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“可以說，結構化森林經營不僅為我國，甚至為世界提出了嶄新的科學方法，在世界森林經營理念與技術中，打出了一張"中國牌"，為有效提升我國林學在國際上的地位發(fā)揮了重要作用�！�
健康的森林，必須樹種多樣，病蟲害較少。那么，怎樣經營森林才能使森林保持健康穩(wěn)定的狀態(tài)?
中國林業(yè)科學研究院林業(yè)研究所森林經營首席專家惠剛盈研究員率領的科研團隊給出了答案——“結構決定功能”。他們的相關研究得到了國家自然科學基金項目“基于相鄰木關系的林分空間機構參數(shù)調查方法研究”、國家科技支撐計劃、國家林業(yè)局等方面的資助。
打好“中國牌”
我國森林面積雖然有明顯增加，森林覆蓋率也由新中國成立初期的8.6%上升到了21.36%，但質量不高、功能不強的狀況仍很突出�，F(xiàn)有森林生態(tài)功能等級為“好”的僅占13%。
2014年，習近平總書記曾批示要求：穩(wěn)步擴大森林面積，提升森林質量，增強生態(tài)功能。這是黨中央在提出森林覆蓋率、森林蓄積量增長目標之后，首次明確提出增強森林生態(tài)功能。
“只有森林結構得到優(yōu)化，林木才能保持健康穩(wěn)定的狀態(tài)，森林功能才能得到最大限度的發(fā)揮。”惠剛盈告訴《中國科學報》記者。
經過10多年的研究，惠剛盈團隊首次系統(tǒng)地提出了結構化森林經營理論與技術。
目前，傳統(tǒng)的森林經營主要強調的是功能，經營效果評價采用的也是功能評價。而林業(yè)生產周期長、見效慢，一般需要十幾年甚至幾十年才可見效。因此一旦森林經營出現(xiàn)問題，就將造成不可挽回的巨大損失。
而結構化森林經營完全不同，它用林分狀態(tài)評價森林經營效果。通過開展結構化森林經營，林分狀態(tài)能在較短時間內發(fā)生改變。通過掌握林分狀態(tài)，經營者可及時合理地調整經營措施，從而有效地保證經營目標的實現(xiàn)。
“與傳統(tǒng)森林經營相比，結構化森林經營應該更為科學，且見效快。”惠剛盈說。
這種結構化森林經營理論和技術與美國的生態(tài)系統(tǒng)管理、德國的近自然森林經營、法國和瑞士的檢查法、加拿大的“模式林”相比，以狀態(tài)指標衡量經營效果的結構化森林經營同樣具有開創(chuàng)性，有關內容被德國哥廷根大學載入了森林經理學教材。
“可以說，結構化森林經營不僅為我國，甚至為世界提出了嶄新的科學方法，在世界森林經營理念與技術中，打出了一張"中國牌"，為有效提升我國林學在國際上的地位發(fā)揮了重要作用�！被輨傆f。
三大重大突破
在森林結構分析方法創(chuàng)新方面，惠剛盈率領的科研團隊系統(tǒng)地提出了基于相鄰木關系的森林空間結構量化分析方法。
長期以來，森林結構沒有量化，只能含糊表達�；輨傆韧ㄟ^設定角尺度、混交度、大小比數(shù)、密集度4個結構參數(shù)，構建林分空間結構參數(shù)體系，分析、測量單棵以及和它相鄰最近的4棵林木，最終將整個區(qū)域的森林結構描述清楚。這一突破性成果為量化表達森林空間結構、揭示森林結構與林木競爭、森林結構與樹種空間多樣性的關系提供了科學方法。
在森林調查技術創(chuàng)新方面，首次提出了空間與非空間結構信息一體化點抽樣調查與分析技術。傳統(tǒng)調查是以標準地法為主，即通過打樣地，測量每棵樹的胸徑、冠幅等內容獲取調查數(shù)據(jù)。而點抽樣調查則破解了在山高坡陡的險峻之地無法開展標準地調查之難題。這個方法，是從林分中一個隨機點開始，走蛇形線路，每隔一定距離(調查的參照樹最近4株相鄰木不重復)設立一個抽樣點。以激光判角器作為輔助設備，調查距抽樣點最近4株胸徑≥5cm的單木的空間結構參數(shù)及其屬性。
通過隨機調查49個不重復的抽樣點，以及49個點最近的4棵樹，所得出的結構參數(shù)和大小，可實現(xiàn)林分調查結果95%以上的準確率。這一開創(chuàng)性調查方法不僅確保了調查精度，而且也大幅降低了調查成本。經對比，點抽樣調查3人即可完成，用工量僅為傳統(tǒng)3塊標準地調查的1/5。
在森林經營理論與技術創(chuàng)新方面，惠剛盈等創(chuàng)造性地提出了基于空間結構優(yōu)化森林經營技術。
這是項目的最大研究成果，即結構化森林經營。經營者可通過4個結構參數(shù)進行數(shù)據(jù)調查，再對林分狀態(tài)特點進行分析，然后確定經營目標，最后利用結構參數(shù)進行結構調整，從而培育出健康穩(wěn)定、優(yōu)質高效的森林。
實踐成效顯著
2007年至今，結構化森林經營在我國東北、西北、西南、華北等林區(qū)開展了大面積的試驗與示范。實踐證明，其理論與技術不僅適用于多種森林類型，而且還可實現(xiàn)多種經營目標。
“結構化森林經營理論最初是針對天然林提出的，但我們針對人工水源涵養(yǎng)林進行經營，效果同樣顯著�！比A北林業(yè)實驗中心主任孫長忠研究員表示。
短短三年時間，華林中心結構化森林經營實驗示范區(qū)與一山間小道之隔的村民林地形成了鮮明的對比。經營后的林分健康狀況得到了明顯改善，林木的分布格局、樹種組成和直徑結構得到了有效調整，林分的自然稀疏過程加速，質量和生產力均得到了很大提升。
截至2014年底，項目在我國東北、西北、西南、華北等林區(qū)開展了大面積的試驗與示范。共建立89塊長期定位監(jiān)測樣地，試驗示范林面積5360畝，推廣總面積65萬多畝。長期的經營實踐和研究表明，結構化森林經營既能準確地描述林分的狀態(tài)，確定森林經營方向，又能夠指導經營者制定有針對性的經營措施，能明顯改善林分健康狀況，改善區(qū)域生態(tài)環(huán)境，提高森林質量和生產力，促進森林多效益的發(fā)揮。與對照林相比，每公頃年生長量可增加1.0～1.4立方米，年生長率可提高30%～58%。
“我國現(xiàn)有天然林1.2億公頃，若在我國的三分之一至二分之一天然林中應用結構化森林經營技術，按此推算，每年可增加森林蓄積2030萬～8540萬立方米，可多吸收二氧化碳3970萬～16704萬噸，釋放氧氣2899萬～12195萬噸，固碳1082萬～4551.5萬噸。”惠剛盈說。
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