第三章 退化森林生态系统恢复

退化森林生态系统恢复与重建的基本理论及其应用举措戴贤臣（来安县长山国有林场，安徽来安239200）摘要：退化森林生态系统的恢复与重建是现代林场管理的核心内容，具有不可估量的社会意义和现实价值。

该文阐述了退化森林生态系统恢复与重建的基本理论，并结合多年在林场的生产管理经验，介绍了退化森林生态系统恢复与重建的有效举措，以期为退化森林生态系统的恢复与重建提供参考。

关键词：退化森林生态系统；恢复与重建；生物多样性中图分类号S718.55文献标识码A文章编号1007-7731（2021）07-0063-02退化森林生态系统的恢复与重建，对于林场的可持续、健康发展起着重要的推动作用。

退化森林的科学管理目前已得到了行业各界人士的重视和关注，其对应的管理效率与管理逻辑能够进一步提升退化森林的利用价值，有效改善传统退化森林的管理理念，推动退化森林生态系统的恢复和重建。

1退化森林系统恢复和重建的基本理论1.1生态演替理论生态演替理论不仅是现代生态学体系的重要组成部分，也是当前林场管理工作的核心内容。

生态演替理论是指生态系统在不断发展的进程中，逐渐被其生态体系所替代，是整个生物群体与生物环境共同作用的成果，也是相关生物逐步发展和演变的进程，是一个动态的生态系统，受时间、环境等多重因素的共同影响发展而来。

利用生态演替理论，能够更加有效地对自然生态系统以及人工生态系统进行理解和学习，有助于退化生态系统的恢复和重建，是现代退化森林生态体系的核心基础理论。

以长山国有林场为例，对待退化森林，需要充分融合生态演替的发展理论，针对退化林区的主要问题，因地制宜采取一系列行之有效的策略，解决退化林区面临的生态问题。

例如，某退化森林由于人类活动的频繁以及大量的乱砍滥伐，导致地区森林退化严重，不仅加剧了地区水土流失问题，而且导致部分稀缺树种的灭绝。

而开展林区的重建工作，不能单纯种植林区原有的生态树种，因为这些树种对应的生态环境已经发展变化，需要结合环境的变化，改变种植的树种，从而实现林场的科学重建。

西南师范大学硕士学位论文三峡库区退化森林生态系统恢复与重建理论及技术研究——以黔江区为例姓名：何正盛申请学位级别：硕士专业：生态学指导教师：钟章成;王力2003.6.1三峡库区退化森林生态系统恢复与重建理论及技术研究＋专业：生态学指导教师：钟章成教授王力教授摘要以黔江区为例研究方向：植物生态学作者：何正盛（２０００２６７）｜／森林生态系统的退化降低了它所具有的巨大的生态系统服务价值，并成为生态环境曰趋恶化的重要原因之一。

恢复和重建退化的森林生态系统被看作是缓解生态环境危机，实现经济、社会和环境协调持续发展的根本措施之一。

退化森林生态系统的恢复和重建依赖于对有关理论的理解和认识，也依赖于对有关技术体系的研究＼夕７和应用。

）本文主要从基础理论和恢复技术（特别是植被恢复技术）两方面，并以黔／’江区为例初步探讨了退化森林生态系统的恢复和重建问题。

在前言部分，简要介绍了黔江区的自然概况和社会经济情况，指出黔江区境内气候温和、雨量充沛、植物种类繁多，是恢复和重建退化森林生态系统的有利条件，但土壤瘠薄、水土流失严重、社会经济贫困落后则增加了恢复和重建工作的难度。

接着，分析了黔江区森林退化生态系统的现状：综述了本项研究提出的背景及研究的意义。

，第二章探讨了森林生态系统的退化及其恢复和重建的理论基础。

／（１）分析了森林～生态系统退化的过程及退化森林生态系统的特征；（２）阐述了退化森林生态系统恢复和重建的目标，是要重建能兼顾生态和经济效益的新型森林生态系统；（３）简述了退化森林生态系统恢复和重建的一般操作程序；“）重点论述了恢复和重建退化森林、～生态系统应遵循的生态学、生态经济学、系统论和可持续发展的有关理论和原则。

