第30卷 第1期 西 南 林 学 院 学 报 Vo.l30 N o.1 2010年2月 J O URNAL OF SOUT HW E ST F ORESTRY UN I VERSI TY Feb.2010
近自然森林经理计划技术体系研究
陆元昌，雷相东，洪玲霞，宁金魁，刘宪钊，孟京辉
(中国林业科学研究院，北京100091)
摘要：随着我国林业发展战略从 以木材生产为中心到 以生态环境建设为中心的转变，森林经理学需要从原有的木材永续利用为目标的体系向以森林生态系统多功能可持续经营目标的体系改革和发展，面临着调整发展目标、更新指导理论和创新计划方法的挑战。通过探讨多功能可持续森林经营的3个基本问题，提出了在森林生态系统多功能可持续经营目标指导下的近自然森林经理计划技术要素，包括群落生境分析制图、森林发展类型设计、目标树作业方法、垂直结构导向的经营周期计划模式等4个主要技术要素的基本概念；提出一种实现多功能生态林业目标的，具有理论基础完备、技术要素先进和作业实施可操作特征的新型森林经理计划模式，并分析了在我国林业生态建设和发展中应用的前景。
关键词：近自然森林经理计划；群落生境制图；森林发展类型设计；目标树林分施业体系；森林生命周期经营计划
中图分类号:S757.1 文献标识码:A 文章编号:1003-7179(2010)01-0001-05
A Prelm i i nary Study on Planni ng TechnicalM odel for
C lo to Nature ForestM anage ment
L U Yuan chang,LE I X iang dong,HONG L i n g x ia,N I N G Jin ku,i LI U X i a n zhao,MENG Ji n g hui
(Ch i n e Acade m y of Forestry,B eiji ng100091,C h i na)
Abst ract:W ith the shift o f forestry developm ent strategy fr o m ti m ber production to eco log ica l rehabilitation i n China,the disc i p line o f fo restm anage m ent is facing the challenges o f adjusti n g developm ent goals fro m successi v e ti m ber u tilizati o n to susta i n ab l e developm ent of m u ltiple pur pos o f forest ecosyste m,updating gu ide t h eo r y and m odify ing p l a nning m e t h ods.Bad on d iscussing three basic issues related to m u ltiple f u ncti o n and susta i n able for estm anage m en,t th is paper i n troduced a plann i n g techn ica lm odel figured w ith clo to nature forest m anage m ent t h eory and techn i q ues.Th is plann i n g syste m i n cl u ded4techn ica l e le m ents,wh ich are biotope m apping,forest de ve lopm ent type desi g ning,tar get tree chara
宽巷子cterized stand operation and vertica l str ucture oriented lifecycle plan n i n g.This ne w p l a nning m odel w as developed i n fra m e of clo to natural t h eo retica l foundati o n w ith advanced technical ele m ents and experienced operational characters summ arized fro m l o ng ter m forestry practice.The pro specti v e application of th is plann i n g m ode l to eco l o g ica l rehab ilitati o n and mu lti purpo f o restry developm en t i n China w as discusd.
