森林生态系统经营

第十章森林生态系统经营

第一节森林生态系统经营理论

一、有关森林的基本概念

1．森林经营的基本概念

按着起源不同，可把森林分为天然林和人工林，顾名思义，天然林就是由天然更新和演替过程形成的森林，人工林就是由人工更新和培育形成的森林；而天然林又可根据其受干扰的程度的不同分成原始林、过伐林、派生林和次生林，原始林是未经过任何破坏的原生植被，次生林是原始林经受大面积反复的破坏后，在次生裸地上形成的次生植被，过伐林和派生林介于二者之间。虽然所用的词语不同，但是后三者基本属于次生林范畴，所以我们常常把后三者统称为次生林（图10-1）。

次生林

过伐林是对原始林经过不合理的采伐后残留的林分，介于原始林和次生林之间的一种类型。其林相特点是复层异龄，上层较稀疏，多为原生群落中过熟阔叶树及干形不良或多少已腐朽的针叶树，林下多具明显的更新层、演替层，原生群落中的主要树种有明显的恢复趋势，生境及林下植被基本与原始林相同。这些林分分布于原始林的外围及次生林的深处，它们恢复到原生群落的类型组有保证，而且速度也最快。对于过伐林的经营措施主要是进行林相整理，即伐去部分劣质林木（包括部分过熟、遗传品质差和严重病虫害的树木），尽快采伐利用上层的过熟木（同时具有解放更新层的作用），给目的树种及其他优良林木的生长和更新创造条件；抚育更新层和演替层，在更新不均匀或更新数量不足的地方进行目的树种的补植，从而改善林分结构、提高现有林分的质量。经过人工经营的林分，仍应保持原有复层异龄混交的结构不变，可以达到更新健康、生产力更高和多种效益的可持续利用。

派生林是在原始林区内，原生群落经人类活动和病虫害、火灾及其它自然灾害影响，使原生群落受到小面积的破坏（如小面积的采伐、开垦或火烧）退化到次生裸地，短期内经过次生演替而复生的次生群落。其组成树种多为喜光、速生的树种。由于面积不大，周围仍由原生的群落存在，整个环境的变化不大，原生群落主要树种的种源比较充足，迹地上为先锋树种所占据。这类林分稳定性低，先锋林分仅能维持一代就为原生群落的优势树种随更替，形成顶极群落。对于这类林分的经营方法是适度间伐其先锋树种，为下层的针叶树透光以及补植针叶树。

次生林与上述二者不同，它是由原始林经受大面积反复的破坏（不合理的采樵、火灾、垦殖、过渡放牧等）后，在次生裸地上经过次生演替而形成的次生群落。次生林的显著特征是经过大面积反复的破坏，引起原生群落的大面积消失，环境条件变化很大，生境旱化的趋势明显。主要由那些传播速度快、繁殖能力强、耐极端生境或者具有抗火能力的树种组成的群落；稳定性低、种间竞争激烈，演替速度较

快；树种组成丰富，种类繁多，生长速度快。但是，由于植被的发生明显变化，原生群落的主要优势树种的种源缺乏，如不进行人工诱导，在相当长时期内不可能恢复成原生群落。由于次生林无论生物成分或是环境成分仍保持着原始林的某些特征，或受其影响，具有一种恢复原生群落的内在潜力。林相改良，是利用现有林分这一内在发展潜力，借助人力的帮助，使其向着高生产力、高品质演替后期的衍生群落发展，也可称为次生林优化培育。

林业是为了持续不断地得到林产品和服务而对森林进行的科学管理（Baker，1950）。这样一个简单的定义包含了好几层意义：林业不但要提供木材和林产品，还要通过科学的规划来确保生产的稳定和持续，而且所提供的刚好就是我们今天的经济生活所必需的那些有用的产品和服务。另外“服务”不但指有形的产品，更重要的是指生态环境保证作用方面的无形产品。不过，按着这个定义来理解林业，很可能有两个弱点：极可能由于管理上的重大疏忽而不能保证生产的持续，也可能由于管理过分精细而是成本超过了“产品和服务”的价值。