少一７第三章结合黔江区，研究了退化森林生态系统林草培育的基本理论和技术。

／（１）根据“定向培育”和“适地适树”的原则选择树（草）种：（２）研究了林草结构的设计理论和技术，强调了营造混交林和牧草混播的有关理论和技术；（３）简述了人工造重庆市科委攻关项目（２｛）００－－６５０５）林种草的整地技术、造林种草的方法以及造林后对人工幼林的抚育管理技术；（４）研究了封山育林的封禁方式和培育技术。

第16卷第3期重庆教育学院学报V ol.16N o.3 2003年5月Journal of Chongqing C ollege of Education May.2003文章编号:1008-6390(2003)03-0059-04退化森林生态系统恢复与重建的基本理论及其应用何正盛(西南师范大学生命科学学院,重庆　400715) 摘　要:退化森林生态系统的恢复和重建工作需要接受科学理论的指导.本文论述了在恢复与重建退化森林生态系统过程中应遵循的八条基本生态学和生态经济学原理,即生态演替理论、地域性原理、生态位原理、生物多样性原理、物种共生原理、密度效应原理、限制因子理论以及三效益相统一的原理,并举例说明了它们在实践中的应用.关键词:退化森林生态系统;恢复与重建;原理;效益中图分类号:X171.4文献标识码:A近代以来,由于人口的持续增长、工业化和城市化的加速发展、人类对森林资源非持续地开发利用,导致了森林生态系统大面积消失和退化,并引发了日益严重的生态环境危机,已成为社会、经济可持续发展的严重障碍.保护和重建森林生态系统被看作是缓解环境危机,实现经济、社会、环境协调持续发展的根本措施.我国的森林生态系统退化现象十分严重,而且还在进一步加剧[1].保护我国现有的天然林生态系统以及恢复和重建我国退化森林生态系统,提高其生态服务功能,是改善我国生态环境状况的关键所在.退化生态系统的恢复和重建是一项复杂的系统生态工程,其目的在于建立具有人类和生态价值的新型持久生态系统[2].在进行退化森林生态系统恢复和重建工作时,我们需要把握和认识退化森林生态系统恢复与重建的基本理论,研究应遵循的基本原则.本文试论退化森林生态系统恢复与重建的生态学基本理论与生态经济学原理,并举例说明它们在实践工作中的应用,为我们的重建工作提供理论指导和实例借鉴.1　生态演替理论生态演替理论是退化生态系统恢复最重要的理论基础[3],生态演替按演替方向可分为顺向演替和逆向演替.生态系统的退化实质上是一个系统在超载干扰下逆向演替的动态过程[4],主要表现为生物多样性下降,生物生产力降低,系统结构和功能退化,稳定性下降以及生态效益降低.Clements F.E.的群落演替理论认为,生态演替是生物群落与环境相互作用导致生境变化的结果.生态系统的演替是渐进有序进行的,这就要求我们在进行退化森林生态系统恢复和重建过程中也要循序渐进,依据退化阶段,按照生态演替规律分步骤、分阶段地促进顺行演替,而不能急于求成,“拔苗助长”.例如,要恢复某一极端退化的裸荒地,首先应重在先锋植物的引入,在先锋植物改善土壤肥力条件并达到一定覆盖度以后,才可考虑草收稿日期:2002-09-19基金项目:重庆市科委攻关项目(2000-6505)作者简介:何正盛(1975—),男,江西彭泽人,西南师范大学生命科学学院,硕士研究生,主要从事植物生态学和恢复生态学研究.本、灌木等的引种栽培,最后才是乔木树种的加入.中科院华南植物所在小良站光板地上重建人工森林生态系统[5]是成功地运用生态演替理论进行恢复工作的一个典范.小良地区100多年以前还覆盖着茂密的森林,但由于不断增长的人类活动,原生森林早已不复存在,大面积的冲刷坡,只有局部地方才看到稀疏而丛状分布的杂草和零星分布的灌木.这类荒坡如不加以改造利用,让其自然演变已很难恢复为森林.从1959年起,研究人员在进行本底调查的基础上,采取工程措施与生物措施相结合、但以生物措施为主的综合治理方法,选用速生、耐旱、耐瘠的桉树(Eucalyptus)、松树(Pinus)和相思树(Acacia),重建先锋群落.到1972年,433hm2的荒坡都披上了绿装.