K ey words:c l o to nature forest m anage m ent plann i n g;biotope m apping;forest deve l o pm ent type desi g n; tar get tree characterized stand operati o n;forest lifecyc le plann i n g
收稿日期:2009-08-28
基金项目：国家 十一五科技支撑项目(2006BAD03A04-03)资助；北京市科委项目(D0706001000091)资助。
第1作者：陆元昌(1957!)，男，博士，研究员，博士生导师。研究方向：森林经理及其信息技术。E ma i:l YLu@ca.f ac。
森林多功能可持续经营是当代林业的基本要求，实现这个目标的基本问题是，什么样的森林是多功能可持续的，如何实现，可以在多大的空间上实现[1]。第一个问题是关于目标的，第二个问题是关于技
术的，第三个问题是关于经营尺度的。本文针对这3个森林经营的基本问题展开讨论，提出解决问题的理论思路和实现技术。
1 多功能可持续森林经营的3个基本问题
森林经营的3个基本问题中，第一个问题的答案是明确的，近自然的森林是多功能的和可持续的[2]，可持续林业的基本目标就是实现经营条件下承载着人类收益目标和希望但又接近自然状态的 近自然森林[3]。
接近自然状态的 近自然森林是指，主要由乡土树种组成，且具有混交、复层和异龄等结构特征的森林。 近自然森林经营是以森林生态系统的稳定性、生物多样性和系统多功能和缓冲能力分析为基础，以整个森林的生命周期为时间设计单元，充分利用与森林相关的各种自然力，以目标树标记和择伐及天然更新为主要技术手段，不断优化森林结构和经营过程，以永久性林分覆盖和多功能经营为目标的、结合经济需求与生态可能的森林经营模式[4-5]。国内一些研究论述了近自然森林经营的发展历史和基本理论技术及在中国的应用问题[6-14]。介绍洛阳
本文提出的3个近自然森林经营问题的基本原则是：通过研究并尊重生物合理性原则(b i o rati o na l ization)，以保持森林经营目标的长期稳定；尽可能利用自然自动力原则(natural auto m ati o n)，以减少可能的人为干扰和经营投入；经营措施旨在促进森林的反应能力原则(forest respon pro m oti o n)，
以实现用尽可能小的经营投入来获得尽可能大的经营回报。欧洲林学界提出了更为细致的8个近自然经营的基本原则，包括确保林地生态和经济效益的同时发挥，实用技术知识和科学探索兼顾，保持森林健康、稳定和混交的状态，适地适树并保护所有本土植物、动物和其他遗传变异种，减少清林作业，保持土壤肥力，保护自然环境，维持森林产出与人口增长关系等[15-17]。
第二个问题是森林经理学科的基本问题。森林经理学是表述人类在与森林生态系统交互作用中的 调查与认识!思考与计划!实施作业!森林状态变化!监测和评价!新的认识，这样一个逻辑关系和过程的学科[18]。随着林业从 以木材生产为中心到 以生态建设为中心的转变，森林经理学需要从原有的木材永续利用为目标的体系向以森林生态系统可持续经营和恢复为目标的体系改革和发展，要从对象、目标和方法等方面进行调整，并始终保持学科理论基础的完备性、技术要素的先进性和作业实施的可操作性等特征。森林经理的计划体系应该体现出这些表达可持续多功能生态林业的基本原则，并开发相应的计划模式、作业技术和实施程序，以保证森林生态系统经营的多功能可持续目标得以实现[19]。
第三个问题是关于制定森林经理计划的经营空间尺度的。编制森林经营方案是经典森林经理学的核心任务，编案的基本单位是一个国营林场或一个林业局等这样完整的森林经营单位(一类编案单位)。但是，随着我国林权制度改革的深入，不同所有权属和不同规模的森林资产的经营问题开始出现，针对这些非公有制经营主体和规模不等的集体森林(二类编案单位)如何组织森林经营工作，用什么概念和技术把这类森林科学地经营管理起来，是我国林业管理和森林经理学界面临的新问题。经过近年来的
