积皆伐,在基于国际上,大规模天然森林再生最著名的例子是发自然演替过程并充分利用自然力的基础上形成了闻名生在美国东北部地区的森林恢复,我们选择该案例进全国的“栽针保阔”模式,我们以东北林业大学的帽行了系统介绍。国际上亚高山森林修复主要发生在欧儿山实验林场森林修复案例进行介绍。暖温带是我国洲阿尔卑斯山区,我们选择瑞士Stillberg的亚高山造开发历史最悠久的地区,森林植被反复破坏形成了次林试验进行介绍。热带我们选择柬埔寨暹粒省热带退生灌草地,我们以山东烟台破坏山体植被修复案例来化森林恢复与可持续经营应用案例和马来西亚沙巴生介绍严重退化地的森林植被重建与修复模式。亚热带物多样性试验及修复案例进行介绍。国外部分地方在是我国最重要的木材生产和国家储备林基地,人工林平衡经济发展与森林修复的关系上做得非常出色,我近自然改造是该区森林修复的主要目标,中国林业科们选取非洲马达加斯加香草农林业与生态修复的双赢学研究院热带林业实验中心在广西凭祥的人工林改造解决方案和巴西大西洋天然林更新—综合考虑经济社模式在全国具有领先地位。热带森林生态系统极其复会的修复评估案例进行介绍,以期为我国森林修复提供借鉴。4.1国内森林修复的先进技术研究成果与案例山东烟台市破坏山体属历史遗留问题,开矿、修negundo)、胡枝子(Lespedezabicolor)、锦鸡儿路、各类建设取土取石、开挖造地等行为造成植被与(Caraganasinica)、酸枣(Ziziphusjujuba)等。4.1.1中温带“栽针保阔”动态经营体系和帽儿山实验林场森林修复案例景观破坏、水土流失严重等生态环境问题,总面积为草本植物组成较丰富,共计25科48属55种,以菊科(充分利用自然力以应对气候变化的修复模式)144km2。随着人们环境意识的不断提高,20世纪90和禾本科先锋种类占优势(李传荣和董智,2012)。年代,采石活动基本得到遏制。为了改善该区域的生态环境质量,烟台市林业局开展了植被恢复。破坏山体的植被演替规律(图2):破坏山体植被为次生灌草丛。灌木4科7属7种,均为喜光耐干旱贫瘠的落叶种,如荆条(Vitex利用经典森林演替理论,人工促进温带森林地带2)过渡阶段:森林群落环境基本形成,种间竞争图2华北地区破坏山体植被演替过程示意图性顶极植被恢复。同时,依据已有研究成果“气候变与适应受各种群的生态适应对策所制约。中间类型对暖导致针叶纯林衰退,而针阔混交林或阔叶混交林更策种(水曲柳、胡桃楸等)逐渐进入群落。在缺乏珍有利于气候变化”,调整现有林分结构使其更适应气贵阔叶树种源的地段需“引阔”,特别是高郁闭度的候变化。人工针叶纯林,应通过行状或带状间伐“引进”珍贵阔叶树;而在自然状态下,很多珍贵树种会不引自来。东北东部山地的地带型植被阔叶红松林在经受破坏(采伐、火烧、开垦等)后,为加快其恢复及扩展,3)演替阶段:群落中各种群已经进入激烈竞争根据自然演替规律,立足于充分发挥自然生产潜力,期,生态选择占支配地位。有的群落已经成为复层林。加以适当人为措施,重组其合理结构的一整套经营体重要原则在于“选阔”,通过间伐保留珍贵阔叶树种,系。该体系按该区主要树种的生态适应对策进行划分,增强其选择适应力;同时也为针叶树迅速进入林冠上分别属于r对策种、K对策种和中间类型;对该区次生层创造条件。林和人工林分不同演替和林分发育阶段,施行与栽针(红松、云杉)同时的留阔、引阔和选阔,实行连续东北林业大学林学院生态教研室从上世纪60年的主动择优和再组织过程,最终形成结构合理、稳定代以来,在帽儿山实验林场建立了按“栽针保阔”途高产的针阔混交林(陈大珂等,1994)。径设计的各种试验林分,20多年研究结果表明,该途径可充分发挥自然更新及生产潜力,并通过人工栽植1)发生阶段:桦栎杨等先锋树种(r对策种)时期,K对策种克服其天然更新障碍,缩短演替进程;也避也包括采伐迹地在内的各种次生裸地。经营措施为栽免了人工红松纯林的主干顶端分叉和过早结实现象。针留阔,保留一切阔叶树,以利于森林环境的迅速形成。1987年,以“栽针保阔”为核心的“天然次生林经营技术研究”获国家科技进步二等奖。21/生物多样性与气候友好的森林修复路径研究报告22植被恢复过程(李传荣和董智,2012):恢复效果(李传荣和董智,2012):加林分生物多样性,最终将人工针叶纯林导向以红锥、对珍贵树种连续抚育三年,当林分珍贵树种优势木树格木等珍贵乡土阔叶树种为主,树种结构合理、森林高达到15m左右时,选择目标树(90-120株·hm-2),(1)植物筛选在植被的恢复过程中,随着土壤有机质、速效N、多功能突出的近自然林。主要技术措施是松、杉造林并进行单株管理,根据林分生长情况,及时对上层马速效P含量增加、全N、容重和土壤pH值降低;水后连续除草抚育3年,林分平均优势树高达15m时,尾松或杉木的干扰树进行疏伐,为松、杉和阔叶树种为对破坏山体进行植被恢复,针对本地植物中的稳性团聚体数量和质量得到提高,土壤结构得到改善,开始选择和标记松、杉目标树90-120株·hm-2,伐除目标树生长提供良好环境。当松、杉达到目标胸径后137个物种,筛选出71种为破坏山体造林绿化物种。土壤肥力得到提高,促进了土壤腐殖化过程的进行,影响目标树生长的干扰树和部分一般木,松、杉保留择伐利用,此后通过阔叶树目标树单株管理,促进目乔木采用黑松、油松、刺槐、麻栎等41种,在采石坑土壤抗冲性和土壤抗碱强度得到强化;氮的矿化能力密度为375-450株·hm-2。次年在松、杉林冠下补植红锥、标树生长和林下天然更新,培育珍贵树种大径材,逐迹地平台、尾矿库绿化平台、路边及采坑周边废弃荒增强,土壤微生物量明显提高,酶活性增加。不同的格木等珍贵树种,补植密度为600-750株·hm-2。补植后,步形成珍贵树种近自然林。山等进行造林绿化。灌木采用连翘、荆条、金银花、植被类型对土壤的改良与肥力发育有着不同的影响。大叶黄杨、小叶黄杨、酸枣等17种,主要栽植于岩体乔木林和草被都有改善土壤理化性能和入渗能力的效图3马尾松、马尾松-红锥等珍贵树种异龄混交经营模式坡面、采坑周边及废弃荒山上,并与草本配合使用,应,且对上层土壤的改良效果好于下层;对土壤物理形成灌草一体恢复模式。藤本采用五叶地锦、爬山虎、性能的改良方面,乔木优于草被。在本试验研究中,马尾松人工纯林经营模式马尾松-红锥等珍贵树种异龄混交经营模式葛藤、扶芳藤等6种,适用于破坏山体的垂直绿化。植被配置模式麻栎-黑松混交林生态恢复效果最为明草本采用紫花苜蓿、草木樨、黑麦草、高羊茅等7种,显,有效地改善了土壤理化性能和土壤入渗能力。(2)马尾松-楠木异龄混交经营模式补植楠木,补植密度为450株·hm-2,补植后连续3年用于平台迹地种植,或用于装饰迹地平台、采坑周边、进行块状抚育管理,当林分楠木优势木树高达到15m公路沿线等绿化及恢复。植被恢复后,草本的物种数量增加,显著提高了该模式通过在马尾松人工中龄林林冠下补植楠木,左右时,选择目标树(90-120株·hm-2),按照目标狗尾草的比重,伴随着黑麦草和茜草的大量侵入,形培育优质大径材,建成经济价值高、生态稳定性强、树经营管理技术,对目标树进行单株管理,不断伐除(2)立地综合整治成了狗尾草-黑麦草-茜草群落。草本的物种组成变化森林多功能效果突出的马尾松-楠木异龄混交林,最终上层林和下层林干扰树,促进目标树生长和天然更新,较大,初期的一年生草本植物生长逐渐退化,大量多形成楠木近自然林。主要技术措施为前期营建马尾松经营过程注意保护原有植被和天然更新幼树,达到目地形改造技术:削坡开级和平坡填坑;常规整地年生草本植物逐渐进入。随着岩石的风化,环境条件纯林,造林后连续抚育三年,第七年进行透光伐,第标胸径(楠木60cm以上,马尾松50cm以上)后择技术:水平阶整地、鱼鳞坑整地、穴状整地、反坡梯田;有所改善,已初步具备耐旱性强的草本植物生长的条11年、16年分别进行两次生长伐,并选择标记马尾松伐利用。立地提升技术:土壤改良技术、客土、鱼鳞坑集水和件。人工恢复的混交林模式,随着生境条件改善,物目标树90-120株·hm-2,第17年在马尾松林冠下均匀拦土蓄水、植生槽、植穴防渗。种数量进一步增多,由一种或几种草本为主,逐渐变为多种植物共存,优势种的数量进一步增多,由于乔(3)植被恢复模式木的存在为草本植物的生长提供了良好的生长环境,大量草本植物侵入并定居,尤其以禾本科和菊科蒿属因地制宜地制定了适于8种立地类型的28种造林植物居多。狗尾草有所退化但仍为群落的优势种,黑绿化与植被恢复模式,二次定点爆破造穴客土回填造麦草和白蒿的比重进一步增加,形成了狗尾草-黑麦草-林模式为一大创新。主要植被恢复模式包括:①天然白蒿群落。综合分析发现,不同植被恢复模式的多样恢复技术;②人工造林恢复模式:采坑迹地造林模式、性从大到小依次为麻栎黑松、刺槐黑松、刺槐麻栎混护坡护脚造林模式、削坡客土造林模式、裸岩垂直绿交林,以及麻栎、黑松、刺槐纯林,灌丛的生物多样化模式、荒坡造林模式。性最低。4.1.3亚热带人工针叶纯林近自然改造技术和广西凭祥热带林业实验中图4马尾松-楠木异龄混交经营模式心案例(近自然化改造模式)我国亚热带人工林面积占全国人工林面积的65%等珍贵树种异龄混交培育模式;(2)马尾松-楠木异马尾松-楠木异龄混交经营模式以上。