随着科学技术的进步和人类生活水平的提高，林业在生态服务方面的作用越来越重要，甚至是我们经营森林和管理生态系统的最主要目标。

2. 森林经营措施的作用

经营措施的作用在于控制森林的形成、生长、组成和植被性质。要做到这一点，不论是何种森林或那里的森利，都要有一个明确的经营目的，定出预期的指标（Daniel et al., 1987）。每种经营目的都有它最适宜的林分结构，生产木材、培育野生动物和休闲娱乐等不同的经营目的，要求有不同的林分结构；也就是说，林内枯枝落叶层、草类、灌木、更新幼苗、幼树、干材树、成树木和过熟木各有多少，各占多大比例，这些都要根据具体的经营目的来确定。不但如此，每种经营木的又各有它适宜的树种混交方式和龄及分布，以及植被的垂直层次和水平组合（使分成不同的集合，还是形成统一的嵌合体）。

一般像木材生产这样的目的要求有生产效率高的森林结构，像水土保持和水源涵养这样的目的要求有高的生物多样性和稳定性，尽

管对于其他用途来说，这样的结构不一定是最适宜。当经营目的改变时，营林方案也要随之改变，因为不同的经营目的所要求的森林结构是不同的。通过经营措施来控制森林的结构，要求有完整的生物学、管理学和经济学方面的知识。这些知识又要适应一定的社会条件。所以当我们谈到所谓“好”的经营方法时，都兼有管理和社会这两方面的意义。

要掌握完整的经营学知识，必须对它的基本原理有清楚地了解，并能将这些原理应用的实践中去。基本原理带有普遍性，是实践的基础；实践则是带有地区性的，随森林植被的类型而定。要掌握森林经营的基本原理，首先必须全面了解植物与环境间的相互作用。经营工作者要控制森林的形成、生长、组成和质量，以适应一定经营目的的需要，必须考虑到森林植被的生长与所有各种物理和生物环境因子的相互作用。所以，对各种乔、灌木和草本植物的生长习性的了解是控制森林生长的基础。

森林是一种可再生的资源，也是环境保护和社会需要迫切的资

源，经营森林者也必须根据森林本身的再生特性为社会提供必要的林产品。如果我们的林业工作者不为社会生产木材，牧业不为社会生产牛奶和羊肉，矿业不生产煤炭和石油，我们的社会还能发展么？但是在一定的时期和一定的社会条件下，林业实践工作要受到很多因素的制约，比如生境质量、现存植被状况、局部小环境、有害生物；以及技术制约、政策制约、法律制约和社会压力等等，其中天然林保护工程就是需要我们不是生产而是保护。这是一个非林业工作者所无法想象的，这里只举一例来说，森林发生火灾，行政部门要求查明原因，追究责任；周边群众和社区要求赔偿损失；新闻记者要求公布于众，但是很少有人会想到林火是一种自然现象，就像天要下雨、地要刮风一样。面对这样大的压力，森林经营者是难以解释清楚的，但为了国家的利益和林业事业我们林业人必须合理地、科学地按着客观规律去经营森林。

曾经有一个新闻调查节目，内容是国家林业局多种经营方面的官员与各方面人士对话，讨论一次性筷子问题，在我的印象中，提问者

几乎是异口同声，要求停止一次性筷子的生产，他们当中有大学教授、中学教师，工人和普通市民，然而我们林业官员的回答却不能满足他们的要求，因为正常的森林经营需要一次性筷子的生产，这种做法是从我们的森林资源状况，更确切地说是从我们的经济状况、技术水平状况和社会发展状况考虑的。森林不是古典艺术品，也不是钻石，森林是一种可再生的、随时间不断发生变化的“地理现象”。科学的采取人工措施经营森林就能持续地为人类提供生产和生活所需要的产品和服务；反之，不科学的经营就会造成森林资源的枯竭和森林服务功能的下降。至于天然林保护工程，也决不能把森林当成不可实施任何人工经营的“禁区”，我们对天然林的态度是既要保护又要利用，关键是保护要有范围，经营要科学，人为活动要有度，利用要合理。