理论研究和实践探索，笔者认为针对经营对象的自然特征和经营目标来区分和组织经营空间是合理的方向。在按完整的森林经营单位编制经营方案时，这个基本经营空间叫做 作业级，即是基本自然特征和经营目标一致而需要采取相同经营措施的小班的集合，二类编案单位也可以按这个概念组织森林经营单元和安排各项森林经营活动。但是，按 作业级经营的技术体系中没有提出如何处理同一空间上森林自然演替的客观进程，也没有提出如何制定相应的森林经营动态目标的技术，而本文提出的群落生境调查和森林发展类型设计就是解决这2个问题的核心技术，基于 群落生境分类并按 森林发展类型组织森林经营活动的方法，是针对非公有制森林经营主体编制简明森林经营方案并落实森林经营活动的可行途径。为此，本文提出包括群落生境调查制图、森林发展类型设计、目标树作业体系和垂直结构导向的经营周期计划模式等4个核心技术要素构成的作业级层次上近自然森林经理计划的初步模式，希望对以森林生态系统多功能可持续经营为目标的森林经理学科改革和发展提供一个有益的例证。
2 近自然森林经理计划技术要素
2 1 群落生境调查与制图
群落生境调查与制图是近自然森林经理中理解
2西 南 林 学 院 学 报 第30卷
和表达一个具体的森林经营区域内自然生态条件的基本技术工具，是制定近自然森林经理计划的必备技术文件之一[20-21]。群落生境是指森林和树木赖以生长的具体地形地貌、土壤母岩、气候水文、自然植被和其他干扰因素的空间综合表达，由这些客观要素表达的群落生境决定了一个具体地域可能生长和培育的林分类型、产品种类和生产能力，是从森林经营的需要出发对立地环境的一种抽象表达。近自然经营的群落生境图是从传统的作为森林经营计划工具的立地条件分类图演化而来的，但它与原有森林经理学和森林生态学中的森林立地概念基本一致而侧重点不同，前者注重原生植物群落与综合立地因子的关系[22]，后者注重立地因子的生产力估计和评价[23]。群落生境类型就是基于生境要素分类并以建立近自然林分为目标而对群落生境做出的基本分类单元，所以，同一个群落生境类型是在空间上不一定相连但其自然性质和经营目标基本一致的森林地段。对于一个具体的地域根据不同的经营目标可对要素做出不同尺度的划分而产生不同详细程度的分类结果，并构成一个服务于不同目标的群落生境分类体系。
群落生境制图所需的野外调查基本内容包括:
(1)在G I S技术支持下准备基本的野外工作手图;
(2)在现地完成林况踏查和对坡勾绘;(3)各群落生境类型立地因子调查、植被构成调查和土壤调查等基本信息采集工作[12]。
2 2 森林发展类型设计
森林发展类型是基于群落生境类型、潜在天然森林植被及其演替进程、森林培育经济需求和技术可能等多因子而综合制定的一种目标森林培育导向模式。森林发展类型作为长期理想的森林经营目标，空间尺度上与传统森林经营方案中的 作业级类似，是介于具体林分和经营单位之间的一个自然性质、动态特征和经营目标基本一致的森林经营计划单元；具体设计时包括了森林概观、森林发展目标、树种比例、混交类型、近期经营措施等5个方面合乎逻辑的概念性规定。设计的信息需求包括所有群落生境调查和分析的数据和成果、树种特性及生长收获的参数、森林生态保护、景观游憩和产品生产的目标等方面的要求和限定。森林发展类型作为近自然森林经营的主要技术工具，是为表达在特定的群落生境、目的树种特征及森林发展进程等自然特征理解的基础上，结合自身的利益需要而设计的一种界于人工纯林和天然林之间的森林模式，核心思想是希望把自然的可能和人类的需要最优地结合在一起。
2 3 目标树林分作业体系设计
目标树林分作业体系是规定本次经理期内对当前林分执行具体作业的技术模式，主要包括目标树导向的林木分类、抚育采伐设计和促进更新设计等3个方面。设计的基本原则是在发展类型的框架内，在理解和尊重自然，充分利用林地自身更新生长的潜力，生态和经济目标兼顾的要求下做出保留木、采
