退化天然林生态恢复技术取得创新性突破六谷子

2022-07-29

退化天然林生态恢复技术取得创新性突破

3月18日消息：在2012年度国家科学技术奖励大会上，中国林科院“天然林保护与生态恢复技术”获得了国家科技进步二等奖。

天然林约占我国森林面积的70%，是木材和非木质林产品的主要来源。天然林具有丰富的生物多样性、复杂的组成结构、较高的稳定性和强大的生态系统服务功能。然而，由于长期的过度采伐与不合理经营，导致其资源锐减、生态功能退化，引发了一系列的资源与环境问题，带来了严重的生态后果。因此，亟待采取有效的技术措施，加快其恢复速度，提高其恢复质量，保障区域生态安全和经济社会的可持续发展。

为此，自1995年始至2010年，中国林科院、中国科学院、四川省林科院、云南省林科院、东北林业大学、辽宁省森林经营研究所、贵州大学、广西师范大学等单位携手，历经15年，共同开展了“天然林保护与生态恢复技术”系列研究。

系列研究取得创新突破

由中国林科院森林生态学首席专家刘世荣率队，通过对我国典型天然林动态干扰体系、珍稀濒危树种保护技术、退化天然林分类与评价技术、退化天然林结构调整与定向恢复技术、退化天然林恢复与空间经营优化技术等研究，建立了不同类型退化天然林的生态恢复试验示范模式，解决了我国天然林保护建设中多项关键技术，显著提高了退化天然林的生态恢复速度和质量、生物多样性和稳定性，改善了区域生态环境。其研究成果获得了2012年度国家科技进步奖二等奖。

据刘世荣研究员介绍，研究团队首次在我国系统开展了天然林林隙动态和生物多样性维持机制的研究，阐明了典型天然林树冠干扰特征和不同树种交替更新的森林循环途径，揭示了林隙时空动态对调控森林群落与环境协同变化的影响机理，以及不同生活史特性的多个物种长期共存机制，提出了天然林动态干扰与生物多样性维持的理论框架，为模拟自然的天然林动态采伐和抚育更新提供了基准技术参数。创新性地提出了基于植物功能性状的生态恢复的新途径，构建了以功能群为基础的潜在植被重现和景观恢复斑块优化配置系统。创新性地将生态分类系统与现行二类、三类森林调查体系相结合，实现了计算机辅助支持的天然林资源数据准确、实时更新和信息管理；创建了天然林景观恢复与空间经营规划系统，首次研发了具有自主知识产权的森林生态土地分类系统、森林生态系统经营的决策支持系统，以及退化森林景观恢复与空间经营规划软件，为退化森林景观恢复和多目标空间经营提供了新方法，并已成功应用于我国东北和西南林区森林空间经营规划。

研究提出了花楸、银灰杨、龙牙楤木、华盖木、峨眉拟单性木兰、鸡毛松等天然林主要珍稀濒危树种的保育与扩繁技术体系。攻克了花楸种子催芽和圃地播种出苗2个技术难关，缩短了花楸种子发芽初始时间，提高了种子发芽率，其工艺方法取得了国家发明专利，建立的《花楸播种育苗技术规程》已通过相关标委会的审查，其成果获得了省部级科技进步二等奖。攻克了龙芽楤木高效种子催芽技术、干条反季节水培生产嫩芽技术和根系扩增技术。

据介绍，采用的银灰杨有性繁殖播种方法，突破了银灰杨有性繁殖的技术瓶颈，可使出苗数量达到45000株/亩，年净创值达7000元/亩。与银灰杨无繁殖技术相比，具有成本低、易操作、效益好的特点，适宜于三北地区濒危树种银灰杨的保育恢复和扩繁。