二、生态系统经营的基本理论

1. 新林业和生态系统经营

森林经营管理应该有调节森林生长的能力，以至于世世代代从森林得到资源和其他服务。随着社会进步和科技的发展，森林永续利用

概念在不断完善和演变，传统林业是以收获木材为主，现代林业强调生态系统经营。在有些地区常常看到的“山上戴帽、山腰系带、山脚穿靴”的做法就是一种生态系统经营的观念。森林资源经营管理主要有两个层次的内容：一是宏观上制定发展和保护森林资源规划与政策，对森林的无序采伐和破坏加以制约和限制；二是微观上对经营对象实施必要的经营管理技术，即微观实践。

目前有关“新林业”的概念也普遍受到重视，美国生态学家在研究森林经营时形成了新林业的概念，其目的是在保护一定面积原始林的效益时，也允许收获木材和林副产品等，缓和了保护和迅速的木材收获之间的冲突。新林业的概念可划分为两个部分：对林分经营的新方法和对景观经营的新模式，这种想法包括较长的轮伐期、部分采伐而不是皆伐，具有各种不同大小皆伐面积以保留一定数目的成熟活立木，为野生动物栖息地提供有效的空间。

2．森林生态系统的可持续经营

朴素的可持续发展的思想由来已久，在传统的农林业生产和社会

发展的实践中都有这一概念的雏形。但是作为一种科学术语，是在1980年发表的世界自然资源保护大纲（WCS）中给予系统阐述的（IUCN, 1980）。这一文件虽然主要是针对自然资源保护提出的，但其涉及的范围远远超出了单纯的自然资源的保护，而且把保护与发展看作相辅相成，不可分割的两个方面，并将自然保护置于整个社会发展的框架之下。

世界自然保护大纲改变了过去就保护论保护的做法。明确提出其目的在于把资源保护和发展很好地结合起来。这里所谈的发展是指经济发展，来满足人类的需要和改善人们的生活质量；这里所指的保护是指人类要合理地利用生物圈（生物居住及赖以生存的地球），既要使目前这一代人得到最大的持续的利益，又要保持其潜力，以满足后代的需求和愿望。大纲提出了生物资源保护的三个目标，即：（1）维持基本的生态过程和生命维持系统；

（2）保持生物遗传多样性；

（3）保证生态系统和生物物种的持续利用。

世界环境与发展委员会（WCED）于1987年向联合国提交了一份题为“我们共同的未来（Our Common Future）”又称“布仑特兰德”报告（World Commission on Environment and Development, 1987）。该报告把可持续发展思想贯穿始终，在充分考虑目前世界环境状况的同时，提出可持续发展的策略与行动。在这里可持续发展的定义与世界自然保护大纲中所提出的基本上是一致的，即“可持续发展是满足当代人需要的同时，不损害人类后代满足其自身需要的能力”。报告中提出，要实现可持续发展，必须做到：

（1）提高经济增长速度，解决贫困问题；

（2）改善增长的质量，改变破坏环境和资源为代价的发展模式；

（3）千方百计地满足人们对就业、粮食、能源、住房、水、卫生、保健的需求；

（4）把人口限制在可持续发展的水平；

（5）保护和加强资源基础；

（6）技术发展要与环境保护相适应；

（7）把环境和发展问题落实到政策、法律和政府决策之中。

总之，可持续发展不否定经济增长，该概念从一开始就强调经济与环境之间的协调发展，甚至把解决贫困问题放在第一位。在改变以破坏环境和资源为代价的增长方式的同时，不忘满足就业、提供粮食和限制人口数量问题。实现可持续发展是全人类的共同心愿，传统的发展模式已不再适应当今和未来发展的要求，人类正在寻求一条人口、经济、社会、环境和资源协调发展的途径。我们认为: 牺牲环境求得发展的做法是不可持续的发展；同时，过分强调保护环境，忽视人民财富增加的发展也不是可持续发展。因为，可持续发展是一个如何寻求发展途径的问题，如何提高经济增长的问题，以及如何发展经济不破坏环境的问题。可持续发展是一个综合的概念，在实践应用中必须还要考虑以下几方面的因素：

（1）人口、资源和环境不是平衡的，人口和资源都是在变化的，容纳量在这种情况下无法应用，我们不能用一个固定的框

架去衡量那些不断变化的空间及其相关要素；

（2）自然资源不是固定不变的，也不是事先规定的，淡水、湿地、潮汐等以前不被看作是资源源的物质现在成了重要的资源或能源；

（3）物种、生态系统和资源都是在不断地进化或者变化，无法把当代的这些资源毫无变化地转移到我们的后代，即使我们当代人不去干扰，它们也一定要受大自然的选择而发生变化的；