人工林中造林树种单一化、针叶化现象普遍存在,龄混交培育模式;(3)马尾松材脂兼用林近自然经营24导致林分结构简单、地力衰退和生态服务功能弱等问模式。题。中国林业科学研究院热带林业实验中心在广西凭祥开展了亚热带针叶人工纯林近自然改造试验,根据(1)松、杉-红锥等珍贵树种异龄混交经营模式近自然森林经营理论与技术原理,通过调整树种和林分结构将人工针叶纯林改造为针阔异龄混交林,提高该模式的经营目标树是依据近自然林经营理论及林分质量,实现森林多功能可持续经营目标。热林中目标树作业技术,对松、杉针叶人工纯林进行近自然心成功总结了三种典型修复模式:(1)松、杉-红锥化改培,通过松、杉上层林的疏伐并在林冠下引入红锥、格木等乡土珍贵用材树种,以改良林分树种结构,增23/生物多样性与气候友好的森林修复路径研究报告(3)马尾松脂材兼用林近自然化改造经营模式株·hm-2左右(不包含目标树)作为采脂木,从第204.1.4海南热带次生林主动修复案例(热带雨林抚育间伐修复模式)年开始对采脂木采割松脂10年(目标树不采割松脂),松脂是大宗的林副产品,具有广阔的市场前景和之后一次性采伐采脂木,仅保留全部的目标树,次年试验区位于海南岛西南部的昌江县和白沙县交界59.9%和54.9%。抚育前后上层和下层树木个体径级较好的经济效益。培育脂材兼用林,既可解决松脂原春季在目标树林冠下补植珍贵阔叶树种,培育马尾松处的霸王岭林区。该区域年平均降水量为2553mm,分布结构均没有发生显著变化,因此抚育间伐没有改料问题,又可生产木材,一举两得,综合效益显著。(50cm以上)和珍贵阔叶树种(60cm以上)大径级年平均温度为22.5℃。低海拔地区的低地雨林受人变次生林当前的群落结构。与抚育前相比,抚育后次同时,脂材兼用林能够很好地解决长短结合、以短养用材,实现针叶纯林转化为结构合理、林分稳定、经类干扰最为严重,长期的刀耕火种及建国后的商业采生林上层和下层的物种组成发生了显著变化,而且下长的问题,且该模式中期构建马尾松珍贵树种异龄混济价值高、多功能作用突出的近自然林,为我国南方伐已经使其消失殆尽,取而代之的是干扰后恢复起层幼树物种组成的变化程度高于上层。抚育对上层物交林,最后形成以珍贵树种为主的近自然林,是极具马尾松林科学经营提供一个提质增效的示范样板。来的天然次生林。2012年中国林科院森环森保所植种的多样性影响相对较小;抚育后,上层树木物种密推广价值和林农容易接受的一种森林经营模式,在生被恢复研究团队在研究区建立了60个面积为0.25ha度减少了15.1%,但物种多样性无显著变化;抚育对产上容易推广应用。适用范围:该模式适用于我国亚热带地区以松脂(50m×50m)的森林抚育实验样地。样地均按照下层树木的影响更显著,其中,物种数量、物种丰富度、采割和木材生产兼顾的马尾松中龄林的经营活动。林热带森林科学研究中心的原则建立。每个样地分为4物种多样性显著减少了40.3%、15.1%和11.1%。抚该模式采用近自然经营理论技术,实施脂用和材地立地质量等级为中等以上(立地指数16以上),林个25m×25m的样方,对样方内所有胸径(DBH)育间伐5年后,热带次生林的群落结构、物种组成、用林木分类经营,按照传统的马尾松纯林经营至林分分结构及质量良好,适合培养马尾松大径材,并具有≥5cm的木本植物进行标记和调查。同时在每个样物种和功能多样性均发生了显著变化。与对照样地相平均优势树高达15m时,开始选择和标记马尾松目标培育珍贵树种大径级用材林潜力。地中心内设置1个10m×10m的小样方,用于调查比较,抚育样地5年后树木个体密度均低于对照样地。树90-120株·hm-2,伐除干扰树后,保留一般木4501cm≤DBH<5cm的更新层个体。按照拟定的森林抚虽然2013年的抚育显著降低了胸高断面积,但是经过育方案,对30个样地进行抚育处理。抚育通常包括除5年的恢复,抚育样地中的胸高断面积已经接近对照样图5马尾松脂材兼用林近自然化改造经营模式伐和解放伐,除伐主要针对目的树种较多且群落密度地。同时抚育间伐对次生林物种丰富度没有影响,抚较大的森林,砍伐清除名录中的所有植物,保留目的育样地和对照样地在5年后没有显著差异。对于热带物种及辅助物种。以上工作于2013年完成,2018年次生林,抚育显著提高了树木的相对生长速度和补充对30个对照样地和30个抚育样地重新进行复查,记率,同时增加了幼树(胸径<5cm)的死亡率,但是对录树木生长、死亡和补充状况。胸径≥5cm以上的树木来说,抚育后的死亡率和未抚育样地的死亡率一致。基于2013年30个抚育样地在抚育前后的数据,马尾松伐除采脂木后马尾松脂材兼用林近自然化改造经营模式结果表明抚育显著减少了上层和下层树木的个体密度和胸高断面积;抚育后,上层树木个体密度和胸高断面积分别减少了24.9%和13.1%;抚育对下层树木的影响更显著,其中个体密度和胸高断面积显著减少了松杉人工纯林长期皆伐炼山,刀耕火种的经营方持植被连续覆盖,大大降低了因皆伐炼山导致的碳排图6海南热带次生林不同抚育强度下相对生长速度、死亡率和补充率式,极易引起地力衰退,水土流失,病虫害和火灾频发,放和土壤碳流失;四是近自然化改造培育优质大径材,对森林固碳减排极其不利,从而不利于森林应对全球最后做成高档家具或工艺品,能将固定的碳素长期封气候变化。通过近自然化改造,一是可以优化林分结构,存在林产品中,减少了因燃烧或加工带来的二次碳排能够更有效利用光照养分资源促进林分生物量的增长,放;五是近自然化改造增加了松杉人工林林分稳定性,提高地上生物量碳的增加,二是近自然化改造增加林减少了病虫害和火灾的发生频率,从而减少了因病虫分凋落物和土壤微生物多样性,更有利于土壤有机碳害或火灾引起的碳排放。增加而提升土壤碳汇;三是改变皆伐炼山的方式,保25/生物多样性与气候友好的森林修复路径研究报告26对于三种不同类型(清除种、辅助种和保留种)量低于对照样地,但经过5年恢复后的抚育样地与对4.1.5云南西双版纳热带雨林修复(热带雨林修复模式)的物种,抚育增加了几乎所有类型物种的生长速度,照样地的地上生物量基本无差异。抚育主要减少了清同时增加了辅助种和保留种的补充率。例如长寿命先除种的地上生物量,而提高了保留种的地上生物量。基于恢复生态学理论,森林修复的过程基本可总热带雨林成分,使其预留空间以为热带雨林成分的发锋种和后期种在抚育样地中更新数量增加,而短寿命2018年抚育后样地中的清除种显著低于对照样地,而结为“林隙阶段-建群阶段-成熟阶段”。热带雨林生展创造前期生境。在此基础上,根据计划所要恢复的先锋种主要在对照样地中更新。树木相对生长速度也保留种和辅助种没有发生明显变化。经过抚育后的次态系统物种组成极为丰富,中国科学院西双版纳植物热带雨林群落类型,补植必要的群落建群种或关键种,随着抚育强度的增加而不断增加,在实验设置的抚育生林的地上生物量绝对增长量显著提高了58.74%,相园植被恢复团队总结出从人工橡胶林到热带雨林,修通过维持适当的种群数来营造热带雨林生境,保持合强度上限条件(约20%)下,树木的生长速度和补充对增长量显著提高了67.93%。在30个抚育样地中,复周期基本可分为“封山育林-清除非雨林成分-建群-理的群落结构。经过多样植物群落的更替和发展,形率依然增加。幼树死亡率随着抚育强度的增加也不断地上生物量的绝对增长量和相对增长量均随着抚育强演替-生态完善”5个阶段(图8)。首先采取人工措成更为复杂、稳定的热带雨林群落和生境。在后期对提升,但是胸径≥5cm以上的树木的死亡率一直维持度呈现单峰曲线变化的趋势,抚育强度在10%±2.5%施封山育林,停止人类对热带雨林生态系统的干扰,雨林进行完善和管理,补植群落中其他层次的乔木种不变趋势(图6)。抚育对次生林中物种组成产生了显时地上生物量的相对和绝对增长量最高。为热带雨林的修复奠定环境基础。其次,结合地形条件,类,以提高热带雨林群落结构的丰富性和合理性。著影响,5年后的抚育样地中物种组成更加靠近临近的按照一定砍伐比例分批逐步清除部分人工橡胶林或非老龄林,而且小径级个体(胸径<5cm)经过抚育修复虽然抚育过程中间伐了演替先锋种,导致抚育样后更加接近老龄林的物种组成,表明抚育对小径级个地中的地上生物量出现下降。但是经过5年的恢复,图8从人工橡胶林到热带雨林的不同修复阶段(Laoetal.,2020)体的影响更加明显。抚育样地中的地上生物量迅速得到恢复,基本接近对照样地的地上生物量水平,而且修复后的次生林中保在抚育间伐处理之前,实验区次生林平均地上生留种的地上生物量不断增加,而且在次生林中的比例物量为112.9Mg·hm-2,虽然抚育样地在抚育前的地上也相应提高。这些保留种通常生命周期长,木材密度大,生物量略低于对照样地,但差异不显著(图7)。2013潜在高度高、因此在维持群落稳定、提高群落结构复年地上生物量从抚育前的111.6Mg·hm-2显著下降到杂性、增加森林碳汇能力等方面将发挥重要的作用。99.04Mg·hm-2。经过5年的自然恢复,抚育样地的同时抚育后的次生林在物种组成上也在向老龄林靠近。地上生物量提高了24.5%,达到了123.35Mg·hm-2;因此对次生林开展主动修复具有重要的作用,能够加对照样地的地上生物量提高了13.4%,达到了速热带次生林的恢复速度。