1 森林可持续经营

据FAO(1999)报告, 1995年全世界森林面积(包括天然林和人工林) 3.454×10⁹ hm², 全球1/4土地面积为森林所覆盖。全世界55 %左右的森林资源在发展中国家, 45 %在发达国家。世界森林资源中只有3 %左右为人工林, 97 %为天然林。1990~1995期间, 世界森林资源净损失为5，630×10⁴ hm², 发展中国家平均每年丧失森林资源1.300×10⁷ hm², 发达国家增长1.76×10⁶ hm²。

FAO报告认为, 对于天然林的滥砍乱伐和自然保护区面积的增加以及世界范围内的林权的变化, 即私有化和分散化, 导致可供生产木材的天然林面积进一步减少, 森林采伐从原始林转向半天然林(即已遭受人为活动干扰的天然林)、人工林和森林以外的树木。资源的变化导致经营思想的变革, 长期以来, 存在于用材林、防护林和自然保护区之间的严格界限正在变得模糊不清(FAO, 1997), 森林可持续经营已经成为当前森林经营的主导思想和发展主流。

森林可持续经营的概念把森林看作具有多种经济效益和环境价值的生态系统, 在经营决策过程中具有广泛的公众参与。从这种概念出发, 森林经营的目标不仅仅是持续地生产木材和非木质林产品与提供文化娱乐服务。还必须使森林同时具有保存遗传资源、维持生物多样性和保护环境等多种其它功能(FAO, 1993a)。

各国政府和国际社会正在通过各种进程日益深入地讨论森林可持续经营的内涵, 制订相应的标准和指标体系, 建立和完善森林可持续经营认证和林产品标签制度(周国林等, 1997; Canadian Council of Forest Ministers, 1995; Seppata 1996; Veltheim 1996; FAO, 1997; 1999) ¹⁾, 对世界木材供应趋势产生重要影响。国际热带木材组织(ITTO)承诺到2000年, 其成员国出口的木材产品将产自可持续经营的森林。ITTO成员国森林面积占世界热带林资源的80 %以上, 占世界热带木材贸易的95 %以上。ITTO消费国也作出到2000年实现森林可持续经营的承诺。世界银行和世界野生动物保护基金会(WWF)以及一些非政府组织都在致力于木材和林产品认证。

1) 沈国舫.中国林业可持续发展问题探讨.面向21世纪的林业国际学术讨论会论文集, 1997。

尽管这些进程除在欧洲和北美以外的其他地区进展缓慢, 但是它代表了当前森林资源经营思想的发展主流。在1992年联合国环境与发展大会(UNCED)上通过的《21世纪议程》和《关于森林问题的原则声明》特别强调森林的生产功能应当与其防护功能、环境价值和社会效益协调一致的必要性。从这种必要性出发, 森林经营正在从传统的永续利用(Sustained yield)向可持续经营(Sustainable forest management)的原则转变, 森林经营的三维尺度使得如何看待森林的价值和如何发挥森林的功能的传统观念发生巨大变化(Harcharik, 1997)。实现森林可持续经营的关键在于保护现有天然林资源及其所蕴含的生物多样性(Biological diversity), 发展工业人工林, 从生产和保护两个方面增强和补充天然林的功能(Burley, 1996; FAO, 1997)。

勿庸置疑, 当前世界森林状况、经营趋势和木材与林产品贸易的变化, 将对人工林的发展产生重要影响。

2 人工林现状

根据FAO(1993)估测, 全球木材年消耗量1990年为3.5×10⁹ m³, 2010年将增至5.1×10⁹ m³, 并且指出, 只有营建人工林才能满足日益增长的木材需求。然而, 发展人工林既受到高度重视, 也存在许多争议(FAO, 1999)。发达国家工业人工林面积估计6.0×10⁷ hm², 发展中国家近7.0×10⁷ hm²。亚太地区工业人工林面积最大, 增长最快, 印度和中国都在2.0×10⁷ hm²以上。

