怎樣經營森林能使森林健康穩(wěn)定？
中國林科院林業(yè)研究所森林經營首席專家惠剛盈研究員率領的科研團隊給予了很好的回答：“結構決定功能?！?
惠剛盈率領的研究團隊經過10多年的研究，首次系統(tǒng)地提出了結構化森林經營理論與技術。其技術特征為：用基于相鄰木關系的森林空間結構量化分析方法分析林分狀態(tài)，用林分自然度劃分森林經營類型，用林分經營迫切性指數確定森林經營方向，用空間結構參數指導林分結構調整，即以描述林木水平分布均勻性的角尺度調整林木空間分布格局，以反映樹種多樣性與種間隔離程度的混交度調整樹種空間隔離程度，以體現(xiàn)林木競爭態(tài)勢的大小比數調整樹種競爭關系，以表達林木擁擠程度的密集度調整林木的擁擠程度，用“一桿秤”即健康森林的結構特征實時度量經營效果。
打出森林經營“中國牌”
據有關專家介紹，我國森林面積雖然有明顯增加，森林覆蓋率也由新中國成立初期的8.6%上升到了21.36%，但質量不高、功能不強的狀況仍很突出?，F(xiàn)有森林生態(tài)功能等級為“好”的僅占13%。
2014年，習近平總書記曾批示要求：穩(wěn)步擴大森林面積，提升森林質量，增強生態(tài)功能。這是黨中央在提出森林覆蓋率、森林蓄積量增長目標之后，首次明確提出增強森林生態(tài)功能。
面對如此高的要求，作為國家級林業(yè)科研機構中國林科院科技隊伍中重要一員的惠剛盈說：“只有森林結構得到優(yōu)化，林木才能保持健康穩(wěn)定的狀態(tài)，森林功能才能得到最大限度的發(fā)揮。”
那，什么是結構化森林經營？
面對提出的問題，惠剛盈解釋道：“結構化森林經營最突出的特點在于既能準確地描述林分的狀態(tài)，又能制定有針對性的經營措施，指導經營者遵循經營方向，對林分進行結構量化調整。也就是遵循‘以樹為本、培育為主、結構優(yōu)化、生態(tài)優(yōu)先’的理念，培育健康穩(wěn)定、優(yōu)質高效的森林生態(tài)系統(tǒng)。與傳統(tǒng)森林經營相比，結構化森林經營應該說更為科學，且見效快。”
目前，傳統(tǒng)的森林經營主要強調的是功能，經營效果評價采用的也是功能評價。眾所周知，林業(yè)生產周期長、見效慢，一般需要十幾年甚至幾十年才可見效。因此一旦森林經營出現(xiàn)問題，就將造成不可挽回的巨大損失。
而結構化森林經營完全不同，它用林分狀態(tài)評價森林經營效果。通過開展結構化森林經營，林分狀態(tài)能在較短時間內發(fā)生改變。通過掌握林分狀態(tài)，經營者可及時合理地調整經營措施，從而有效地保證經營目標的實現(xiàn)。
惠剛盈等創(chuàng)新的結構化森林經營理論與技術，不僅為培育健康穩(wěn)定的森林找到了科學的方法，而且與美國的生態(tài)系統(tǒng)管理、德國的近自然森林經營、法國和瑞士的檢查法、加拿大的“模式林”相比，以狀態(tài)指標衡量經營效果的結構化森林經營同樣具有開創(chuàng)性，有關內容被德國哥廷根大學載入了森林經理學教材。
可以說，結構化森林經營不僅為我國，甚至為世界提出了嶄新的科學方法，在世界森林經營理念與技術中，打出了一張“中國牌”，為有效提升我國林學在國際上的地位發(fā)揮了重要作用。
理論與技術雙革新
“首次”、“開創(chuàng)性”、“解決世界性難題”、“領先國際水平”……這些驕人的詞匯充分體現(xiàn)了“結構化森林經營理率念與技術項目”的創(chuàng)新要點所在。
惠剛盈說：“項目主要在森林結構分析方法、森林調查技術、森林經營理論與技術三個方面取得了重大突破。”
在森林結構分析方法創(chuàng)新方面，惠剛盈率領的科研團隊系統(tǒng)地提出了基于相鄰木關系的森林空間結構量化分析方法。
長期以來，森林結構沒有量化，“林子有多密、混交程度、林木分布如何”等結構特征無法準確描述，只能含糊表達?；輨傆韧ㄟ^設定角尺度、混交度、大小比數、密集度4個結構參數，構建林分空間結構參數體系，分析、測量單棵以及和它相鄰最近的4棵林木，最終將整個區(qū)域的森林結構描述清楚。這一突破性成果為量化表達森林空間結構、揭示森林結構與林木競爭、森林結構與樹種空間多樣性的關系提供了科學方法。
在森林調查技術創(chuàng)新方面，首次提出了空間與非空間結構信息一體化點抽樣調查與分析技術。傳統(tǒng)調查是以標準地法為主，即通過打樣地，測量每棵樹的胸徑、冠幅等內容獲取調查數據。而點抽樣調查則破解了在山高坡陡的險峻之地無法開展標準地調查之難題。即從林分中一個隨機點開始，走蛇形線路，每隔一定距離（調查的參照樹最近4株相鄰木不重復）設立一個抽樣點。以激光判角器作為輔助設備，調查距抽樣點最近4株胸徑≥5cm的單木的空間結構參數及其屬性。
通過隨機調查49個不重復的抽樣點，以及49個點最近的4棵樹，所得出的結構參數和大小，可實現(xiàn)林分調查結果95%以上的準確率。這一開創(chuàng)性調查方法不僅確保了調查精度，而且也大幅降低了調查成本。經對比，點抽樣調查3人即可完成，用工量僅為傳統(tǒng)3塊標準地調查的1/5。