129.5Mg·hm-2。虽然2013年抚育后的样地地上生物图7海南热带次生林抚育样地与未抚育样地在三个不同时期(2013年抚育前、2013年抚育后、2018年)的地在热带雨林的恢复过程中,针对不同立地条件与(2)先锋植物修复法上生物量类型,植被恢复方式与重建模式也有所不同。立地条件的划分受到地形、地貌、气候、海拔、土壤、植被、在山脊、地势陡峭和种植条件恶劣的区域,利用湿度、人为活动等多项综合生态因子的共同作用。因此,热带先锋树种西南桦(Betulaalnoides)、马占相思项目首先运用权重分析法对场地进行生态多因子综合(Acaciamangium)、山桂花(Paramicheliabaillonii)评价,并将研究区域划定为4个分区,分别因地制宜等造林,可在较短时间内成为山脊优势物种,为后期地利用建群种植物法、先锋植物法、立体复合型修复其它热带雨林植物的生长提供有力的立地条件。同时,法和协助自然再生法加以修复。先锋植物的快速生长亦可推动山脊地区结构单一的橡胶林逐步向混交林演替。此区域需控制割胶、砍伐等(1)建群种植物修复法人为活动,并借助当地优越的气候、土壤条件,补植构成山地雨林的其他乔木、藤本及林下植物,使林分建群种植物修复法即选用对热带雨林群落结构逐步增加,实现山脊雨林的修复。和群落环境形成有明显控制作用的优势植物作为群落建造者,在短时间内建立雨林体系。现状核心沟谷(3)立体复合型修复法坡度、土壤及湿度等条件适宜各类沟谷雨林植被生长,因此主要采用此方法进行修复。具体而言,由望在芒果(Mangiferaindica)林、茶树(Camellia天树(Parashoreachinensis)、绒毛番龙眼(Pometiasinensis)林等部分产量较高的果林和橡胶林区域采用tomentosa)、千果榄仁(Terminaliamyriocarpa)等热立体复合型修复法,即保留橡胶林,逐步伐除部分果林,带雨林标志性树种构成森林上层,培育林下植物以形并补植其他珍贵的经济林木,结合生态农业、立体混成多层次多物种的森林植被,补植其他地被物种。如种等方式构建复合型生态橡胶林。这一途径能显著增此按照热带雨林的层次精细化种植,可在较短时间内加区域生物多样性,提升生态功能,并在较短时间内形成植物种类丰富、层次复杂、郁闭度高的热带雨林产生经济效益。体系,从而逐步实现山谷雨林的修复。27/生物多样性与气候友好的森林修复路径研究报告28(4)协助自然再生修复法目团队采取封育保护措施,在林隙种植单株或丛状补2)确定不同地类的主要功能及优先性进行各立间伐,以避免保留木倒伏折断等危害。间伐和木材运植热带雨林树种幼苗,如纤细龙脑香(Dipterocarpus地类型的多种服务功能的重要性排序,如表1是六盘输时应在冬季地面冰冻时进行,以减少对林地、枯落协助自然再生是指对仍然具备天然更新能力的gracilis)、云南龙脑香(Dipterocarpustonkinesis)等,山半湿润区华北落叶松林的5个多功能立地类型(立物层、幼树和目标树的伤害。(3)促进林下天然更新:森林加以保护,辅以适当的人工干预措施,使之尽快以促成其正向演替。尽管协助自然再生修复法耗时较地指数等级)及其多功能利用定位,这里仅考虑了生应鼓励目标树种和珍稀树种的天然更新,具体做法是演替为符合培育目标的森林植被。这一方法的关键在长,却具备成本低和技术简易的优势。产木材、林地产水、林下植物的物种多样性保护、固伐除竞争木或劣质木后形成一些林窗。然而,仍需利于加速自然演替过程,减少杂草等干扰因素与树木的碳4个主要功能。因地处重要水源区,应尽可能照顾用一定的林冠遮荫来进行自然整枝,尤其对阔叶树。竞争。在水湿条件较好、现存次生林较多的区域,项产水功能;因林地的地表覆盖非常高,一般不会产生如某些树种缺乏母树,也可林下人工补植混交树种。(4)土壤侵蚀或极其轻微,所以未提及减少侵蚀功能。应用林水关系研究结果。(5)制定管理计划:作为山4.1.6黄土高原宁夏六盘山华北落叶松人工林多功能管理(半干旱区气候地水源区的水源林,不容许有任何皆伐,但可利用近适应性修复模式)3)现有林分结构特征的调查定量调查现有森林自然经营技术,以减少对树木、地表植被、枯落物层的一系列结构指标,包括树种组成、林龄、林分起源、和土壤的干扰。在明确了需采取的管理措施后,逐项在黄河流域和黄土高原等广大旱区,水资源承与社会需求关系的基础上,通过合理恢复与科学管理林木密度、树高、胸径、枝下高、树木优势度、枯落确定实施时间、强度和频度,形成详细可行的森林管载力不足限制着森林植被覆盖增加;同时大规模造林森林植被实现其多种功能的权衡优化,即进行兼顾主物层厚度和组成等,还有林冠郁闭度、林下天然更新、理方案。导致流域产水量大幅降低(王彦辉等,2018),影导功能与其他重要功能的多功能管理(Wangetal.,地表覆盖度,以及林木健康情况和受害程度与原因等。响当地和下游供水安全及可持续发展;高密度营林也2015)。为此,中国林业科学研究院森林生态水文与如有可能,还应调查土壤剖面及理化性质。确定了多功能水源林的理想结构:森林多功能会因减少林下植物多样性、限制林下天然更新、降低流域管理学科组2000年以来在半湿润半干旱区过渡带管理需以理想林分结构为参照和目标。基于对森林结森林稳定性等而降低森林的整体功能。森林植被恢复的宁夏六盘山土石山区潜心探索了华北落叶松人工林4)现有林分结构与功能的诊断进行林分的结构构和森林功能变化规律的研究,提出了详细程度不同与管理不能仅考虑增加森林覆盖和木材蓄积,而是必的林水协调的多功能管理技术。与功能诊断,这需立足于立地质量。对不适合造林或的理想水源林结构(Wangetal.,2015;王彦辉等,须强调面向区域和流域可持续发展需求的森林质量提森林生长的太差立地,不必非要通过造林把现有非林2020)。升和功能增强。在黄土高原旱区要同时考虑干旱缺水提出了山地水源林多功能管理的5个决策步骤(王植被转换为森林,也不必非要维持因造林不当而形成对森林植被恢复的限制以及森林植被恢复与管理对区彦辉等,2020):的稳定性差和功能低的不健康森林;对控制土壤侵蚀(1)一般化理想结构:为兼顾森林的稳定性、域和流域供水安全的影响,不能超过水资源承载力,和尽量多产水的功能目标而言,仅维持耗水较少的灌林地产水和其他多种服务功能,一般要求:1)林分郁并且要尽量减少植被生态耗水;另外,不能仅考虑木1)立地质量调查与分类首先需进行林区或造林木和草本覆盖度在较高水平(如70%以上)反而有益。闭度保持在0.7左右(0.6~0.8)以维持天然更新、控材生产或控制土壤侵蚀等单一主导功能,而是要在充区域的立地调查与分类,这是森林多功能管理决策的对适宜森林生长的较肥沃和肥沃立地,在无特殊要求制杂草、维持生物多样性、减少林木生态耗水;2)地分认识森林植被多种功能的复杂竞争关系和供给能力基础。情况下,一般应充分利用林地生产力来生产优质大径表覆盖度保持在0.7以上,以控制土壤侵蚀(Wanget材,但前提是要控制土壤侵蚀、追求较高产水量,并al.,2015);3)林木高径比(m/cm)保持在0.7以下(至表1六盘山半湿润区基于立地指数划分的立地类型和其华北落叶松林多功能定位考虑充分发挥其他服务功能。对肥沃立地的森林,在少不超过0.9),以避免树木遭受风折雪压危害。在任制定管理决策前,先要评价确定森林发育阶段。如仍何森林演替阶段,所有管理措施都要以加快形成和良立地海拔/m立地指数(优立地质量评述主要服务功能的重要性排序是幼林(疏林)阶段,还未形成笔直、无节疤和足够好维持此理想结构为目标。在所有森林生长阶段和森类型势木高)/m长(如6~8m)的优良树干,这时不必着急开展任何林管理中都要使地表覆盖度在0.7以上,尤其在土壤侵间伐或疏伐,而是维持较高林冠郁闭度,充分利用自蚀风险大的坡地和在造林及幼林阶段,需仔细保护各Ⅰ2300-250019.5水热组合条件最佳,有生产优质大径材生产木材=林地产水>植物多样性保护>固碳然整枝,直到形成有足够枝下高的良好树干的目标树。种地表植被和枯落物覆盖。适度的林冠郁闭度利于耐的可能如目标树的树干质量和枝下高达到了要求,则可对比荫和较耐荫树种的更新并控制喜光草本入侵,林下幼调查林分与理想水源林的结构指标,从而发现林分结苗和幼树的高生长随林冠郁闭度增大而降低并在高于Ⅱ2200-2300、18.7(18.6、水热组合条件较好,比较适宜生产木材林地产水=生产木材>植物多样性保护>固碳构(及功能)的不足,针对性地确定管理措施。0.7时变的很低,若要同时维持较高的乔木层和林下灌2500-260018.7)草层生物量以及林下植物种类数量就需维持郁闭度在5)面向结构/功能的管理计划编制确定需采取其合理范围0.6~0.8(Ahmadetal.,2018;2019)。