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生态系统研究与管理简报生态系统研究与管理简报 立足科学 服务决策 促进人与自然和谐发展 2008 年第 5 期（总第 19 期） 11 月 15 日印发 台湾人工林的适应性管理台湾人工林的适应性管理 金恒镳 博士(Hen-biau KING) （国际长期生态学研究网络原主席） 【编者按】2008年9月16日，国际长期生态学研究网络（ILTER） 原主席、 台湾师范大学金恒镳教授以“台湾人工林的适应性管理”为题，在“中国生态大讲堂”进行了主题演讲本次演讲介绍了台湾的一个长期综合性生态学研究项目—台湾人工林的适应性管理 台湾人工林适应性管理的理念和实践经验对我国的人工林研究具有借鉴意义 该演讲由中国科学院生态系统研究网络（CERN）综合中心举办中国科学院千烟洲红壤丘陵综合开发试验站根据讲演内容并参阅有关文献整理完成本报告 我国人工林面积很大且在不断扩大 根据第六次森林资源清查资料（1999 ~2003 年） ，我国的人工林面积已达 5326 万公顷，总蓄积量15 亿m3，居世界首位相比于天然林，人工林的自我调节和适应能力较差，对一些极端气候事件表现出很强的脆弱性，2008 年冬季南方雨雪冰冻灾害对人工林的破坏就是例证。

目前，退化人工林生态系统的管理已经成为关系林业可持续发展的重要问题 如何在维持良好生产经营的基础上，提高人工林生态系统的适应性，使其更好的发挥森林生态服务功能、造福社会，成为值得认真思考和研究的一个科学问题本报告从适应性管理的基本概念与方法入手，结合台湾人工林管理的实例，详细阐述了人工林适应性管理研究的思路和方法，这对我国的人工林研究与管理具有借鉴意义 一、生态系统适应性管理概述 1．生态系统适应性管理的概念．生态系统适应性管理的概念 适应性管理 （Adaptive Management） 是将研究纳入自然资源管理的做法；亦即整合设计、管理和监测，并系统地验证假设，达到改善与学习的目的 生态系统管理是在对生态系统组成、 结构和功能过程加以充分理解的基础上，制定适应性管理策略，以恢复或维持生态系统整体性和可持续性[1,2,3]它起源于传统的自然资源管理和利用领域，形成于 21世纪 90 年代生态系统管理要求收集被管理系统核心层次的生态学数据并监测其变化过程是在明确管理目标，确定系统边界和单元的前提下，以对生态系统的深刻理解为基础，选择适宜的尺度和等级结构，理解生态系统不确定性，进行适应性管理，同时强调部门与个人间的合作，把人类及其价值取向作为生态系统的一个成分[3]。

生态系统适应性管理是一个全新的生态系统管理模式[4]，是建立在生态学基础之上，一门学科交叉性很强的学问，作为保障森林可持续发展战略的必由之路和有效手段[5]，被欧美发达国家率先运用于森林系统管理中，且取得了很多成功案例[6,7,8,9]，这些案例对我国生态系统管理具有很好的借鉴意义 2．适应性管理的方法．适应性管理的方法 2进行适应性管理主要包括以下几个环节（见图 1），首先，要根据研究目的明确任务；第二，要根据当地生态条件，提出因地制宜的概念性模型；第三，要研究和制定管理规划，确定目标、目的和需要采取的行动；第四，要研究和制定合理的监测规划；第五步，要顺利实施管理规划与监测规划； 第六步， 是仔细分析信息并充分讨论结果；最后，利用结果去改善与学习，重复之前步骤 重复重复 利用结果去 根据当地生 态条件，提出概念性模型仔细分析信息充分讨论结果 研究管理规划（目标、 目的、行动） 实施 管理规划与 监测规划 规划规划 循环循环 系统系统 研究 监测规划 开始开始 明确任务 图 1 适应性管理的流程 3．森林生态系统适应性管理的对象．森林生态系统适应性管理的对象 森林生态系统结构复杂，相应的适应性管理的对象也很丰富，包括组成生态系统的各类植物、动物和微生物。