在树种组成上, 阔叶树占造林面积的57 %, 针叶树占43 %。并且, 大量使用外来树种营建工业人工林已经成为日益增长的全球趋势。

由于外来树种在遗传学、生态学、经济学方面所具有的特殊性和对传统文化的影响, 外来树种人工林的可持续经营问题已经引起世界范围的普遍关注和讨论(Zobel et al., 1987; Evans, 1992; Eldridge et al., 1993; Qwino, 1993; Hughes, 1994; 王豁然等, 1995; Lamb, 1997; Reis, 1997; 王豁然, 1998)。通过林木引种和使用外来树种发展人工造林事业并取得成功的国家很多, 新西兰(辐射松)、巴西(桉树)、南非(桉树和墨西哥松)、澳大利亚(辐射松和其他热带松)等国家都是通过营建外来树种工业人工林而实现木材自给或出口的。据估计(Evans, 1992; Hughes, 1994; FAO, 1997; 1999), 在世界热带地区85 %以上工业人工林是应用外来树种营建的, 其中, 桉树(Eucalyptus spp.)占热带人工林面积的30 %, 以加勒比松(Pinus caribaea)为主的热带松树10.5 %, 相思(Acacia spp.) 12.0 %, 柚木(Techtona grandis) 7 %和石梓(Gmelina arborea)等其他树种。这些树种的人工造林在中、南美洲国家尤其成功(Reis, 1997)。我国引进800多种外来树种, 但是广泛应用于人工造林的不过20~30种(吴中伦, 1983; 王豁然等, 1994; 潘志刚等, 1994; 江泽平等, 1997)。我国现有外来树种人工用材林面积6.0×10⁶ hm², 占人工林总面积的1/4以上。

据《中国林业资源报告》(雷加富, 1996), “中国现有已成林人工林面积3.425×10⁷ hm², ……其中林分面积2.137×10⁷ hm², 占人工林面积的62.4 % ”。如果将“林分”作为商品用材林理解的话, 那末, 这一数字与FAO(1999)世界森林资源报告中的中国人工林面积相吻合。如果关于中国人工林统计数字准确的话, 那末, 中国人工林的生产力不及现有天然林生产力的一半, 远远低于世界上人工造林事业发达国家的水平, 不仅不具备替代天然林生产功能的能力, 其补偿能力也很有限。中国政府已经决定在主要林区禁止采伐天然林, 那末, 木材和其他林产品自何而来?客观地说, 中国政府在过去的半个世纪中确实致力于人工林的发展, 70年代以前建立的人工林, 即便是针叶树人工林现在也应该进入采伐期, 然而事实却非如此。可见, 中国人工林要朝向实现可持续经营的目标迈进, 路漫漫兮何其修远。

3 人工林的重要功能和主要特点

人工林(Forest plantation or planted forest)是人工营建的结构简单而经营集约的森林生态系统, 在相同生态环境和经营措施之下林分生产力显著高于天然林。一般来说, 随着经营强度的提高与不断得到遗传改良的种苗材料的应用, 亦即通过遗传材料的正确选择和营林实践艺术的日臻完美的结合, 人工林将成为森林生态系统中愈来愈重要的组成部分(Anon, 1999)。与天然林相比, 人工林具有以下主要特点:

(1) 根据市场和社会需求生产木材和特殊目的林产品, 在较短的轮伐期内达到天然林不能达到的较高的木材产量; 人工林具有很高的生产力, 天然林无法与之比拟, 高度集约经营的小面积外来树种人工林可以提供一个国家或地区所需要的大部分木材和其他林产品, 通过外来树种人工林的可持续经营能够有效地减缓天然林所承受的生产功能压力。新西兰、巴西阿拉克卢兹公司和澳大利亚“绿色三角区”发展外来树种人工林的实践已经在这方面树立了成功样板(Betorlucci et al., 1995; Nambiar, 1996; 王豁然, 1996)。(2)由于人工林在生产功能方面的补偿作用, 天然林可以更好地发挥生态环境效益、森林娱乐(Forest recreation)和生物多样性保护功能。改善人类生存环境, 立地恢复, 吸收CO 2, 创造或改变森林地理景观。(3)可以采用经过遗传改良的或者生物技术产生的遗传材料以及引种驯化的外来树种。(4)生物多样性低, 尤其遗传多样性, 大面积外来树种人工林会降低本地生物多样性, 致使人工林生态系统脆弱。(5)集约经营的速生树种人工林具有显著环境影响, 特别是营养与水分消耗。(6)人工林的发展必定为当地居民提供就业机会, 实现真正意义的参与林业(Participatory forestry)。

4 人工林的经营艺术

从某种意义上说, 人工林规划和经营是一种艺术, 林学家毕生追求的就是这种艺术的完美性。

人工林的稳定性与风险性是相互联系和相互制约的。只有维持人工林生态系统的稳定性和保持人工林长期生产力的不断提高, 减少对环境的影响, 才能实现人工林的可持续经营(盛炜彤) ¹⁾。人工林的可持续经营目标就是不间断地最大限度地追求在单位时间内单位面积上的木材或其他目的产品的最高产量。同农业一样, 很多人工林树种是作为树作物(Tree crops)来集约栽培的, 人工林最大生产力(P)的实现与持续, 主要取决于遗传材料(G)、立地环境(E)和栽培措施(S)的合理运用及其互作效应, 可以概括地表示为: P=G +E +S +G×E。