六Ⅲ2600-270017.8海拔升高使降水增加,但低温限制显现,的面向林分结构/功能的管理措施,这主要包括5方盘山的华北落叶松林雪灾危害在林木高径比(m/cm)Ⅳ2000-2200、16.3、16.2水热组合条件中等,生产木材及其他功林地产水>生产木材>植物多样性保护>固碳面:(1)封山育林:经常对劣质立地上的森林进行封>0.7时开始出现,在0.7~0.9范围内随高径比增加而能表现中等育,即不采取任何管理措施,避免干扰破坏植被覆盖,逐渐增大,在0.9~1.0范围内较快增加,在>1.0后急>2700以维持合适的地表覆盖度、预防土壤侵蚀、多产水。剧增大,因此要求林木高径比低于0.7,至少不能超过低海拔区的较干气候限制增强,树木只林地产水>生产木材>植物多样性保护>固碳这个措施也常用于幼林(树高<4–6m)或疏林(在目0.9。此外,林分结构调整还需遵从常规的多树种、多能生长在阴坡半阴坡;高海拔区的偏低标树优质树干形成前的林冠郁闭度<0.6),以促进/世代、多层次的稳定高效森林结构要求,充分考虑水温度限制树木生长作用增强维持林冠郁闭。(2)间伐:间伐郁闭度>0.8的林分,分的植被承载力、森林多功能利用、流域产水功能等具体做法是伐除目标树附近的1~3株竞争木,间伐强的刚性需求,以及在以培育木材为主导或主要功能时Ⅴ<200013.2气候干热,不宜树木生长和木材生产,林地产水>植物多样性保护>固碳>生产木材度需控制在伐后郁闭度保持在0.6。过密林分可在一定对培育目标树的经营要求,即采取3×0.7+X的模式。树木仅能在阴坡、半阴坡生长时期(如10年)内分2~3次实施,而不是一次高强度29/生物多样性与气候友好的森林修复路径研究报告30图9华北落叶松中龄林多种功能变化与合理密度表2六盘山半湿润区不同海拔和林龄时的华北落叶松林多功能合理密度区间(株•hm-2)海拔特征多功能排序20年30年40年50年1800m气候干旱,不宜木材生产产水>物种保护>固碳>木材生产1300~26001050~1700900~1300630~8002100m降水较多,较湿润,较宜生产水>木材生产>物种保护>固碳1300~1700900~1400850~1100680~800产木材2400m水热组合最佳,适宜生产优木材生产=产水>物种保护>固碳1300~1600900~1300640~800470~600质大径材2700m湿冷,各功能中等,产流高,产水>木材生产>物种保护>固碳1500~22001250~1700850~1000580~700较宜生产木材(2)华北落叶松中龄林的多种功能变化与合理密虑多种功能需求,建议将此林龄(26a)的密度控制在水源林多功能管理的效果明显固碳功能在生长最适海拔减少14%但在其他海拔增加度:研究了六盘山区华北落叶松人工纯林(17~35a生,1000~1200株•hm-2,则其产流比现高密度(1811株3%~14%。由此可见,多功能合理密度经营确能明显平均26a生)的林分密度(800~1500株•hm-2范围内)/ha)提高25%;采用低密度造林时(2500-3333株/利用各功能与海拔和林龄及密度等因素的数量关提质增效。对研究区内其他海拔和林龄所需要的多功与多种功能的关系,在此基础上得到了多个单一功能ha),其造林费比传统密度(>5000株/ha)节约34-系,计算了林龄30年时在多功能合理密度经营下的能合理密度,可在表2的基础上内插确定,或利用研的密度要求,并在综合分析后确定了多功能密度(图9)。50%。各服务功能,并与传统高密度经营林分相比,评价了究所得的森林各种功能的预测模型(田奥,2019;王研究发现:1)木材蓄积量随林木密度增加几乎线性主导功能和主要功能的变化(表3),表明密度要降彦辉等,2020)进行计算后优化权衡;对西北地区其增大,在>1500株•hm-2后增速才轻微变缓,为培(3)不同海拔和林龄时的华北落叶松林多功能合低39%~68%,产水功能提高了6~17%,林下植物种他林区的华北落叶松林以及油松等相近树种的人工林育更多优质大径材和提高木材生产价值,密度控制在理密度:提出了在林分尺度对给定立地条件如何确定数在低海拔轻微减少(6%)但在中高海拔轻微增加多功能管理,均可借鉴这里提供的管理技术和确定的1000~1500株•hm-2较好;2)林下植物种类数在密度多功能管理密度的决策程序:(1)明确限定条件,即(3%~6%),林分蓄积年增长量在生长最适海拔(2400多功能管理密度研究结果。不到1300株•hm-2附近时最大;林下植被盖度及生物首先确定与满足林分稳定要求的郁闭度0.6~0.8对应的m)有些减少(4%)但在偏低和偏高海拔明显增加量均随密度增大而降低;但林下灌木草本层的物种多林木基本密度区间;2)根据对森林功能的需求,确定(45%~47%),单株材积年增长量在生长最适海拔样性指数、优势度指数、均匀度指数最大值都出现在给定立地的主导功能和其他主要功能的重要性排序;显著增加37%和在其他海拔大幅增加238%~307%,密度1300株•hm-2,从提高林下植物多样性及促进自3)确定各单一功能达到其最大值90%以上时的最优然更新的角度出发时可将密度控制在<1300株•hm-2;密度区间,或因难以满足退而求其次达到80%~90%表3华北落叶松林多功能合理密度与传统高密度经营效果对比3)林分的生物量(包括乔木、灌木、草本层)和相时的适宜密度区间;4)按照多种功能的重要性排序,应固碳量随林木密度增加先增大后缓慢减小,因乔木逐个确定各单一功能的最优密度区间与基本密度区间海拔/m30年生的密度产水林下植物种数林分蓄积量生长单株材积生长固碳速率层生物量增大会导致林下灌草层生物量降低,为维持的交集,如对某一功能不存在交集时就降低要求即利1800m/mm较高植被生物量和固碳功能,需控制林木密度在1500用其适宜密度区间求取交集后作为多功能管理密度区2100m过密林/tree•hm-225432/(m3•hm-2a-1)/(m3•tree-1a-1)/(t•hm-2a-1)株•hm-2以内。4)林木雪害率在高径比>0.7后开始间,如仍不存在交集则需适当牺牲无法兼顾的非主导2400m多功能林27030出现,但随高径比增加的增幅不大,然而高径比>0.9功能,或采用将各单功能的最优密度依功能重要性进2700m优化效果3600+6%-6%2.900.00084.34后随高径比增加快速升高,高径比>1.0后随高径比增行加权平均的确定方法。然后,依据高龄林密度范围过密林1375176344.47加急剧升高并很快达到100%。为提高抗雪灾能力,应不能大于低龄林密度范围、每次间伐强度不大于30%多功能林-62%204344.260.0029+3%把高径比降到0.7以下并最多不超过0.9。根据林木密且至少隔2~3年才能间伐一次的原则,适当调节计算优化效果3600+16%0%8.40度与高径比的关系,需控制林木密度<1200株•hm-2。5)得到的多功能管理密度区间,使其合理可行(田奥,过密林115015131+47%+248%9.04林地产水量随密度减小非线性增加,在>1500株•hm-22019)。利用上述的森林多功能管理密度的决策程序,多功能林-68%16532+8%时产水量较低且变化很小,在密度1300~1500、在六盘山半湿润区内确定了属木材生产非适宜区的低优化效果1800+9%+3%6.940.002714.54<1300株•hm-2时产水量分别缓慢、快速增加,如要海拔(1800m)干旱立地、木材生产适宜区的中低海过密林11001433112.47降低林木密度以增加产水,在本研究中给定林龄(26a)拔(2100m)较湿润立地和高海拔(2700m)湿冷多功能林-39%1683310.090.0110-14%下需在<1300株•hm-2密度范围内优化管理。综合考立地、木材生产最优区的中海拔(2400m)水热俱佳优化效果3600+17%+6%9.74立地在不同林龄时的多功能合理密度区间(表2)。1475+45%+307%11.14-59%+14%15.00.013814.40.0189-4%+37%8.750.003912.780.0132+46%+238%31/生物多样性与气候友好的森林修复路径研究报告32图10华北落叶松人工林密度调整落叶松和黑松没有幼苗。更新调查表明本土种黑胡桃当局错误地把这块森林列为需要保护的“重要残留天(Juglansnigra)和外来种挪威槭(Acerplatanoides)然林”,而不知道它实际上是人工林。这说明当初的将在未来占据主导地位。随着时间的推移,该恢复区造林确实取得了成功,只要有足够的时间,适度的再域的群落结构与安大略省南部的原生森林不同,但它造林就可以促进高质量的森林发展(Lamb&Gilmour,们向着具有相似结构和外观的森林发展。最近,地方2003)。4.2.2瑞士阿尔卑斯亚高山森林恢复试验案例(亚高山森林修复模式)4.2国外森林修复的先进技术研究成果与案例世界范围内,除青藏高原外,亚高山森林主要分年就开始显现(图11b)。随着外部干扰和种内竞争,布在欧洲阿尔卑斯山区、北美落基山和南美安第斯山斑块内幼苗数量会逐渐降低。间距2-3米的3-6个小4.2.1北美温带森林修复案例(温带森林大规模自然修复模式)区,南北美亚高山森林很少开发,国际上亚高山森林斑块构成一个群团,这些群团20-30年后可郁闭连接恢复试验主要在欧洲阿尔卑斯山展开,瑞士森林、雪在一起(图11c)。