接着,模拟自然林的种类成分和群落结构特点,在松、桉林先锋群落的迹地上配置多层、多种阔叶混交林.另外,我们在选择物种时,可考虑选择处于顺行演替前一阶段的某些物种,从而加速演替进程.如在南亚热带地区对马尾松疏林或其它先锋群落进行林分改造时,在其中补种锥栗(Castanopsis chinensis)、木荷(Schima Superba)、黧蒴(Castanopsis Fissa)或樟树(Cinnamomum cam2 phora)等,以促进针叶林快速顺行演替为高生态效益的针阔叶混交林,进而恢复季风常绿阔叶林[6].2　地域性原理不同的地域具有不同的生态环境背景,如气候、地貌、土壤、水文条件等,分布有本地适生的植物种,这种地域的差异性和特异性就要求们在恢复和重建退化森林生态系统时,要因地制宜,依据适地适树(草)的原则选择生态上适应的物种并合理配置.如南方丘陵山地马尾松(Pinus massomiana)、杉木(Can2 ninghamia Lanceolata)等造林树种生长良好,北方则常见有油松(Pinus tabulaeformis)、华北落叶松(Larix prl2 ncipisrupprechtii)等.但具体地段也有差别,如在山西省太岳山地区选择油松造林生长良好,而选择华北落叶松则往往后期生长不良.同时,人们可依据某种愿望而定向地引入适宜的物种.如在退化较严重的森林生态系统内,一般都伴有土壤的严重退化,在这种情况下,人们可以根据改良土壤的愿望而引入一些耐干旱、耐瘠薄的固氮植物与其它植物混交.如在金沙江干热河谷退化山地生态系统重建过程中,研究人员根据当地生态条件,在较低海拔处引种栽植新银合欢(Leacaena Leucocephala)、相思、桉树、木麻黄(Casuarina equissetifolia)、山毛豆(Tephrosia candida)等;在较高海拔处,则种植尼泊尔桤木(ALnus nepalensis)、糙皮桦(Betula utilis)、杨树(Populus)等树木,取得了良好恢复效果[7].3　生态位原理生态位是指在生态系统或群落中,一个种与其它种相关联的特定时间位置、空间位置和功能地位等.这一原理告诉我们,每种生物在生态系统中总占有一定的空间和资源.在恢复和重建退化森林生态系统时,就应考虑各物种在时间、空间(包括垂直空间和地下空间)和地下根系的的生态位分化,尽量使引用的物种在生态位上错开,因为具有相同生态位的种间,必然产生激烈的竞争排斥作用而不利于生物群落的发展和森林生态系统的稳定.在构建人工群落时,可根据各物种生态位的差异,将深根系植物与浅根系植物、阔叶植物与针叶植物、耐荫植物与喜阳植物、常绿植物与落叶植物、乔木、灌木和草本植物等进行合理的搭配,以便充分利用系统内光、热、水、气、肥等资源,促进能量的转化,提高群落生产力.当前我国农村广大地区所经营的农林复合业就科学地运用了这一原理.4　生物多样性原理生物多样性是生态系统稳定的基础[8],也会导致生态系统功能的优化[9].而在生态系统中,生物多样性又是建立在植物多样性的基础之上的[10],植物多样性会导致群落的复杂性,复杂的群落意味着更多的垂直分层,更多的水平斑块格局与更复杂的地下根系,这就可能在不同的小生境条件下拥有更多的生物体,包括昆虫、鸟类、微生物和土壤动物等.对退化森林生态系统进行恢复和重建时,应从保护和恢复生物多样性入手,引入动物和植物,尤其是一些关键种,重建植被系统及其食物链[11].我们在退耕地或荒山造林时,应特别注意避免造林物种单一化,尽量营造混交林,除应用生态位原理,极大地提高生产力之外,还有利于生物多样性的发展.众多的生物种类相互影响,相互制约,改变林内环境条件,使病原菌、害虫丧失了自下而上的适宜条件,同时招来各种天敌和益鸟,从而可以减轻或控制病虫的危害.例如,最近十几年来胶东半岛和辽东半岛松干蚧活动猖獗,大发生时可以引起油松林和赤松林大面积死亡,而在同一地带针阔叶混交林松树却生长旺盛.