伐木和林下更新幼树的标记和描述；实现在保持生态系统稳定的基础上，最大限度地降低森林经营投入，并生产尽可能多的森林产品。设计的基本依据是林木间对光、水、养分等生长要素的竞争或互助关系。
目标树抚育作业体系首先把所有林木分为用材目标树、生态目标树、干扰树和一般林木4种类型。目标树是指近自然森林中代表着主要的生态、经济和文化价值的少数优势单株林木。森林经营过程中主要以目标树为核心进行，定期确定并伐除与其形成竞争的林木个体，直到其达到目标直径后采伐利用。林木分类工作在现场进行，单株目标树要做出永久性标记；通过不断对干扰木的伐除来保持林分的最佳混交状态，实现目标树的最大生长量，保持或促进天然更新，使林分质量不断提高。这种目标树抚育作业的过程使得林分内的每株林木都有自己的功能和成熟利用时点，承担起不同的生态、社会和经济效益。具体的林木分类和作业设计方法见参考文献[3,21]。
2 4 生命周期经营计划
传统的用材林经营中，针对作业级的森林经理计划是用基于数量成熟的轮伐期为明确的经营周期指标，实现对森林生长动态进程的整体控制和经济生产计划。但是，森林在数量成熟时点的大部分质量指标并没有成熟，所以轮伐期仅仅表达了森林生态系统中人们希望的木材数量的单向发展进程，而森林经营的历史已经说明，森林作为复杂的生态系统在这个数量指标上是难于重复实现的，这也是轮伐
期林业难于实现可持续发展目标的一个根源。为此，需要重新选择有效的参考体系和技术指标。生命周期经营计划就是同时考虑森林的数量和质量指标在整个森林生长周期内的发展变化情况，以林分优势高所代表的垂直结构为依据而作出的阶段划分和相应的经营作业或收获的整体框架设计。把森林从人工造林或自然更新建群到生长发育末期这个森
3
第1期 陆元昌等：近自然森林经理计划技术体系研究
林生命周期划分为6个林分垂直层次结构类型，针对各个层次制定相应的抚育作业技术要点，从而保证抚育作业针对每一株林木、每一个阶段的生态关系和生长需要而作出，这种淡化了林分年龄并回避了轮伐期等固定时间规定而突出结构特征的经营作业计划具有提高抚育的林学效果、减少不必要的操作和提高作业经济效益的优势。
从自然和生态的角度看，森林发生和演替的进程特征表现了其自身整体发展动态的周期性规律，因此，成为近自然经营制定整体生命周期经营计划的参考体系。从方法学上看需要首先理解森林演替的概念、特征和可能的类型划分，并分析提出可观测和控制的林学技术指标，然后才能以接近自然的方式设计和实施森林经营的周期性控制和操作计划。
森林演替是指在一个地段上，一种林木被另一种林木代替进而出现一种森林被另一种森林替代的过程[24-26]。对森林演替的理解和把握可以在两个不同的水平上进行，第一个水平是在一个群落内部不同生命个体生长发展和关系变化的进程，第二个水平是同一个生境景观空间内森林群落的发生和交替变化进程[24]。实际操作中基于演替机理而指导经营活动的要点在于理解和控制第一个演替水平上的林分主要演替阶段划分、各阶段对森林经营的启示和导向作用及通过经营对森林演替进程的影响等3个方面。
对森林的演替阶段有着不同的划分[26-27]。从指导森林抚育经营的科学性和可操作性考虑，笔者认为划分为以下5个演替阶段是科学而可行的: (1)森林建群阶段，即人工林造林到郁闭或天然林先锋群落发生和更新的阶段。(2)竞争生长阶段，即所有林木个体在互利互助的竞争关系下开始高生长而导致主林层高度快速增长的阶段。(3)质量选择阶段，林木个体竞争关系转化为相互排斥为主，林木出现显著分化，优势木和被压木可以明显的识别出来，典型的耐荫(顶极)群落树种出现大量天然更新。(4)近自然森林阶段，树高差异变化表现出停止趋势，部分天然更新起源的耐荫树种个体进入主林层，林分表现出先锋树种和顶极群落树种交替(混交)的特征，直到部分林木达到目标直径的状态，这一阶段正是近自然经营的目标森林状态。
(5)恒续林阶段，当森林中的优势木满足成熟标准时(出现达到目标直径的林木)这个阶段就开始了，是主要由耐荫树种组成的顶级群落阶段，主林层树种结构相对稳定，达到目标直径的林木生长量开始下
降，部分林木死亡产生随机的林隙下天然更新大量出现。