在植苗时,就要使群团间的距离大规模天然森林再生最著名的例子是发生在美国围内进行;然而,所得的森林并不总是与曾经存在的与景观研究所1975年就在瑞士Stillberg开展了亚高大于成熟林木最大树冠,这样可以保证成林后群团之东北部地区的森林恢复。尽管现在美国东北部地区森森林相同(Lamb&Gilmour,2003)。山造林试验,结果表明,在高海拔恶劣环境条件下,幼间是离散的。群团直径大小与成熟林木树高相对应,林广泛分布,看起来是古老的林分,但事实上许多森苗生存和生长与镶嵌分布的微环境密切相关(Häsler,应该在半个到一个树高之间。群团可为椭圆状,长轴林都是相对较新的(不到200年)。在第一批欧洲移1886年在加拿大东部落叶阔叶林区进行的森林2004)。不利环境包括长久的积雪覆盖、广泛的积雪平行于坡向或盛行风向。由于成熟林木树高随海拔升民潮中,该地区大部分森林被清除,用做农业用地。恢复是最早的现代森林恢复案例之一(Larson1996;移动、低温、风和密实的灌草。积雪覆盖时间过长会高而降低,因此在高海拔,群团长轴可保持10-15米,后来在美国西部发现了更好的农业用地,定居者搬走Lamb&Gilmour,2003)。这一恢复案例早于大多导致生长期不足和雪霉病大量发生,因而春天积雪先短轴8-12米;而低海拔的群团直径可保持在15-25米。了。可能是因为存在许多小面积的残存森林,弃耕地数关于演替生态学研究。该恢复区域是一个古老的砾消失的微生境成为高山适宜植苗的区域。阴坡和洼地这样设计可以使群团的大斑块分布保持到100年以上上大面积次生林随之出现;在大多数情况下,这都是石坑,通过植树造林来证明复杂的森林覆盖如何快速由于温度低,也会抑制幼苗生长。适合的微生境包括(图11d)。一个群团内只栽植一个树种,但是不同自然发生的,没有人为措施促进这一进程。早在1840有效地恢复到退化的土地上。该恢复区域共种植了小台地、坡缘、丘包和倒木上,这些微生境中瑞士五群团使用不同的树种更好,这样可形成斑块状的混交年,新英格兰地区就开始森林恢复,1880年后,中部14个树种,其中包括当地的落叶硬木和针叶树以及针松和挪威云杉天然更新良好,成丛状分布。根据亚林。群团间的空地如果没有土壤侵蚀风险,则自然保各州也开始恢复。虽然很难估计所涉及的总面积,但几种外来树种,如挪威槭树(Acerplatanoides)、欧高山树种的斑块状更新特点,Schönenberger(2001)留以待天然更新;如果有土壤侵蚀风险,这些空地上显然是很大的。Williams(1988)估计1880-1910年洲白蜡树(Fraxinusexcelsior)、欧洲落叶松(Larix总结提出了亚高山丛植造林技术模式(图11)。首先可栽植先锋灌木和树种。群团的形状、大小和树种可间仅新英格兰就有超过100万公顷的弃耕地恢复为森decidua)、欧洲云杉(Piceaabies)、欧洲黑松(Pinus在造林地上选择有利于更新的微生境斑块,每个斑块根据地形变化灵活配置。林。研究表明,新森林组成与结构与先前土地利用历nigra)和欧洲椴(Tiliacordata)。14个树种约2300直径2-4米,里面栽植20-30株树苗(图11a)。在史相关(Motzkinetal.,1996)。例如,在马萨诸塞州棵树苗按株距2.5m造林。除早期修剪外,未进行后续靠近林线的高海拔处,植苗株距50-100厘米;海拔相的一个地区,松树占据了弃耕地,而橡树更常见于未森林管理。最近的天然林在500m以外。至1930年,对较低处株距可适当增加。植苗斑块只选在凸起或树耕过的地方。这种差异似乎与土壤变化以及某些树种树冠覆盖率85%,其中31%是针叶树种。到1993墩处。斑块内冠层最好能很快郁闭,丛植的优点在5-10的扩散和重建有关(Motzkinetal.,1996)。该地区自年,树冠覆盖率增加到95%,但针叶树仅占5%。该然恢复的森林包含多种多样的树种,甚至包括一些不恢复区域已有107年的历史,有220棵树胸径超过30图11亚高山丛植造林技术模式(Schönenberger,2001常见的树种,它们发生在相似的立地上。总体而言,cm。在最初14个树种形成的林冠中,仍有10种存在。主要树木的年龄和森林的明显稳定性掩盖了它们与欧两个新树种已经定居。同时林下也出现了36种不同的洲移民前原始森林的不同。森林自然恢复可以在大范木本和草本植物,其中的大多数可以进行繁殖。一些冠层树种正在更新,并在林下出现了幼苗,但云杉、33/生物多样性与气候友好的森林修复路径研究报告341984年在瑞士阿尔卑斯山Mustair开展了亚高山瑞士五针松和挪威云杉树高约1米,落叶松和矮赤松图13框架树种方法应用于热带亚热带中度退化的区域丛植造林试验,试验地海拔1800-2400米,1983年一约1.7米高。分析表明,挪威云杉斑块边缘树木显著随着退化加剧,修复技术更加集约化,投入也越大场森林大火烧毁了原来的云杉-落叶松-五针松林。高于斑块内部树木,其它三个树种没有显著差异;落在火烧迹地上,每个小斑块内栽植株距70cm的树叶松斑块内部受雪压引起的树干弯曲损害显著高于边苗20-30株,间距2-4米的3-6个斑块构成一个群团缘木,其它三个树种没有显著差异;矮赤松和落叶松(Clusters),每一个群团大约10米宽,10-20米长;斑块边缘被有蹄类动物啃食的占比显著高于斑块内部,群团之间的距离为5-10米(图12a)。每一群团包括但总体来说大部分树苗没有被啃食。在春天可以看到以下树种之一:瑞士五针松(Pinuscembra)、矮赤松林隙内都是积雪,而造林斑块上已经融化,特别是挪(Pinusmugo)、欧洲落叶松(Larixdecidua)或挪威威云杉斑块。可以认为,上述的斑块间距对云杉来说云杉(Piceaabies)。共栽植了2000株15-25厘米高是合适的,但是对速生的落叶松和矮赤松来说太窄了,的幼苗,群团间空地栽植了灌木赤杨(Alnusviridis)对生长较慢的瑞士五针松来说有点宽了。目前,斑块和垂枝桦(Betulapendula)。试验地面积0.72公顷,之间树木已经连接,形成了一个个群团(图12b),造林面积只占4%,预估成林后林木盖度30%,林隙相当于成功进入亚高山丛植造林技术模式的第三阶段和灌丛占70%。造林13年后,1997年进行了再次评估,(图11c)。图12瑞士Mustair亚高山丛植造林试验(UlrichWasem,WSL)4.2.3热带亚热带“框架树种”修复方法和泰国清迈修复案例(充分利用“框架树种”方法基于对所选树种生活习性的细末,泰国清迈大学森林生态研究所(FORRU-CMU)自然力加速的热带亚热带森林修复模式)致研究,利用其生态功能属性来加速森林演替。框架在DoiSuthep-Pui国家公园高地常绿阔亚林退化地树种要有以下两个特点,一是能适应强光环境,存活开始了“框架树种”修复的尝试(Maxwell&Elliott,“框架树种”修复方法是一种最小限度的主动修1985年到2000年,通过三个地点的野外实验筛除了率高,生长快,能抑制杂草蔓延;二是能吸引散布种2001),首先在附近残留原始林中识别出常绿阔叶林复方法,其将人工造林和天然更新结合起来,适用于不合适的树种,之后确定了最佳的株行距、除草计划子的动物,比如具有早熟的肉质果实,或是可以提供特有树种,观测它们的立地偏好和海拔分布;并通过附近有残留母树的热带亚热带中度退化地块的恢复(图和树种组配方案。在最初的实验中,一些造林树种(例合适的筑巢点等,当然并不是所有的框架树种都同时对残留林的物候研究得出这些树种的种子收集最佳时13)。该方法基于树木在生态系统中的功能选择造林如Homalanthusnovoguineensis)由于能够吸引能够散满足以上这两个特点。前者主要起到快速生长达到冠间;通过育苗实验得出种子储存、播种和幼苗移栽的树种,通过优化管理措施来加快正向演替,促进森林布种子的食果动物,其树下出现了更丰富多样的天然层郁闭的效果,而后者将带来快速的多样性恢复,这技术方法及时间表。从1997-2003年间连续开展了框生物量、结构、生物多样性和生态系统功能的恢复。更新,当时把具有上述特点的树种称作“框架树种”。些都是成功恢复的首要生态指示器。框架树种方法旨架树种筛选和所选树种混交组配造林的一系列实验,该方法最先是在上世纪80年代的澳大利亚昆士兰州北在随后的实验中,对这些“框架树种”及其周围自然在利用栽植最小数目的种类和及其个体,来达到最大结果表明框架树种方法的生物量和生物多样性的恢复部使用。当地主要有13个森林类型、数百个乡土树种,更新的树木种类进行了测定,发现只需要营造大约30的生态修复效果,包括生物量、森林结构、生物多样显著超过了对照样地并快速接近附近的残留原始林(图当地树木园对各树种习性的观察为框架树种的选择奠种这样的框架树种,就可以通过其周围的天然更新,性和生态系统功能的快速恢复。框架树种修复方法的14)。在总结高地常绿阔叶林框架树种修复的经验和定了基础,当地苗圃也培育了数百种树种的幼苗。从基本上恢复原有的树种多样性。特色是在树种选择只基于上述两点,因而只需选择最教训后,FORRU-CMU设计了泰国北部低地落叶林、少的树种,并且是将具有这些特点的先锋种和演替后Kanchanburi省竹子落叶林和Krabi省低地常绿阔叶期种一起栽种。