1) 盛炜彤.我国人工林长期生产力的保持与持续经营.面向21世纪的林业国际学术讨论会论文集, 1997。

外来树种常被用来在自然植被遭受反复破坏或土地严重退化地区营建高度集约经营的工业人工林, 在这些地区, 乡土树种已经不能适应生境的变化、市场的需求和人口增长的压力。关于正确选择外来树种及其人工林稳定性已经有许多论述(Zobel et al., 1987; 王豁然等, 1995; 1997; 1998)。在更多的情况下, 外来树种人工林的不稳定性是由于对外来树种的生物学缺乏足够理解, 或者不遵循林木引种驯化规律, 盲目滥用树种或种源等人为原因造成的, 与外来树种本身无关。如瑞典引种小干松(Pinus contolta)、巴西引种(Jari Project)、南非引种(墨西哥松代替湿地松)、中国沿海地区引种蓝桉等事例都说明了这一问题。

从遗传学观点出发, 由于多世代的育种选择, 尤其是外来树种, 育种群体(Breeding population)的有效群体规模(Ne)小, 因此在选择育种过程中会出现制约经济性状增益和适应性状表达的“瓶颈”效应(Bottle effectiveness) (胡新生, 1998)。每个育种周期缺乏必要的基因补充(Gene enrichment), 在自然选择和人为选择的双重压力下, 遗传多样性降低, 常常导致性状衰退, 产量下降。不过, 这种情况往往出现于几个世代的育种选择或多个轮伐期以后。这一问题, 可以通过育种和基因控制解决(Namkoong et al., 1998)。

人工林的单作(Monoculture)或单一树种与单一无性系(Monoclone)的大面积使用, 常常会导致产量下降和抗逆性降低。造成不稳定性的主要原因是忽视了基因型与环境的互作效应(G×E), 由于无性系对于环境变化的高度敏感性, 基因型与立地的互作效应(G×E)对于外来树种人工林生产力的影响尤其明显, 这一问题在我国尚未受到足够重视。巴西阿拉克卢兹公司1988年的试验结果表明, 巨尾桉同一无性系在不同土壤类型的立地上, 4年生MAI的变化范围从10~60 m³ hm^-2。同一无性系, 林分产量相差几倍之多。因此, 在林分经营中要善于利用这种互作效应。然而, 在我国目前的速生树种工业人工林经营中几乎完全忽略了这种互作效应。例如, 当前整个华南地区桉树扦插造林所使用的尾叶桉或其与巨桉的人工杂种无性系不过3~5个。有些无性系的原株(Ortet)和杂种亲本没有经过遗传测定和选择, 甚至来源不清。

人工林的稳定性在某种程度上是可以通过经营措施来实现的。许多研究结果认为(Libby, 1998; Namkoong, 1998)应用10~20个无性系足以保证遗传多样性, 造林规划时实行不同树种或不同无性系镶嵌式块状混交都可以增加稳定性。

Nambiar(1996)指出, 人工造林是经济上有所回报的可持续的土地利用方式, 但不是人们希冀的“魔术布丁”(Magic budding)。他认为, Kanowski和Saville(1992)提出不增加投入, 不加强营养和土壤管理, 而只凭经营体制的艺术即可逐年或逐个轮伐期地实现或维持人工林最大生产力的可持续状态的观点, 忽视了农业和林业生产的历史实践。许多研究表明, 人工林生产力下降是由于林地养分过度消耗引起的, 施肥和林地营养管理是桉树人工林经营中的重要措施(Schounau et al., 1989; Attiwill et al., 1996)。

澳大利亚在昆士兰东南部的一项巨桉种源试验林施肥试验结果, 说明幼林施肥是很重要的。例如, 在造林后的前3.5年内多次施肥, N 1，600 kg hm^-2, P 500 kg hm^-2, 3年生观测时施肥小区材积达到105 m³hm^-2, 而对照小区只有19 m³ hm^-2(Cromer, 1996), 但是这样大的施肥量在人工林经营实践中尚未见诸报道。在巴西, 认为桉树人工林3~4年生以后生长量之所以下降, 是因为此时大部分N已被吸收或淋溶, 追肥可使材积增长40 %~60 %。还发现, 对幼林施肥是保证下一个轮伐期萌生林维持高生长量的重要手段。一般来说, 巨桉和巨尾桉都要连续经营2~3次萌生林, 因此维护立地生产力至关重要。一项柳桉人工林施肥试验结果表明, 第一代施NPK复合肥使下一代萌生林蓄积提高8~11倍。另一项试验, 对巨桉人工林在林龄13、24、41个月时3次施NPK肥, 一种处理150 g/株, 另一种75 g/株, 在41个月时材积增加分别为80m³ hm^-2和近60 m³ hm^-2(Barros et al., 1996)。