每一大类又可细分为许多成分，仅植被系统的管理的对象就有：地上部植株主要包括木质植物的干与枝（胸径 DBH>1cm）、草本植物和苗（DBH1cm)调查(孙义方，2005)，之后每隔 5 年调查一次 疏伐前后定期监测项目包括：人工林植被组成、结构与微环境，地上与地下生物量与养分循环，光合作用及碳固定，土壤理化性状与凋落物分解，苔藓植物和真菌种群动态学与多样性，脊椎动物与无脊椎动物种群及群聚，原生树种更新与天然林复育，土壤水、径流及土壤侵蚀，木材材质及碳存量等 5100m 100m 100m 疏伐强度为 25% 疏伐强度为 50%图 2 疏伐具体方法示意图（灰色图版为疏伐样方） 5．初步试验结果．初步试验结果 a. 疏伐前后植被调查 表 1 为疏伐前后各样区植被的基础资料 （孙义方， 2007； 邱志明，2007）可见，疏伐前三种处理间林分密度、胸径、树高、断面积和材积等基础背景值是很接近的，说明所选样区具有代表性从疏伐前后植被各项基础值的比较可以看出，疏伐 25%的处理后，林分密度、断面积和材积分别减少了 24%，29%和 25%，胸径和树高略有减少疏伐 50%的处理后，林分密度、断面积和材积分别减少了 50%，52%和 52%，胸径和树高也略有减少。

可见，疏伐强度很好的实现了试验设计的目标 表 1 疏伐前后植被调查结果 株数/ha 胸径 cm 树高 m断面积m2/ha 材积m3/ha 控制区 1057 25.5 17.2 58.0 467 25%疏伐前 1076 25.0 16.9 50.1 461 25%疏伐后 816 24.8 16.8 43.1 345 25%疏伐差 260(24%) 25.7 17.2 14.3(29%) 116(25%) 50%疏伐前 1034 25.1 17.0 55.3 447 50%疏伐后 515 24.9 16.9 26.3 212 50%疏伐差 519(50%) 25.3 17.1 28.9(52%) 235(52%) 注：表内数值为四次重复的平均值；括号内为疏伐部分所占比重 b 疏伐前后样区内微环境条件的变化 6陈明杰（2008）研究了疏伐前后不同处理样区内气温和相对湿度的变化，分别见图 3、4疏伐前 25%和 50%疏伐处理的气温和相对湿度均与对照非常接近，而疏伐后两处理的气温明显升高、相对湿度下降，且 50%疏伐处理变化的幅度明显大于 25%疏伐处理 -50%-25%疏伐作业疏伐作业温 度 差 值 T25 或50-T0(℃ )-50%-25%疏伐作业疏伐作业温 度 差 值 T25 或50-T0(℃ )图 3 疏伐前后气温的变化（2006.7-2008.7） 注：图内T0，T25和T50分别为疏伐 0%，25%和 50%时的温度。

疏伐作业疏伐作业-50%-25%对照疏伐作业疏伐作业-50%-25%对照相 对 湿 度 （ % ）疏伐作业疏伐作业-50%-25%对照疏伐作业疏伐作业-50%-25%对照相 对 湿 度 （ % ）图 4 疏伐前后相对湿度的变化（2006.7-2007.4） 7图 5 为林内林外的光合有效辐射（PAR）监测结果，林外的 PAR显著高于林内此外，持续性降雨会显著降低林内和林外 PAR 图 5 林内与林外光合有效辐射（PAR）的比较（2006.5.31~6.23） c 疏伐处理对柳杉林生物群落的影响 孙义方在疏伐 5 个月后 （2007 年 12 月） 进行了小苗调查 （表 2） 共设置了 324 个小苗样区，第一次（2008 年 4 月）共记录 1830 棵小苗能确认种类分属 27 种，其中以琉球鸡屎树的数量最多，达 298棵小苗数量排名前次四名的分别为：圆叶鸡屎树（32 棵） 、山龙眼（20 棵） 、台湾山桂花（17 棵） 、柏拉木（16 棵） 小苗主要由中海拔常见的灌木组成，完全没有柳杉的小苗，这说明密植的柳杉的自我繁殖能力较差 疏伐是否可以促进柳杉的自我更新有待后续的进一步调查研究。