框架树种的选择是至关重要的,如果林的框架树种修复技术,都取得了非常好的恢复效果缺少科学合理的选择,那么利用这种方法开展大规模(Sapanthuphongetal,2011)。的森林恢复将成为一种挑战。上世纪末,框架树种方法开始在澳大利亚热带季雨林修复中广泛使用,Engert等(2020)总结了该区最常见的20种框架树种清单。也是在上世纪35/生物多样性与气候友好的森林修复路径研究报告36图14清迈大学高地常绿阔叶林退化地“框架树种”修复4.2.4马来西亚沙巴(Sabah)生物多样性试验及修复效果评估(热带雨a)1998年退化地景观,1999年框架树种修复;b)2013年林相,箭头标示同样的位置;c)2020年林相,郁闭林林修复模式)冠下大量天然更新,0.46公顷样地内超过70个树种,木本藤本植物涌现,结构多样性恢复,碳储量接近成熟林水平。沙巴生物多样性实验(www.种植。由于龙脑香科幼苗在林下生长缓慢,而且热带地sabahbiodiversityexperiment.net)是树木多样性实验区伐后林本身林下光照强度依然较低,因此幼苗生长速网络(www.TreeDivNet.ugent.be)的一部分,它是目度较为缓慢。前仅有的两项热带研究之一,也是唯一一项基于古热带的研究。沙巴生物多样性实验位于东南亚的混合龙脑香热带地区的主要环境威胁之一是皆伐,这导致大面林中,龙脑香林通常具有更高的树冠和更高的地上生物积森林退化。在东南亚,以龙脑香科优势树种的幼苗进量。沙巴地区主要的干扰方式是森林皆伐。出于多种原行混交种植旨在加速森林结构和功能的恢复。树种多样因,在包括木材生产(例如INNOPRISE公司)、碳存储性在森林恢复中的作用仍不清楚。但是由于物种特征和(例如INFAPRO项目)、以及生物多样性和森林生态系生态的差异,混交可能会增加功能稳定性。为了测试潜统结构的恢复(INIKEA)中使用多树种种植方法。在的保险效应,通过分析了沙巴生物多样性实验前十年中单一栽培和混交地块的幼苗死亡率和生长模式。结果马来西亚沙巴生物多样性实验年降雨量超过3000揭示了包括补植树种存在木材密度和生长速度与存活率毫米。沙巴州地区被称为“婆罗洲的心脏”。连绵不绝之间的权衡。单一栽培的平均存活率比混交的低,其中的广阔雨林和湿地,以及绵延560公里的京那巴当岸存活率低的树种的单一栽培有可能导致最终的失败。河,孕育着无数珍奇鸟兽和植物,是地球上最具生物多样性的动植物栖息地之一。沙巴也是世界上仅存的猩在亚马逊以外的大多数热带森林地区,采伐的森林猩、大象与犀牛共同生存栖息的地方。沙巴生物多样性现在已经超过了未采伐的地区。然而,评估退化的影响实验是一个占地500公顷的大规模森林恢复项目和树木(来自择伐和其他原因)和通过现场测量来评估恢复效多样性实验。实验选择了16种龙脑香科冠层树种幼苗,果既昂贵又耗时。因此沙巴生物多样性项目开发了利用沿着择伐后的森林进行线状种植。该实验包括124个4遥感评估森林质量的方法。使用遥感产品来监测植被覆公顷的样地(200×200m2),遵循随机区块设计(图盖、叶面积指数(LAI)动态,以及田间规模(500公顷)15)。包括16个研究树种中的一个,16个不同的四种森林生物量。结果发现,大约70%的Malua森林保护混交和所有16个树种混交组合。每个多样性水平共32区在2007年选择性重新采伐后植被覆盖减少,而未重个样块,在两个区块之间平均分配,使得使用一种或4新采伐的沙巴生物多样性试验区则显示植被覆盖增加。种混交在每两个区块中发生一次,每个区块中16种混在实验中通过补植恢复的地块具有更高的植被覆盖率和交的16个相同重复。幼苗种植在相距10米的平行线上,叶面积指数(LAI)。总体而言,当通过遥感指标分析沙每3米种植一棵树苗(除非由于岩石,溪流等原因而无巴生物多样性实验时,卫星图像能够检测到由于择伐和法种植)。第一个区块于2010年10月完成苗木种植,混交补植而导致的森林质量变化。而且与栽植单一树种第二个区块在2009年12月和2010年8月的完成苗木的林分相比,混交补植可增强伐后林的林冠恢复速度。图15马来西亚沙巴生物多样性样地分布和补植实验设计(Hectoretal.,2011)37/生物多样性与气候友好的森林修复路径研究报告384.2.5非洲马达加斯加香草农林业与生态修复的双赢解决方案(农林业与生态修复双赢模式)农业扩张和集约化是当今生物多样性危机的主要马达加斯加的SAVA地区是全球生物多样性最丰驱动因素。农业生产力的提高通常是以生物多样性的富的地方之一,具有高度的特有性。该地区气候温暖损失为代价的,因此迫切需要解决由此产生的生态经湿润,年降雨量2255毫米,年平均气温23.9℃。过济权衡,而这种权衡在在经历快速转变的热带林中尤去几年香草的高世界市场价格为马达加斯加农民带来为突出。在这种情况下,退化代表生物多样性和生态了巨大的经济效益,刺激了香草种植的扩大。半附生系统服务的下降,而恢复旨在防止、制止和扭转生态香草通常生长在农林系统中的支撑树上。香草混农林系统退化。农林业为生态系统恢复提供了机会和希望,要么通过砍伐森林,要么在休耕土地上建立。马达加但需要更多对当地生态系统的深入研究才能更广泛地斯加在过去60年中失去了44%的原始森林,因此需实施双赢解决方案。热带农林业是否有助于制止森林要将生物多样性保护与农业生产结合起来的土地利用砍伐或生物多样性减少取决于土地利用历史。农林业方案;而将休耕地转变为香草混农林可以部分恢复生系统的生产力对其整体生物多样性价值具有决定性意物多样性和重要的生态系统功能。休耕地是山地水稻义,因为低产农林业系统需要更多的土地来满足高产轮作耕作周期的一部分,在马达加斯加东北部广泛分单一栽培提供的相同需求,这可能导致更多的毁林和布。Wurz等(2022)通过量化了香草种植对多种类群生物多样性丧失。的影响,包括树木、草本植物、鸟类、两栖动物、爬图16沿土地利用类型和香草产量增加的总体特有物种丰富度和七个分类群的单个特有物种丰富度变化特征(Wurzetal.,2022)行动物、蝴蝶和蚂蚁,并使用来自30个香草农林的产马达加斯加香草农林业是一个很好的修复案例,量数据来确定产量-生物多样性的权衡。团队评估了森提供了一个在热带农业中实现高产量和高生物多样性林和休耕衍生的香草农林的生物多样性价值,并将其相结合的双赢方案。虽然马达加斯加热带雨林老龄林与老龄林、碎片化森林和休耕地进行了比较。为了确需要严格保护,以保护其独特的生物多样性和大量的定香草种植对生物多样性友好且有利可图的策略,评特有物种,但休耕衍生的香草农林业可以支持恢复农估了环境和管理相关变量作为产量和物种丰富度的驱业用地内的生物多样性和重要的生态系统服务,并为动因素。通过比较发现(图16),与原始森林相比,进一步扩展到老龄林提供有利可图的替代方案。香草在森林中建立的香草林所支持的物种减少了23%,特混农林的管理可以提高产量和生物多样性,其为马达有物种减少了14%。而在休耕上建立的香草混农林的加斯加的经济和生态可持续土地管理提供了巨大的机物种总数比休耕地多12%,特有物种多38%。香草产会,有助于实现热带生物多样性热点地区的生态恢复量通常与树木、草本植物、鸟类、两栖动物、爬行动目标。物和蚂蚁的丰富程度无关,这为自然保护区以外的生物多样性保护和恢复退化土地提供了可能性,并造福农民。39/生物多样性与气候友好的森林修复路径研究报告404.2.6巴西大西洋天然林修复(综合考虑自然过程和经济社会条件的图18创新型的人工桉树林修复试验修复模式)A-巴西圣保罗州Itatinga圣保罗大学森林实验站的桉树人工林景观中,通过自然恢复、人工辅助的自然恢复、天然林更新(NFR)在固碳和生物多样性效益方间和时间上存在很大差异。Gastauer等(2021)通过人工种植多样本土植物等方式恢复天然林生态系统。B-巴西圣保罗州Bertioga对桉树人工林进行改造,用药剂面,它可以达到与主动恢复类似甚至更好的结果。然而,考虑大西洋森林恢复区域的4个不同目标(6百万公杀死桉树,让本地植物群落自然生长,最终恢复为本地原有的大西洋雨林(PauloMolin&PedroBrancalion)辅助NFR的成功取决于环境、社会、经济和政治背景。顷、8百万公顷、1500万公顷和2200万公顷)来量巴西大西洋森林是全球保护和修复的热点,它覆盖了化NFR的社会环境后果。巴西海岸,从东北部的北里奥格兰德州到南部的南里奥格兰德州。甘蔗和大豆在南里奥格兰德州、巴拉那州、该项目比较了两种不同的大规模森林恢复情景(图圣保罗州和米纳斯州西部的农业活动中占主导地位,17)。优先考虑NFR潜力最大的地区(情景1)的大而牧场在大西洋森林北部的土地利用中占主导地位。规模森林恢复能够偿还大西洋森林目前三分之一的环尽管近几十年来天然林植被的覆盖率趋于增加,但巴境债务。但是,这种情景对特定土地利用类型造成了西大西洋森林制定了到2050年恢复生物群内1500万不成比例的负担,加剧了社会经济不平等,并将恢复公顷退化和破坏的土地的目标。与植树造林相比,辅活动集中在目前自然植被覆盖率已经很高的地区。