在不同地域研究推广

刘世荣研究员说，在生态最为脆弱的长江上游金沙江流域，专家们开展了严重退化天然林的植被重建技术研究，在以严重退化云南松―“地盘松”为主的林地上，栽植阔叶树种；在以阔叶为主的林地上，栽植阔叶树种或云南松；在荒山荒地上，采取针阔混交或阔叶混交植被重建模式。筛选出适宜的乡土树种有旱冬瓜、川滇桤木、麻栎、锥连栎、槲栎、滇青冈，以及马桑、车桑子、野古草等。其中，采用旱冬瓜作为生态恢复的驱动种，发挥其固氮改善土壤肥力和生长速度快的驱动效应，加速了严重退化林地的土壤功能恢复，与其它非豆科树种比较可缩短恢复时间5至10年。该技术应用效果十分显著，人工植被恢复重建5年后，物种丰富度达到10种以上，10年后严重退化生境的土壤肥力明显改善，水土流失减少了30%以上。

针对川西亚高山退化天然次生林不同演替阶段目的树种更新状况及其限制性因素，研究团队以当地老龄林为参照标准，提出了不同退化阶段天然次生林封育改造和结构调整技术，包括退化天然林封禁、封调、封造和封改等集成技术体系，加速退化天然林恢复进程，调整退化次生林结构，提高目的树种更新能力，使桦木天然次生林中云冷杉更新密度从每公顷650株提高至1500株，补植冷杉的存活率达到了85.7%，物种多样性从20%提高到了35%，特别是灌草层的总个体数和物种丰富度明显增加，从而加速了亚高山退化次生林生态演替速度，明显提高了退化天然林的稳定、健康和生产力以及水源涵养功能。

针对东北东部山区天然林次生林结构不合理和目的树种更新困难问题，专家们研发了次生林林隙调控更新和生态抚育技术。通过次生林采伐制造林隙的林冠上层抚育间伐和林冠下层透光抚育间伐，有效促进了目的树种红松的更新和生长，将东北东部低质次生林抚育改造人工诱导成异龄复层结构的阔叶红松林，调整后林分径级结构、树种组成和垂直结构得到改善，异龄混交针阔比为7红3阔或6红4阔。

在广西南亚热带林区，针对大面积人工针叶纯林健康和生态功能差的问题，提出了以丰富林分结构和促进天然更新为目标的人工林近自然化改造的技术体系。从森林经营的宏观时空尺度、林分尺度、物种尺度和林木个体尺度等4个维度确定林分特征识别量化技术指标、5个作业和实施内容，首次建立了一套完整的人工林近自然经营作业的技术体系。其中，人工针叶林定向改造与优质珍贵混交林培育技术模式——即在针叶林冠下栽种珍贵阔叶树种，套种红椎、润楠、格木、米老排、大叶栎等，保护林下灌草植被、恢复生物多样性，调整人工针叶纯林的树种结构，诱导其形成复层空间异龄混交林；在景观尺度上采用斑块状混交方式，在空间布局上采取“松戴帽，阔穿裙”方式，调整并优化森林景观的空间配置结构，即在山坡上部发展耐旱、耐瘠薄的马尾松林，在山坡下部发展乡土珍优阔叶树种，在近自然化改造过程中优先考虑优质大径材阔叶树种培育。该技术通过以优质、珍贵、大径级树种为主的群落结构调整，以及定向恢复、珍贵物种的保护与扩繁及再引入技术，解决了我国典型林区大面积人工针叶纯林近自然化改造的技术难题，并成功建立了多目标经营示范模式。

研究成果已在我国主要天然林类型9个省区成功示范并推广应用，推广面积达172275公顷，新增产值276142万元，新增利润19375万元，新增税收1514万元。获得国家发明专利4项，完成标准7项，获得黑龙江省、四川省和辽宁省科技奖励4项，培训基层科技干部和技术人员3000人。大大提高了天然林保护工程的科技含量，提高了天然林的生物多样性、稳定性、健康和生物生产力，以及退化天然林的水源涵养和水土保持的生态效益，减少了水土流失和自然灾害，明显改善了林区和大江大河流域的生态环境。

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