而各个阶段的树种构成和以优势木平均高表达的林分垂直结构是整体生命周期经营计划中可描述、观测和可控制的变量，通过模仿自然干扰机制的干扰树采伐和林下补植更新是实现从林分现状到森林发展类型目标的可操作的技术指标，并根据演替参考体系和林分树种构成、层次结构和径级分布等3个控制指标来制定以林分垂直结构为标志的整体经营计划表。
3 结论与讨论
本研究初步提出了以多功能森林经营为目标的近自然森林经理计划技术体系。由4个要素构成的作业级森林经理计划集成技术，是一个具有理论基础较为完备、技术要素比较先进和作业实施可以操作等特征的参考模式，可作为森林经理学科在 多功能可持续经营和 接近自然的理论原则指导下制定新型森林经营方案的一种有益参考。
群落生境调查、分类和制图技术是涉及林学、生态学、地图学、遥感和地理信息系统等多学科的综合性科学，也是我国森林经理领域中的一个薄弱环节，但却是森林经理计划和森林景观生态规划中应用的一个基点。而针对一个具体的森林区域，从景观要素到不同的群落生境，从群落生境到不同的目标森林发展类型的设计和计划将是森林经理计划中一个涉及森林景观格局分析和规划的全新任务，对此有另文加以论述[3,28-29]。
森林发展类型作为近自然森林经营的主要工具，表达了人们在对立地环境、树种特征及森林发展进程等自然特征理解的基础上，结合自身的利益而设计的一种界于人工林和天然林之间的森林模式，一方面要表达出希望实现的理想森林模式状态，另一方面还要提出实现这一状态的必要营林措施和经营过程，核心思想是希望把自然的可能和人类的需求最优地结合在一起。但是，好的发展类型设计的技术和数据基础要求很高，目前所具有的知识和方法还是非常初步的，还需要更多的支持、合作和研究才能达到基本成熟的技术水平。
基于 群落生境分类并按 森林发展类型组织森林经营活动的方法，是参考同一空间上森林自然演替的客观进程制定相应的经营动态目标的一种科学的森林经营技术模式，是针对非公有制森林经
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营主体编制简明森林经营方案并落实森林经营活动的可行途径。
[参 考 文 献]
[1] A p l et G H,John H,O lson J T.D e fi ni ng Sustai nable
Fo restry[M].W ashing t on:Isl and P ress,1993.
[2] 陆元昌，张守攻.天然林保护工程区急需解决的技术
问题和对策[J].林业科学研究,2003,16(6):731-
738.
[3] 陆元昌,Stur m K，甘敬.近自然森林经营的理论技术及
在我国林业建设中的应用[M]//国家林业局森林资
源管理司.森林经营管理研究.北京：中国林业出版
社,2005.
[4] Stur m K.D i e N at rli chke i t z w e i er Fo rstorte s d stlich
H annovers[J].Be itr ge z u r N aturkunde N iedersachns,
1984,37(3):158-166.
[5] St u r m K.W as br i ng t d i e naturg e m e W a l dw irtschaft f r
den N aturschutz[J].NNA Ber ichte N iedersachn
N a t urge m e W a l dw irtschaft und N aturschutz,1989,2
(3):154-158.
[6] 邵青还.德国异龄混交林恒续经营的经验和技术[J].
世界林业研究,1991,4(4):8-15.
[7] 邵青还.对近自然林业理论的诠释和对我国林业建设意面是什么材料做的
的几项建议[J].世界林业研究,2003,16(6):1-5. [8] 林天喜，徐炳芳，戚继忠，等.欧洲近自然的森林经营
理论与模式[J].吉林林业科技,2003,32(1):76-78.