情助NFR的环境效益和较低的实施成本使其成为扩大森景2通过消除环境政策造成的环境债务,优先考虑总林恢复的可行战略。然而,NFR并不适用于所有地方,体恢复成本最低的地区,直到实现恢复目标,这在社因为森林再生的潜力取决于社会环境背景,并且在空会上更加公平,并最大限度地遵守环境政策,其结果图17考虑到恢复面积不同的四个目标(6、8、15和22Mha),巴西大西洋森林的两种森林恢复情景的空间结果。更加均匀地分布在在巴西大西洋森林的各县和小型、目标,同时最大限度地减少总恢复成本,这在社会上地图显示了(1)巴伊亚州北部(2)RioDoce盆地(3)圣保罗内陆(4)Gaucho高地4个区县恢复情景之间中型和大型地产中。尽管实施成本翻了一番,但情景2更公平,因为恢复工作按比例分布在小型、中型和大的结果差异。内嵌的方框显示了达到不同恢复目标后每个区县的原生植被百分比(Gastaueretal.,2021)的总体恢复成本较低,因为机会成本比情景1低得多。型地产中。情景1的环境成果优于情景2,但在实现当NFR和植树造林达到平衡时,大西洋森林大规模森《大西洋森林恢复公约》或以后的恢复目标时,情景2林恢复的环境、社会和经济产出可以最大化(情景2)。的森林恢复总成本较低。为了遵守对森林恢复的承诺,应该提倡因地制宜地选择最佳的森林恢复战略,以最为履行森林恢复承诺,NFR战略(情景1)对小低的总恢复成本保证社会公平和遵守环境政策。型农村地产造成不成比例的负担。在小土地上进行更大比例的恢复工作会导致剩余单位农地的机会成本更为了促进巴西大西洋雨林的修复,巴西圣保罗高,不成比例地加重了NFR战略中的小农户的负担。州开展了创新性的人工桉树林修复试验,包括使用药此外,情景1并不针对总环境债务,而是集中在森林剂杀死桉树,以及利用多种途径恢复大西洋雨林(图覆盖率已经较高的县。然而,情景2平衡了NFR和植18)。树造林的恢复战略,以履行环境债务和实现森林恢复41/生物多样性与气候友好的森林修复路径研究报告425.生物多样性与气候友好的森林修复,应着眼于生况、现有植被状况制定切实可行的修复方案,方案必物多样性的提升、森林碳汇功能的发挥,同时还要重须要保证并促进森林正向演替的发生、发展。禁止或总结与建议点加强森林生态系统适应气候变化的韧性。森林修复限制对于天然次生林中演替后期树种和高价值树种果是一个缓慢而复杂的过程,其不仅涉及树种和群落结实或种子的任意采收销售,以保证现实林分中这类树43/生物多样性与气候友好的森林修复路径研究报告构的改变,还涉及物种多样性和生态系统服务功能的种天然更新所需的种子来源。恢复,并伴随着生态系统食物链和营养级的再组织、再调整过程。森林修复不仅是林分修复,还要考虑森5)森林修复要实行分类经营,森林分类修复要落林景观恢复,要通过森林景观恢复和多目标景观规划实到地块、维护长期缓慢的恢复进程。根据森林所处才能实现景观格局的优化配置。的生态区位、自然条件、主导功能和分类经营的要求,将其分为严格保育的公益林、多功能经营的兼用林和1)在修复目标上,要综合考虑未来气候变化的情集约经营的商品林。此外,按照森林起源、树种组成、景,构建具有气候适应性的森林生态系统。需要考虑近自然程度和经营特征,可将天然林进一步划分为原未来气候变化情景下树种分布区的位移和不同种源的始林、天然过伐林、天然次生林和退化次生林;将人适应性,对移动性低的附生或伴生物种实行辅助迁移工林进一步划分为近天然人工林、人工混交林、人工措施,充分考虑当前生境类型在未来可能状态下的转阔叶纯林和人工针叶纯林。对于不同森林类型制定不变及其时间进程,来制定适应性的森林恢复目标。同的保护和修复措施。2)在修复方法上,要选择乡土树种、积极营造多6)森林修复要实行分区施策,因林施策。不同区树种混交林,对适宜的区域开展乔灌草混合的多层次域的森林状况、地理区位、经营历史和发展方向等存森林修复。结构丰富、生物多样性高的森林能够更有在较大差异,需采取不同的修复措施,确定不同的培效地防止病虫害的发生,可以为野生动物提供更丰富育目的和利用方向,按区域定位和需求制定不同森林的栖息地环境和完整的食物链,其碳汇能力也显著高类型的修复模式与方案。于纯林。在国有重点林区,要探索有助于森林质量提升和3)在修复技术上,我国天然次生林基本以先锋树可持续经营的森林修复模式,如“栽针保阔”途径;种为主,多处于中幼龄林阶段,需要促进演替后期的要探索天然次生林成熟后(天保工程结束后)的新型长寿命树种天然更新或通过人工补植调整树种结构,森林作业法,如单株择伐、带(块)状择伐的强度、加快次生林恢复的演替进程,以提高森林生物多样性技术规程和适用对象。和应对气候变化的韧性。要选择有结实能力的目的树种促进结实,增加种子库的物种多样性和种子密度,在半干旱区要以水定绿,科学绿化;要根据具体增强天然更新能力和目的树种种群数量;对没有目的立地条件宜林则林,宜灌则灌,宜草则草,力争做到树种种源树可选的区域,要实施种质资源收集、人工林灌草结合。在华北土石山区,要强调依赖自然力,繁育与苗木培育,之后野外补植引入优质树种。对萌加强困难立地的自然修复过程。在西南喀斯特地区,生次生林,要通过自然更新或人工补植改造为实生林。要根据具体立地条件选择适宜的先锋物种,建立修复对于现有的大面积人工纯林,除集约经营的商品林外,演替系列和修复时间表,逐步改善保土保水功能,提要进行人工林近自然化改造和抚育,提高树种生物多高生物多样性和适应气候变化的韧性。样性和应对气候变化的能力。在南方集体林区,要建立集约化商品林和国家储4)森林修复过程中要充分考虑和利用自然力,为备林基地。通过集约化经营产出林产品,降低我国对此,需要全面分析各自然地理区域和不同立地条件下于天然林产品的需求压力。在热带亚热带重点生态功森林自然演替的过程和规律。除集约经营的商品林外,能区,要探索促进演替后期物种更新和食物网结构发森林修复要根据保留木或残留母树密度、自然更新状育完善的修复模式,如“框架树种”途径,对于食物44链顶端动物已经野外灭绝的区域,要考虑是否再引入税收优惠或减免政策。积极推动地方财政建立森林修参考文献或如何再引入,破解再引入过程中保证其种群持续繁复补贴制度。探索建立林业财政补贴、森林生态效益衍的难题。补偿动态调整和分级补偿机制。鼓励和引导各类经营AhmadB,WangYH,HaoJ,etal.2018.Optimizingstandstructurefortrade-offsbetweenoverstorytimber主体自觉投资投劳开展森林修复,建立中央和各级地productionandunderstoryplantdiversity:acase-studyofalarchplantationinnorthwestChina[J].Land对于生态脆弱区、水源涵养和生物多样性富集区,方财政与经营主体共同筹资的森林修复多元化、长期Degradation&Development,29(9),2998-3008.要遵循生态保护优先的理念,以尊重自然、顺应自然稳定投入机制。和保护自然为前提和发展目标,制定以自然修复为主AhmadB,WangYH,HaoJ,etal.2019.Optimizingstandstructurefortradeoffsbetweenoverstoryand的森林景观修复规划,适时、适度实施科学合理的森10)在能力建设上,在全国各主要区域建立基于understoryvegetationbiomassinalarchplantationofLiupanMountains,NorthwestChina[J].ForestEcologyand林修复措施,籍以增加植物多样性与土壤动物与微生生物多样性和气候友好的森林修复示范点,筛选各地Management,443,43-50.物多样性之间的生态耦合关系,建立生物廊道、水系区可推广的森林修复范式,建立一批基于森林生态系连通的森林景观,维持森林景观的多样性、连通性、统修复的长期定位观测研究站,对各地区森林生态系BelloFD,ValenciaE,WardD,etal.2020.Whywestillneedpermanentplotsforvegetationscience[J].Journalof完整性,提升整个区域的生态稳定性和可持续性。统修复的质量和效果开展长期监测和动态评价。积极VegetationScience,31,679-685.开展跨部门和领域的交流和合作,生物多样性与气候7)在政策制度方面,全国要分区分类制定森林修友好型的森林修复的开展需要多部门的紧密协作和多BenayasJ,MartinsA,NicolauJM,etal.2007.Abandonmentofagriculturalland:anoverviewofdriversand复规划,编制森林修复技术与管理指南。要分区制定学科知识的科学运用。consequences[J].CabReviews:PerspectivesinAgriculture,VeterinaryScience,NutritionandNaturalResources,2,森林全周期多功能经营与修复方案。对已经成熟的一205714.