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“可以說，結(jié)構(gòu)化森林經(jīng)營不僅為我國，甚至為世界提出了嶄新的科學(xué)方法，在世界森林經(jīng)營理念與技術(shù)中，打出了一張"中國牌"，為有效提升我國林學(xué)在國際上的地位發(fā)揮了重要作用�！�
健康的森林，必須樹種多樣，病蟲害較少。那么，怎樣經(jīng)營森林才能使森林保持健康穩(wěn)定的狀態(tài)?
中國林業(yè)科學(xué)研究院林業(yè)研究所森林經(jīng)營首席專家惠剛盈研究員率領(lǐng)的科研團隊給出了答案——“結(jié)構(gòu)決定功能”。他們的相關(guān)研究得到了國家自然科學(xué)基金項目“基于相鄰木關(guān)系的林分空間機構(gòu)參數(shù)調(diào)查方法研究”、國家科技支撐計劃、國家林業(yè)局等方面的資助。
打好“中國牌”
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(zhì)量不高、功能不強的狀況仍很突出。現(xiàn)有森林生態(tài)功能等級為“好”的僅占13%。
2014年，習(xí)近平總書記曾批示要求：穩(wěn)步擴大森林面積，提升森林質(zhì)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。
“只有森林結(jié)構(gòu)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�！被輨傆嬖V《中國科學(xué)報》記者。
經(jīng)過10多年的研究，惠剛盈團隊首次系統(tǒng)地提出了結(jié)構(gòu)化森林經(jīng)營理論與技術(shù)。
目前，傳統(tǒng)的森林經(jīng)營主要強調(diào)的是功能，經(jīng)營效果評價采用的也是功能評價。而林業(yè)生產(chǎn)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(jīng)營出現(xiàn)問題，就將造成不可挽回的巨大損失。
而結(jié)構(gòu)化森林經(jīng)營完全不同，它用林分狀態(tài)評價森林經(jīng)營效果。通過開展結(jié)構(gòu)化森林經(jīng)營，林分狀態(tài)能在較短時間內(nèi)發(fā)生改變。通過掌握林分狀態(tài)，經(jīng)營者可及時合理地調(diào)整經(jīng)營措施，從而有效地保證經(jīng)營目標的實現(xiàn)。
“與傳統(tǒng)森林經(jīng)營相比，結(jié)構(gòu)化森林經(jīng)營應(yīng)該更為科學(xué)，且見效快�！被輨傆f。
這種結(jié)構(gòu)化森林經(jīng)營理論和技術(shù)與美國的生態(tài)系統(tǒng)管理、德國的近自然森林經(jīng)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(jīng)營效果的結(jié)構(gòu)化森林經(jīng)營同樣具有開創(chuàng)性，有關(guān)內(nèi)容被德國哥廷根大學(xué)載入了森林經(jīng)理學(xué)教材。
“可以說，結(jié)構(gòu)化森林經(jīng)營不僅為我國，甚至為世界提出了嶄新的科學(xué)方法，在世界森林經(jīng)營理念與技術(shù)中，打出了一張"中國牌"，為有效提升我國林學(xué)在國際上的地位發(fā)揮了重要作用�！被輨傆f。
三大重大突破
在森林結(jié)構(gòu)分析方法創(chuàng)新方面，惠剛盈率領(lǐng)的科研團隊系統(tǒng)地提出了基于相鄰木關(guān)系的森林空間結(jié)構(gòu)量化分析方法。
長期以來，森林結(jié)構(gòu)沒有量化，只能含糊表達。惠剛盈等通過設(shè)定角尺度、混交度、大小比數(shù)、密集度4個結(jié)構(gòu)參數(shù)，構(gòu)建林分空間結(jié)構(gòu)參數(shù)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(jié)構(gòu)描述清楚。這一突破性成果為量化表達森林空間結(jié)構(gòu)、揭示森林結(jié)構(gòu)與林木競爭、森林結(jié)構(gòu)與樹種空間多樣性的關(guān)系提供了科學(xué)方法。
在森林調(diào)查技術(shù)創(chuàng)新方面，首次提出了空間與非空間結(jié)構(gòu)信息一體化點抽樣調(diào)查與分析技術(shù)。傳統(tǒng)調(diào)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(nèi)容獲取調(diào)查數(shù)據(jù)。而點抽樣調(diào)查則破解了在山高坡陡的險峻之地無法開展標準地調(diào)查之難題。這個方法，是從林分中一個隨機點開始，走蛇形線路，每隔一定距離(調(diào)查的參照樹最近4株相鄰木不重復(fù))設(shè)立一個抽樣點。以激光判角器作為輔助設(shè)備，調(diào)查距抽樣點最近4株胸徑≥5cm的單木的空間結(jié)構(gòu)參數(shù)及其屬性。
通過隨機調(diào)查49個不重復(fù)的抽樣點，以及49個點最近的4棵樹，所得出的結(jié)構(gòu)參數(shù)和大小，可實現(xiàn)林分調(diào)查結(jié)果95%以上的準確率。這一開創(chuàng)性調(diào)查方法不僅確保了調(diào)查精度，而且也大幅降低了調(diào)查成本。經(jīng)對比，點抽樣調(diào)查3人即可完成，用工量僅為傳統(tǒng)3塊標準地調(diào)查的1/5。
在森林經(jīng)營理論與技術(shù)創(chuàng)新方面，惠剛盈等創(chuàng)造性地提出了基于空間結(jié)構(gòu)優(yōu)化森林經(jīng)營技術(shù)。
這是項目的最大研究成果，即結(jié)構(gòu)化森林經(jīng)營。經(jīng)營者可通過4個結(jié)構(gòu)參數(shù)進行數(shù)據(jù)調(diào)查，再對林分狀態(tài)特點進行分析，然后確定經(jīng)營目標，最后利用結(jié)構(gòu)參數(shù)進行結(jié)構(gòu)調(diào)整，從而培育出健康穩(wěn)定、優(yōu)質(zhì)高效的森林。
實踐成效顯著
2007年至今，結(jié)構(gòu)化森林經(jīng)營在我國東北、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(shù)不僅適用于多種森林類型，而且還可實現(xiàn)多種經(jīng)營目標。
“結(jié)構(gòu)化森林經(jīng)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(jīng)營，效果同樣顯著�！比A北林業(yè)實驗中心主任孫長忠研究員表示。
短短三年時間，華林中心結(jié)構(gòu)化森林經(jīng)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(jīng)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(jié)構(gòu)得到了有效調(diào)整，林分的自然稀疏過程加速，質(zhì)量和生產(chǎn)力均得到了很大提升。
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65萬多畝。長期的經(jīng)營實踐和研究表明，結(jié)構(gòu)化森林經(jīng)營既能準確地描述林分的狀態(tài)，確定森林經(jīng)營方向，又能夠指導(dǎo)經(jīng)營者制定有針對性的經(jīng)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(zhì)量和生產(chǎn)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，若在我國的三分之一至二分之一天然林中應(yīng)用結(jié)構(gòu)化森林經(jīng)營技術(shù)，按此推算，每年可增加森林蓄積2030萬～8540萬立方米，可多吸收二氧化碳3970萬～16704萬噸，釋放氧氣2899萬～12195萬噸，固碳1082萬～4551.5萬噸�！被輨傆f。
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