生态系统保护与修复随想

唐守正

（中国科学院院士、中国林业科学研究院资源信息研究所研究员）

引 言

地球上现存的自然生态系统，包括森林、草原、荒漠、湿地、河湖水域、海洋，大多处在不同的退化阶段，需要区别对待、修复和治理。我国存在诸多的生态问题，如：人均淡水资源短缺、湖泊减少、水土流失、荒漠化、风蚀、水蚀、盐渍化、冻融化、沙尘暴、森林草地退化、生物多样性减少、环境和土壤污染等。近年来，我国大力实施生态系统保护与修复措施，“加强生态系统保护和修复”首次被写进中央和政府文件。自1987年实施三北防护林建设等生态工程以来，我国生态保护和修复成绩卓著，但同时也有许多认识上的争论以及经验教训的总结。

一、干旱和半干旱地区生态修复

（一）关于水分平衡

三北防护林工程是我国启动最早、规模最大、时间最长的一项生态建设工程，已实施了5期，准备开展第6期。我国的荒漠化地区大多属于三北防护林、黄河中上游林业建设工程区。工程初期，国内出现了一些反对和质疑意见，认为沙漠是一个陆地生态系统，不可能被消灭，土地沙化是土地退化的一个阶段，应该遵循自然规律，无为而治。这种以自然修复为主的思想在我国长期存在，同时，国外也有很多绝对自然保护主义者。还有人认为西北地区少雨，一棵树就是一个抽水机，植树造林反而会加重干旱，甚至目前在南方造林也存在类似的疑问。三北防护林建设初期确实存在一些问题，例如由于病虫害或干旱缺水部分地区出现造林失败的现象，有人以此否定整个工程建设工作。虽然存在防护林建起来但却由于缺水死掉的现象，这些大都是由于防护林周边种植小麦或水稻导致地下水紧缺而造成的。实际上树木耗水量比农业低，尤其是水作农业，因为有树覆盖的地面蒸发量少，林子产生保水功能可以抵消水分消耗。同时在半干旱草原农牧交错地区，用3%的土地营造防风林，可以平均增加15%～20%的粮食产量。也有人认为造林只是改变了小气候，降雨是由大气环流决定的，造林没有任何作用。但是植树造林可以通过减少沙尘污染，降低空气中颗粒物含量，增加了云凝结成雨的机会，增加降水，这些已经越来越多地得到事实证明。

（二）主要治理方式

工程实施初期，工作人员先是固定沙丘，然后让植被长起来，创造了很多造林方法，如：在沙漠边缘营造乔灌结合的固沙林，固定流沙；在绿洲、农牧区和重要道路两旁营造防护林；在水土流失严重的黄土高原区，营造梯田或护坡林；在比较干旱的黄土高原区采用集水条造林护土；在植被比较好的地区采用封山、封草等手段恢复植被；在祁连山、六盘山、大兴安岭西部采用人工促进森林更新；在西部城市搞绿化；等等。这些措施统称“造林工程”。

20世纪末，三北防护林工程第3期完成，美国通过陆地卫星发现新疆地区出现了大量绿地，经过现场核实是人工造林。最近Nature也开始报道，世界绿地增加，中国贡献最大。由此可见，我国造林工程的成效已得到了世界认可。通过防护林建设，新疆现在成了棉花主产地，以前很难生产的库尔勒水果现在可以大量供应，同时防护林也确保了兰京铁路的畅通。中华人民共和国成立初期，甘肃、新疆部分地区的植被覆盖率只有2%～3%，但是现在恢复到了8%，说明工程是成功的，这些都是三北防护林产生的巨大生态效益。

二、森林生态系统及其经营

三北防护林工程最重要的是造林，也是森林生态系统工程，因此所有的问题都是涉及森林的问题。我国森林质量评价有很多的指标，其中单位面积蓄积量可以作为较好的指标。世界上每公顷蓄积量超过300m³的国家有3个，西欧每公顷蓄积量大概为200m³，世界森林蓄积量平均约为120m³/hm²，中国为89.8m³/hm²（2014年统计），奥地利为360m³/hm²。由此可见，我国每公顷森林蓄积量只有世界最好森林的1/4。

（一）森林的分类（多样性）

森林生态系统具有多样性特征，我国森林按照自然地理分为9个分区、48个区，按照森林起源分为天然林和人工林，按照森林覆盖类型分有5个林纲组、23个林纲、200个林系组、460个林系，按森林演替阶段分为原始林和次生林，按森林的用途分为不同的林种，按受干扰程度分为原始林、过伐林、次生林、退化林。不同类型的森林需要不同的保护和修复方式，需要尊重自然规律，不能以偏概全，同时森林经营、森林培育也应该遵照其自然属性。