[9] 黄清麟.浅谈德国的 近自然森林经营[J].世界林业小老鼠吃辣椒
研究,2005,18(3):73-77.
[10] 杨学云.议我国人工林的近自然林经营[J].中南林
业调查规划,2005,24(4):7-9.
香莲丸
[11] 杜金泽，史军海.把近自然森林经营理论技术应用到
河北省林业建设中[J].河北林业科技,2005(5):24
-27.
[12] 陆元昌.近自然森林经营的理论和实践[M].北京:
科学出版社,2006.
[13] 许新桥.近自然林业理论概述[J].世界林业研究,
2006,19(1):10-14.
[14] 蔡年辉，李根前，陆元昌.云南松纯林近自然化改造
的探讨[J].西北林学院学报,2006,21(4):85-88. [15] A nony mous.N iedersaechs i sches P rogra mm zur L ang fr i s
ti g e O eko l og i schenW a l dent w ick l ung i n den Landesforsten
[M].N iedersaechsi sche Landsreg ierung,1991:1-49. [16] H fle H H.W a l dbau,N aturschutz und Betriebs w irtschaft
am Be is p i e l des N ieders chsi schen Forsta m ts Bovenden
[J].Forst und H olz,2000,55:218-220.
[17] O tt o Hans J rgen. ko l og i sche W a l d w i rtschaft i n N iedersa
chn[C]//H atzfe l dt H G. ko log ische W a l d w irtschaft
G rundlagen A s pekte Be i spiele:A l ternati ve K onzept e.H e i
de l berg:Stiftung ko l og i e&Landbau V erlag,1994,1-
259.
[18] 于政中.世界森林经理的现状及发展趋势[J].世界
林业研究,1989,2(1):29-35.
阅读时要尽可能使书本平面与视线成[19] 陆元昌，甘敬.21世纪的森林经理发展动态[J].世界
林业研究,2002,15(1):1-11.
[20] Stur m K,H anstei n U.W a l db i otopkarti erung i m Fo rsta m t
Sell ho rn N a t urschutzgeb i e t L neburg er H e i de[J].Aus
de m W a l de,1986,40:1-204.
[21] 陆元昌,S t ur m K，甘敬，等.近自然森林经营的理论体
系及在北京市中幼龄林抚育改造中的实践[J].中国
福利人造纸学报,2004,19:285-289.
[22] A nony mous.Forstliche Standortsaufnah me:Beg reff e,D eff
i n itionen,E i nteilungen,Kennzeichnungen,Erlaeuterungen
(V i erte Auflage)[M].G er many:Land w irtschaftsverlag,
M uenst er H iltrup,1980.
[23] 孟宪宇.测树学[M].北京：中国林业出版社,1996.
[24] W hittaker R H.F uncti onal aspects o f succession in de
c i duous forests[C]//W o lf gang S.Sukzess i onsfor
一团
schong.Ber i chte der Inte rnati onalen Symposien der In
ternati ona l en V ereini gung f r V eg etati onskunde.G er m a
ny:G ant ner V erlag,1975:377-405.
[25] Spurr S H,Barnes B V.F orest E co l ogy[M].N ew
Y ork:W iley&Sons i nc,1980:1-442.
[26] 李景文.森林生态学[M].北京：中国林业出版社,
1996.
[27] H orn H S.So m e cas of variety i n patte rns of condary
succession[C]//W est D C,ShugartH H,Bo tki n D B.
Forest Successi on:Concepts and A pp licati on.Ber li n&
N ew Y o rk:Spr i ng er,1981:24-35.
[28] 舒清态，陆元昌.东北过伐林区森林景观演替研究
[M]//肖兴威.森林可持续经营研究.北京：中国林
业出版社,2007.
[29] 宁金魁，陆元昌，夏兵.北京山区油松林森林发展类
型设计研究[J].林业资源管理,2008(5):57-63.
5
第1期 陆元昌等：近自然森林经理计划技术体系研究