新西兰、巴西、南非等国家的私营公司都创造了人工林可持续经营的成功经验。这些经验表明, 必须把外来树种人工林与其周围的生态系统联系起来, 看成统一的生态系统, 要看到外来树种潜在的环境与社会影响是重要的。在土地规划时, 要划分造林地与所要保留自然植被的明确界限, 根据立地选择相匹配的树种基因型, 设计合理的轮伐期和栽培措施。例如, 巴西阿拉克卢兹公司共有土地面积203，000 hm², 其中132，000 hm²营造桉树纸浆工业林, 57，000 hm²作为自然植被岛状保护区, 19，000 hm²栽培其他树种。外来树种与乡土树种混交, 外来树种人工林与天然次生林或乡土树种人工林镶嵌布局, 避免使用外来树种单一种源、家系或无性系等措施都有助于维持林地生产力, 增加生态系统的稳定性, 减少外来树种人工林的环境风险, 实现可持续经营(FAO, 1992; Reis, 1997)。外来树种人工林对于环境和生物多样性的影响, 问题既不在于外来树种本身, 也不在于相关的经营技术, 而在于采取什么样的森林经营思想和策略。

5 关于建立人工林业问题

人工林的可持续经营是一个十分复杂的问题, 同样涉及到森林可持续经营概念的3维尺度(Dimensions):环境、经济和社会尺度。由于人工林产生的巨大经济效益, 因此, 在热带地区和天然林资源过度消耗的国家, 建立工业人工林将是解决木材需求和保护遗留天然林资源的重要途径, 是21世纪人工造林发展趋势的主流。木材, 过去是, 将来仍然是森林的主要经济产品, 我们必须持续的增加木材产量及其价值(Harcharik, 1997)。美国惠好公司之所以认为今后10年充满机遇, 就是因为在过去20~30年中所营建的人工林可以提供大量的木材和纤维(Coleman, 1999)。

中国人工林经营的可持续性尚未展露端倪, 尤其是, 在遗传资源、栽培技术和管理体制方面还有许多复杂问题需要解决。表 2中的数据表明: ①中国人工林尚不具备缓解天然林木材生产压力的能力; ②中国人工林或者面积虚假不实, 或者生产力很低, 恐怕二者兼而有之。中国政府决定实施天然林保护战略, 发挥天然林生态环境价值, 然而国家建设和社会发展需要木材和其它林产品, 那末, 除进口以外, 解决问题的唯一途径便是营建高质量的人工林。但是, 根本出路在于林业经济体制的改革, 象农业那样, 在市场经济环境中实行人工林产业化经营, 建立多种所有制形式的人工林业(Forest plantation industry)。巴西、新西兰、南非、澳大利亚和美国一些私营公司的经验或许具有一种启示, 人工造林作为私营产业来经营, 可能会加快人工林森林资源实现可持续经营的进程。在过去的两年中, 林业资产的私有化(Privatization)和管理权的减政分散(Devolution and decentralization)在全球范围内加快(FAO, 1999), 这必将导致林业政策和管理方式的变化。

我国南方也已经出现私营和股份制人工林经营体制, 这或许将是林业经济体制改革的开端。笔者最近在雷州林业局考察时看到, 目前的行政管理体制已经限制了桉树无性系人工林经营技术的进一步发展。像雷州林业局这样的国有林业企业, 为什么不可以像其它国有工业企业一样实行转制经营呢?

制定鼓励和刺激人工林业形成与发展的经济政策和税制是发展人工林的关键措施, 要使投资者感到营建人工林有利可图, 利国利民。沉重的赋税是阻碍中国林业企业发展和私营者投资林业的另一限制因素。笔者在秦岭山区为世界粮食计划署的扶贫项目作项目设计时了解到, 家徒四壁的贫苦农民仍然要交纳林业特产税。

1997年美国造林16×10⁸株, 其中45 %由森林工业企业营建, 42 %由林场主和其它非工业性的私有土地所有者栽植, 其余的一小部分为联邦、州立和地方机构营建。

澳大利亚的“2020年展望”(The 2020 Vision)的目标是在20年内将人工用材林面积扩大3倍, 为实现这一目标所采取的措施值得借鉴:增加适宜的人工林用地; 实行恰当的商业刺激; 建立人工用材林栽培制度。其中最重要的, 是将树木所有权与土地所有权分开, 保证造林者的收获权(Higgins, 1999)。

英国的人工林业已经有70年的历史, 但是政府仍然视为需要扶植的年轻产业。私营造林投资者可以向政府申请无偿育林基金, 木材和其他林产品免税。这些刺激性政策无疑地加速了80年代以后人工林的发展(Kula, 1994)。