（二）森林经营概念

森林经营是林业活动的全部过程，它包括育种和育苗、林地整理、造林和更新、森林抚育和保护（田间管理），直到森林收获。美国《威斯康星森林经营指南》一书中定义："一个森林经营体系是一个植被经营计划在一个林分整个生命过程中的实施。所有森林经营体系包括3个基本成分：收获、更新、田间管理。这些是为了模拟林分的自然过程、森林的健康条件和林分树木的活力。”

（三）现代森林经营的4个重要观点

一是森林经营目的是培育稳定健康的森林生态系统，稳定健康的森林生态系统能够天然更新，有一个合理的结构，它包括树种组成、林分密度、直径和树高结构、下木和草本层结构、土层结构等等。一个现实林分可能没有达到这种结构，需要以一些人为措施作为辅助，促进森林尽快达到理想状态，这就是森林经营措施。当地的顶极群落可以为好的生态系统提供参考。二是近代森林经营的准则是模拟林分的自然过程，如竞争下木、地被、土壤、生物多样性、更新、物质与能量循环等。森林有其发展规律，通过模拟其规律让森林尽快恢复原生状态，原生状态是最好的，因为这是森林适应当地土壤的结果。三是森林经营包括林业生产的全过程，也就是全周期经营。森林经营包括整个生命过程，主要包括3个阶段：收获、更新、抚育（森林管护）。四是重视森林经营计划（规划或方案）的作用，不能将森林经营和森林计划混为一谈，林业和农业最根本的区别是面积广、生态周期长，因此需要长周期计划安排至整个森林过程，计划各个阶段的实施内容，经营计划需要多样性、科学性、实践性和法律保障性。

（四）森林经营理念的转变

森林问题的基本矛盾是森林保护和森林利用之间的矛盾。解决这个矛盾正是林学的重要任务之一。人类很早就提出"青山常在，永续利用"，已经体现出正确理解保护和利用的关系，但是几百年来这个理想并没有实现。1987年，世界环境与发展委员会提出"可持续发展"的定义。经过一系列林业国际行动，提出"森林可持续经营"，在1992年里约世界环境与发展大会上得到国际认可。林业的基本原则已经由“木材永续利用”发展为“森林可持续经营”。由“利用木材”转变为“经营森林"，其中包含着两个基本转变：一是森林转变为多功能，二是利用转变为经营。对于第一个转变，在1960年第5届世界林业大会后已经被大多数人接受，争论在于如何发挥森林的多功能（森林分工、系统经营）。第二个转变目前很少有人提及，其实这是最根本的转变，指出了发挥森林多功能的手段，指出了实现多年来提倡的“越采越多，越采越好"理想的技术路线。森林经营的目的是培育好的森林（生态系统），即森林经营的对象是森林而不是木材。因此，森林经营关注的重点在“山上”的森林而不是在"山下"的木质产品，这是现代森林经营的出发点和落脚点。

从国内经验来看，奥地利与我国吉林省同纬度，森林面积396万hm²，只有吉林省森林面积（726万hm²）的54.5%。但是奥地利坚持以森林经营为核心，其核心技术是“恒续林经营”，以保证森林连续覆盖，近十几年林木生长量年均达到1500万～1800 万m³，是吉林省近年木材生长量（约400万m³）的3.7倍，同时每公顷蓄积量由1961 年的238m³增加到约300m³，是目前吉林森林单位蓄积量（约116m³）的2.5倍。奥地利森林茂盛、生态优美、林业产业发达，真正做到了森林保护与利用双赢。

（五）以科学的理念指导森林经营

现代森林经营强调经营森林系统，森林是重要的可再生资源，加强可再生资源的培育和利用是社会发展的趋势。现代森林经营是解决森林保护与森林利用矛盾的重要途径。森林物质的收获以及发挥森林的生态功能和社会功能都是森林经营的重要产出。因此，没有森林经营也就没有林业。

三、发挥森林的多种功能

森林有三大效益：经济效益、生态效益和社会效益。如何更好地发挥森林的多种功能，需要遵循“保护、利用、科学、文明”的原则。明确保护目的，即生态系统保护的最高原则——种群动态平衡，保护需要遵循自然规律，可持续发展是最终目标。同时，需要面对森林火灾、病虫害防治、生物入侵、污染、气候变化带来的新问题。

*第十四届中国林业青年学术年会上的主旨报告

来源：中国林学会《中国林业优秀学术报告 2019》