在森林經營理論與技術創(chuàng)新方面，惠剛盈等創(chuàng)造性地提出了基于空間結構優(yōu)化的森林經營技術。
這是項目的最大研究成果，即結構化森林經營。經營者可通過4個結構參數進行數據調查，再對林分狀態(tài)特點進行分析，然后確定經營目標，最后利用結構參數進行結構調整，從而培育出健康穩(wěn)定、優(yōu)質高效的森林。
成果鑒定專家組曾如此評價：“結構化森林經營理論與技術項目”形成了一套包括理論基礎、調查方法、狀態(tài)分析和結構調整以及經營效果評價等完整的森林經營理論與技術，對我國正在實施的天保工程、退耕還林工程和中幼林撫育提供了強有力的科技支撐。
多類實踐成效顯著
“參數眾多、專業(yè)性強，但在實際操作中卻十分簡單?！睂嵤┻^結構化森林經營的人表達了相同的感受。
自2007年至今，結構化森林經營以其扎實的理論基礎、簡單的應用操作，在我國東北、西北、西南、華北等林區(qū)開展了大面積的試驗與示范。實踐證明，其理論與技術不僅適用于多種森林類型，而且還可實現(xiàn)多種經營目標。
“結構化森林經營理論最初是針對天然林提出的，但我們針對人工水源涵養(yǎng)林進行經營，效果同樣顯著?！敝袊挚圃喝A北林業(yè)實驗中心主任孫長忠研究員表示。
僅僅短短的三年時間，華林中心結構化森林經營實驗示范區(qū)與一山間小道之隔的村民林地形成了鮮明的對比。經營后的林分健康狀況得到了明顯改善，林木的分布格局、樹種組成和直徑結構得到了有效調整，林分的自然稀疏過程加速，質量和生產力均得到了很大提升。
作為大面積推廣應用的甘肅省小隴山林業(yè)實驗局來說，其結構化森林經營成效更為突出。
2007年始，實驗局共建立了不同森林類型固定監(jiān)測樣地79塊。監(jiān)測發(fā)現(xiàn)，經營后的林分中，頂級樹種的優(yōu)勢度得以明顯提高，主要伴生樹種的競爭勢有所改善，林分空間結構和樹種組成更加合理，生物多樣性得以保持甚至有明顯提高。通過對經營林分與對照林分的對比得出，森林每公頃年生長量增加了1.4立方米以上，年生長率提高了58%。
如此顯著的成效，更加堅定了實驗局的信心，推廣應用面積逐步加大，并在生產實踐中，總結出了一套易懂、易操作的“五字一句話”口訣——“觀、測、篩、選、定，五觀五優(yōu)一審輕”，即觀樹干定健康、觀樹種定混交、觀樹冠定密度、觀周圍定分布、觀大小定優(yōu)勢；優(yōu)先采伐無培育價值的林木、優(yōu)先采伐與目標樹同種的林木、優(yōu)先采伐影響目標樹生長的林木、優(yōu)先采伐分布在目標樹一側的林木、優(yōu)先采伐達到目標直徑的林木；按照同一標準（即健康穩(wěn)定森林的普遍特征）審視作業(yè)設計，評價經營是否以輕度人為干擾方式實現(xiàn)了既定經營目標。
截至2014年底，項目在我國東北、西北、西南、華北等林區(qū)開展了大面積的試驗與示范。共建立89塊長期定位監(jiān)測樣地，試驗示范林面積5360畝，推廣總面積659000畝。長期的經營實踐和研究表明，結構化森林經營既能準確地描述林分的狀態(tài)，確定森林經營方向，又能夠指導經營者制定有針對性的經營措施，能明顯改善林分健康狀況，改善區(qū)域生態(tài)環(huán)境，提高森林質量和生產力，促進森林多效益的發(fā)揮。與對照林相比，每公頃年生長量可增加1.0～1.4立方米，年生長率可提高30%～58%。
我國現(xiàn)有天然林1.2億公頃，若在我國的1/3-1/2天然林中應用結構化森林經營技術，按此推算，每年可增加森林蓄積2030～8540萬立方米，可多吸收二氧化碳3970～16704萬噸，釋放氧氣2899～12195萬噸，固碳1082～4551.5萬噸。
扎實的理論基礎，簡單的應用操作，突出的經營成果，結構化森林經營獲得了示范推廣單位的高度評價：培育健康穩(wěn)定、優(yōu)質高效的森林并不難。從長遠的角度來看，大面積推廣應用結構化森林經營理論與技術，可解決我國森林資源可持續(xù)發(fā)展與利用之間的矛盾，提高我國森林質量，增強我國森林生態(tài)功能，有效維護我國生態(tài)安全。
惠剛盈說，實現(xiàn)人工林的分布格局、樹種混交、大小空間配置、林分擁擠程度和多樣性等因子趨于合理和不斷的優(yōu)化，促進我國人工林不斷向健康穩(wěn)定的方向發(fā)展，實現(xiàn)人工林的生態(tài)、經濟和社會效益的持續(xù)發(fā)揮，促進人工林經營向可持續(xù)經營轉變，是我們目前正在進行的科研課題。我們已經在京西側柏、油松、華北落葉松林、南方的杉木林等人工林中開始進行了結構化森林經營試驗，有待進一步總結經驗，提出適合人工林的經營規(guī)則。
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