（4）我们无法通过简单的推理或演绎目前的趋势来解释未来几代人的需求和未来的资源价值，当代人对电、火车和计算机的需求是我们的祖辈所无法想象的，也可能是我们将来所难以预料的；

（5）可持续发展是无法度量的也是无法计算的，直至目前为止国际上还没有一个可用来度量可持续发展的计算单位；

（6）考虑系统动态、非线性、开放性、稳定性和适应性变化等方面，从方法论的观点出发，发展和可持续性这两个术语是

不协调的。

Di Castri (1995) 在《自然与资源》杂志上撰文，提出可持续发展的“椅子”模型，进一步规范可持续发展概念的内涵。他认为可以把可持续发展看成是一把椅子，其四条腿长度相等，强度相同，四条腿中的每一条都相对独立但又互相依赖，都是可持续发展的成分，如果有哪一条腿比其它短些或长些，就坐不安定，不能可持续发展。这四条腿分别是社会、经济、文化和环境。可持续发展是只有在经济、环境、社会和文化四方面都达到相对平衡的发展。

实施可持续发展战略决不能片面强调问题的某一方面，而忽视另一面的重要性。我们一方面要保护环境使生物群落免遭干扰，另一方面听起来又不很实际：没有一定的破坏我们如何建造桥梁和公路？如何生产足够的粮食充饥？如何筑堤防洪？事实上,任何一个环境问题的产生都有其显著的经济特征，环境污染的出现是人类发展机械和石油等工业的一个副产品，生态破坏是人类发展能源、交通运输等工业的副产品。如果没有这些工业的发展也可能不会出现这些环境问题，

然而，为减少环境问题而限制人类的经济发展是消极的、无所作为的观点，也是人类进步和社会繁荣的障碍。环境问题实质上是经济问题，是人类建设和发展自身文明的问题。值得我们注意的是，在被学术界和公众所普遍接受的可持续发展概念中，并没有明确表明它是一种即不破坏环境又能发展经济的模式，只是强调在利用自然资源的过程中保持代际之间的公平性，防止当代人剥夺后代人利用资源的权利。总之，可更新资源的利用要在环境容纳量的范围内, 森林资源和林地应该进行合理的经营以满足当代和后代的社会、经济、文化和精神需求。

3．森林生态系统的资本经营

现代资本主义社会的工业革命，极大地扩大了人类物质发展的可能性。直到今天它的作用仍然在继续，但地球却要为之付出极大的代价。自18世纪中期起，自然界受到的损害要比整个史前时代造成的损害还要大。在工业体系达到极高的水平，聚集和累计人工资本的成就到达巅峰之时，人类文明赖以创造经济繁荣的自然资本却正在急剧减少，而这种损失的速率与物质福利增长成比例同步增长。自然资本包

括常见的为人类所利用的资源，其中森林，尤其是天然林就是其最典型的自然资本。天然林在全世界都以一种前所未有的速度不断衰退，同时伴随着天然林的减少，其群落中存在的着真菌、植物、池塘、哺乳动物、腐质土壤、两栖动物、细菌、树木、鞭毛虫、昆虫、燕雀和蕨类植物等也受到同样的威胁。

并不是由于人类活动或者物质的供应开始限制我们的发展，而是生命本身。今天，我们的进步受到了限制，并非因为捕鱼船的数量，而是因为鱼的数量的减少：不是因为水泵的功率，而是因为地下蓄水层的耗竭；不是因为链锯的数量，而是因为天然林的消失。生命系统除了像木材、鱼类或食物一样是必不可少的资源外，他们还具有重要的提供服务的作用，而这种服务对人类的繁荣来说，远比不可再生的资源更为重要。一片天然林可提供的不仅仅是木材资源，而且可以提供蓄水和防洪服务。一种健康的环境不仅能自动地提供清洁的空气和水、降雨、海洋生产力、肥沃的土壤和蓄水区复原力，而且还能提供这样一些较少被觉察到的功能，如垃圾处理（自然的和工业的）、对