般性公益林,要严格执行采伐和更新方案,确保各项我们研究认为生物多样性与气候友好型的森林修法规、制度和技术方案落实到每一个修复环节。各地复应遵循8个原则:(1)确保森林修复不破坏原有的BenayasJ,NewtonAC,DiazA,etal.2009.Enhancementofbiodiversityandecosystemservicesbyecological在制定森林修复方案时,要考虑所修复森林生态系统自然生态系统,实现生物多样性的提升;(2)多方参restoration:ameta-analysis[J].Science,325,1121-1124.对未来气候变化的适应和韧性,要从山水林田湖草一与和多部门协作;(3)关注经济收益和修复成本问题;体化保护和系统修复的流域综合治理角度制定森林景(4)注重对修复本底数据的收集和对未来气候变化情BongersFrancaJ.,SchmidBernhard,BruelheideHelge,etal.2021.Functionaldiversityeffectsonproductivity观修复方案。林业主管部门在编制森林修复方案时,景的分析;(5)基于生物多样性保护的优先区域确定increasewithageinaforestbiodiversityexperiment[J],NatureEcology&Evolution,5,1594-1603.应广泛征求林业企事业单位、林农、当地居民和环保森林修复的优先区域;(6)对修复区域进行科学监测,机构等各方面的意见和建议;要让所有的利益相关方及时反馈调整;(7)修复过程中主动吸收传统生态学BullockJM,AronsonJ,NewtonAC,etal.2011.Restorationofecosystemservicesandbiodiversity:conflictsand参与到林业政策执行过程中来。知识和当地实践经验;(8)加强数据的共享和经验分享。opportunities[J].TrendsinEcologyandEvolution,26,541-9.8)创新森林修复管理体制。林业主管政府部门应自上世纪80年代以来,我国经济和社会发展取得CaoS.2008.Whylarge-scaleafforestationeffortsinChinahavefailedtosolvethedesertificationproblem[J].主要负责宏观管理和监督责任。各省市自治区需建立了巨大进步,工业化和城镇化迅速,农村居民人口急Environmentalscienceandtechnology,426:1826-31.各种专业化队伍,开展种苗生产、调剂、贮备,种质剧下降,大量偏远山村不断荒废,也给森林植被恢复资源收集、保存及良种的选、引、育、繁和审定、示范、带来了契机和挑战。今后我国森林修复应与“双碳”ChazdonRL.2008.Chanceanddeterminismintropicalforestsuccession.InW.P.Carson&S.A.Schnitzer(Eds.),推广工作;改变目前种苗生产和造林抚育任务依赖于目标和行动、乡村振兴战略、以国家公园为主体的自Tropicalforestcommunityecology[M].Wiley-Blackwell.短周期项目的经费投入及管理方式,促进造林、森林然保护地体系建设、生态红线等政策有机结合起来,抚育和森林采伐专业化公司的出现和市场机制的形成。并统一纳入实施《全国重要生态系统保护和修复重大ChokkalingamU,ZaichiZ,ChunfengW,etal.2006.LearninglessonsfromChina’sforestrehabilitationefforts:全国范围内建成独立的第三方监管体系,对种苗来源、工程总体规划(2021—2035年)》,在森林修复实践nationallevelreviewandspecialfocusonGuangdongProvince[M].CenterforInternationalForestryResearch,修复方案和修复效果进行独立客观的评估,并向社会中全面贯彻山水林田湖草沙一体化保护与系统治理和https://doi.org/10.17528/cifor/002116.公开评估报告。绿水青山就是金山银山的生态文明理念,统筹推进林草高质量发展、区域社会经济全面发展,建设人与自CzerepkoJ.2004.DevelopmentofvegetationinmanagedScotspine(PinussylvestrisL.)standsinanoak–9)在财政与金融政策上,要进一步完善中央财政然和谐共生的美丽中国。lime–hornbeamforesthabitat[J].ForestEcologyandManagement,202,119-130.林木良种、造林、森林抚育、森林生态效益补偿等林业补贴政策,逐步扩大补贴规模,提高补贴标准。完DunnRR.2004.Recoveryoffaunalcommunitiesduringtropicalforestregeneration[J].ConservationBiology,18,善和落实中央财政支农惠农政策,将森林修复相关机302-309.构列入中央财政农机购置补贴范围。落实好林业相关EngertJE,VogadoNO,FreebodyK,etal.2020.Functionaltraitrepresentationdiffersbetweenrestoration45/生物多样性与气候友好的森林修复路径研究报告plantingsandmaturetropicalrainforest[J].ForestEcologyandManagement,473,118304.EtterA,McAlpineCA,PullarD,etal.2005.Modelingtheageoftropicalmoistforestfragmentsinheavily-clearedlowlandlandscapesofColombia[J].ForestEcologyandManagement,208:249-260.FAOandUNEP.2020.TheStateoftheWorld’sForests2020.Forests,biodiversityandpeople[M].Rome.https://doi.org/10.4060/ca8642enFengY,SchmidB,LoreauM,etal.2022.Multispeciesforestplantationsoutyieldmonoculturesacrossabroadrangeofconditions[J].Science,376:865-868.FengC,WangZ,MaY,etal.2019.Increasedlitterfallcontributestocarbonandnitrogenaccumulationfollowingcessationofanthropogenicdisturbancesindegradedforests[J].ForestEcologyandManagement,432,832-839.GastauerM,MiazakiÂ,CrouzeillesR,etal.2021.Balancingnaturalforestregrowthandtreeplantingtocomplysociallyfairerwithenvironmentalpolicies[J].JournalofAppliedEcology,58,2371-2383.HallJS,AshtonM,GarenEJ,etal.2011.Theecologyandecosystemservicesofnativetrees:ImplicationsforreforestationandlandrestorationinMesoamerica[J].ForestEcologyandManagement,261,1553-1557.HäslerR.2004.NetphotosynthesisandtranspirationofPinusmontanaoneastandnorthfacingslopesatalpinetimberline[J].Oecologia,54,14-22.HectorA,PhilipsonCD,SanerP,etal.2011.TheSabahBiodiversityExperiment:along-termtestoftheroleoftreediversityinrestoringtropicalforeststructureandfunctioning[J].PhilosophicalTransactionsoftheRoyalSocietyB:BiologicalSciences,366,3303-3315.46HobbsRJandC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