表 2 疏伐 5 个月后（2007 年 12 月）小苗调查结果 处理 对照 25%疏伐 50%疏伐 平均株数/ha 161 134 189 株数范围/ha 40-390 25-310 20-410 林善雄（2008）研究了疏伐样区内的苔藓群落，结果表明，刚疏伐样区内树生苔藓减少 4~6 种，包括树干上所有细磷藓科植物(Lejeuneaceae, Cololejeunea，Lejeunea)，而地上苔藓增加 1 种—随掉落枝条的悬苔(Barbella) 汪碧涵 （2007） 调查了了实验区人工林与对照天然林的真菌群落发现天然林的大型真菌，13%为腐生菌，87%共生菌人工林大型真菌中，99%为腐生菌，1%共生菌这说明天然林更适合生长共生真8菌，而人工林腐生真菌占绝对优势 林良恭（2006）对鸟类种类调查表明，天然林和房屋内的鸟类种类显著高于人工林， 在台湾其它几个地方调查同样得出了天然林的鸟类种类显著高于人工林的结果 在 9 号样区采用自动相机记录了雄性蓝腹鹇的求偶行为但是疏伐对鸟种类的影响尚不明显，还有待进一步研究 卓逸民（2006）对蜘蛛多样性进行了研究，鉴定标本，建立信息库，鉴定形态种超过 200 种。

对跳尾目昆虫多样性也作了研究，共有8 科 39 种形态种，20844 个体，其中天然林 4044 个，人工林 16800个 四、台湾人工林适应性管理与实验案例的启示 1. 适应性管理理念对大陆人工林管理的启示适应性管理理念对大陆人工林管理的启示 大陆的植树造林史虽比台湾晚 20~30 年，但因造林速率快、范围广，目前已拥有约占世界 1/3 的人工林如何应对全球气候变化和国际碳税压力，解决人工林生物多样性降低和稳定性差，充分发挥人工林的生态、 社会和经济多重功能是海峡两岸人工林资源管理所面临的共同问题 我国的人工林主要为速生丰产林， 主要的目的是在退化的生态系统恢复过程中发展林业产业，提供所需要的林产品长期以来，我国的人工林的试验研究长期主要集中在如何提高人工纯林植被和木材生产力、对林下植被生物多样性产生的影响等方面，近年来，在全球气候变化背景下，人工林的功能及其对全球变化的响应研究有所加强，而在退化生态系统恢复过程、生态环境建设和区域社会经济的发展等方面研究较少因此，未来人工林适应性管理研究应加强以下几个方面： （1）制定长期人工林适应性管理与改造研究计划时空跨度大的试验与观测对人工林适应性管理具有重要意义。

只有通过不断地进行管理试验实践， 才能使我们更好地了解人工林生态系统的结构与功能，总结经验，制定更加合理的管理策略 （2）从多目标、多视角综合探讨人工林适应性管理应对退化生9态系统恢复、生态环境建设和区域社会经济发展的作用当前，人工林面临的问题复杂而多样， 从单一角度出发采取适应性管理不仅不能全面发挥人工林的生态系统服务功能， 甚至可能会使其它方面的问题更加突出因此，从生态、社会、经济多重角度全面分析研究，是进行人工林适应性管理的内在要求 （3）加强学科交叉与融合、部门与研究团队合作，把人类及其价值取向作为生态系统的一部分整合多领域优秀学者，明确人工林的自然资源属性， 用适应性管理的科学理念来研究和管理好人工林资源，使其发挥最大的价值 2. 台湾人工林适应性管理实例对台湾人工林适应性管理实例对 CERN 人工林试验的启示人工林试验的启示 目前，野外生态站是开展森林适应性管理研究的重要平台中国生态系统研究网络（CERN）拥有千烟洲站，会同站，鹤山站和茂县站等以人工林为研究对象的生态站 这些生态站同属亚热带或热带地区，人工林生态系统已出现了不同程度的退化，生产力普遍较低，林业在所在区域经济中所占的比重很小。

与台湾人工林相比，大陆人工林多是在 20 世纪 80 年代及以后大面积营造而成， 许多林区交通不便利，林区分散，管理难度较大所以，如何在全球气候变化和国际碳税压力下， 解决由于人工林退化而引起的生物多样性降低和森林生产力下降等问题，充分发挥人工林的社会、经济、生态。