极端气候的缓冲作用和大气的更新。

人类继承了一个38亿年的自然资本储备，按着现在利用和减少的速度计算，这种储备在本世纪末将会所剩无几。自然资本论认识到人工资本的生产和使用与自然资本的维护和供应之间存在者密切的相互依存关系。资本的传统定义是以投资、工厂、和设备的形式积累财富。实际上，一种经济需要4种类型的资本来适当地运转：一是以劳动和智力，文化和组织形式出现的人力资本；二是由现金、投资和货币手段构成的金融资本；三是包括基础设施、机器、工具和工厂在内的金融资本；四是由资源、生命系统和生态系统构成的自然资本。

除了气候外，生物圈的变化范围也很广，在过去的半个世纪中，全世界已经丧失了1/4的表土层和1/3的森林覆盖。以目前的破坏速度计，在我们的寿命年限内，世界将丧失70%的珊瑚礁，而珊瑚礁里寄生着25%的海洋生物。在过去30年中，地球上1/3的资源----“自然财富”已经消耗殆尽。我们正在以每年6%的速度丧失淡水生态系统，以每年4%的速度失去海洋生态系统。

自然生态系统的丧失对我们人类的影响是深远的和难以恢复的。首先，人类从生命系统中得到的许多服务，如绿色植物生产的氧气，却找不到任何以价值计算的替代物。1991-1993年间，这一点得到了充分的证明，当时，在亚利桑那州参加耗资2亿美元进行生物圈2号（一个人造的封闭生态系统）试验的科学家们发现：生物圈2号不能够保持生活在其中的4男4女8个人的生命-支持所需要的氧气水平。而生物圈1号（地球）却每天都在为60亿人免费执行这项任务。生物圈2号失败的原因有：

1）元素化学循环平衡失调，O2减少， CO2增加；

2）种间关系失调，土壤动物，蚂蚁和蟑螂等大量繁殖，而微生物减少，引入的25种脊椎动物，由19种消失；

3）水循环失调，藻类处理污水的能力弱，饮水的净化跟不上；

4）食物短缺，种的粮食不结籽，最后饿得吃红薯根；

生物圈2号有很多教训，其中最重要的是人类目前还必须依靠

自然提供必须的生存条件，人还不能胜天。

最近的一些研究证明，从自然资本储备中直接流入社会的服务，每年至少价值36万亿美元，这一数字接近全世界的年生产总值（39万亿美元）。这就是自然资本惊人的经济价值所在，如果给予自然资本一种货币价值，并假定这种资本每年生产36万亿美元的“效益”，那么，全世界的自然资本价值大约会在400-500万亿美元之间，地球上每一个人可以分到几万美元。

4．自然资本的价值

Daily et al（2000）认为森林生态系统是资本的财产，如果经营得好，它能够生产出一系列重要的服务（vital serves），包括产品生产（如林副产品，木材）、生命支持过程（如授粉、纯净水质）、丰富人类生活条件（美术和风景）。而且，森林生态系统还有保护方面的价值（如供未来使用的遗传多样性）。不幸的是，与其他相应的资本形式比较，森林生态系统没有得到有效的保护，甚至在很多情况下，正在退化和衰竭。森林生态系统在服务方面的功能也常常是在失

去了相应的功能之后才被人们觉察到。

不过，这种现象在澳大利亚和哥斯达黎加正在发生变化，一个叫做“地球庇护所”的澳大利亚公司在2 000年5月份开始股票交易，这是世界上第一个面向公众的保护公司。这个只有2 500万美元的公司购买了9万公顷的土地，然后恢复原生植被和野生动物，从旅游、咨询和野生动物销售中赚取收入。公司说服国家对统计法的改革，从而把他们保护的森林和当地动物包括在财产当中，同时悉尼未来交易所也首先在全球领先开展生态系统服务交易，从碳债务（如植物和土壤固定和吸收碳、温室气体等）到“新的环境产品”（如清洁水和生物多样性）的债权等。当地政府也支持开展广泛的生态系统服务，并提出把森林中能够取得的木材当作“副产品”。

1997年以来，哥斯达黎加政府一直对农场主的生态系统服务支付费用：碳固定、集水区保护、生物多样性和景观美化等。每年每公顷大约支付50美元，这些资金一部分来自于化石燃料税。这种做法同时也促进了森林的保护和恢复。