之所以如此,关键在于人工纯林生物结构简单,肉食性昆虫很少,松干蚧几乎没有天敌控制;而在针阔叶混交林中,阔叶树可以为松干蚧的天敌异色瓢虫、蒙古瓢虫、捕虫花蝽等提供补充食物和隐蔽场所,又可隔断害虫的传播,其抗性远远高于纯林.在森林生态系统恢复措施中,封山育林对生物多样性的恢复极为有利[12],而生物多样性的增加通常也是评价严重退化系统恢复和重建成功与否的重要指标之一.因此,对一些有水土流失的荒地、残地、疏林地,通过封山育林能恢复植被的,应尽量采取封山育林这种简便易行,又经济省事的恢复措施.同时,也可依据前面提到的生态演替原理对封育地适当进行林分改造和透光抚育,以促进其尽快顺行演替到地带性森林生态系统.5　物种共生原理一个完整的森林生态系统内生物种之间的共生关系是普遍存在的.共生可分为偏利共生和互利共生.附生植物与被附生植物是一种典型的偏利共生,如地衣、苔藓、某些蕨类以及很多高等的附生植物(如兰花)附生在树皮上,借助于被附生植物来支持自己,获取更多的光照与空间资源.在恢复和重建森林生态系统时,有意识的引入一些附生植物,对增加群落多样性,促进系统的稳定是有益的.根瘤与菌根则是互利共生的典型例子.根瘤是固氮菌与豆科植物根系的互利共生,利用这一点,在退化森林生态系统内造林恢复植被时,可利用豆科固氮树种与其它乡土树种混栽,因为豆科固氮植物有较强的固氮能力,在很贫瘠的土地上有快速生长的特点,在混栽后,能较快地改变土壤环境,一定程度上也可以促进其它树种的生长.菌根是真菌和高等植物根系的共生体,真菌从高等植物根中吸取碳水化合物和其他有机物,或利用其根系分泌物,而又供给高等植物氮素和矿物质,二者互利共生.很多菌根植物(如松树)在没有根菌时就不能正常生长或发芽,在缺乏相应真菌的土壤上造林或种植菌根植物时,可在土壤内接种真菌,或使种子事先感染真菌,便能获得显著的效果.6　密度效应原理物种的生存受制于环境,合理的密度是物种存在和发展前提.密度过大,超过了环境容纳量,个体间会由于竞争而发生自疏现象;过稀则不能充分利用环境资源,生产力低下,只有保持适当的密度才能使个体间协调共生.在重建退化森林生态系统,构建其植被系统时,应遵循密度效应原理,同时还要依据定向培育目标、立地条件、树种特性及当地的社会经济和林业生产水平等,统筹兼顾,综合论证,确定合适的造林密度.如在营造水土保持林、水源涵养林、防风固沙林等生态林时发挥其生态防护作用是我们首先考虑的目标,而木材生产等要求则在其次,因此,可适当密植,特别是灌木树种,以期能够尽快郁闭,覆盖地表,及早发挥防护作用;如果营造特用经济林,则由于主要目的是为了获得果实、种子或树液等,一般要求充足光照条件,加之特用经济林经营强度较大,栽培过程通常不考虑间伐问题,所以,造林密度应较稀.立地条件的优劣也是造林密度考虑的重要因素,优良的立地条件,林木生长较迅速,树冠发育较大,生长旺盛,造林密度应小些;反之,立地条件差,土壤干旱瘠薄,则林木生长缓慢,长势不旺,应适当加大造林密度,以缩短进入郁闭的过程,提高林木群体抵抗外界不利因素的能力.此外,依据各地的经济条件和林业经营水平,在交通不便、劳力短缺、无条件进行间伐利用的地区宜稀植,反之,密度可大些.总之,通过植树造林来恢复和重建退化森林生态系统时,要根据具体情况,综合确定最佳造林密度,以获得最佳收益.7　限制因子理论李比希最小因子定律(Liebing’s law of minimum)着重从植物的无机营养(N、P、K等)探讨限制因子;而谢福尔德耐性定律(Shelford’s Law of tolerance),则从植物对物理环境因子(光、温、水、湿等)的适应性探讨限制因子.美国著名生态学家E.P.Odum则将这两个定律结合起来形成了限制因子理论,即“一个生物或一群生物的生存和繁荣,取决于综合的环境状况.任何接近或者超过耐性限制的状况,都可说是限制状况或限制因子.”植物生长受限制因子的主导,影响植物生长的限制因子,也就是主导因子.我们在重建退化森林生态系统时,强调要认真分析立地条件,就是希望根据限制因子理论,找出限制生物生产力的主导因子.一个地区一种因子是某树种或草种的限制因子,而对另一树、草种却不一定是限制因子,因此,我们可以通过对立地因子的分析,选择适当的林草种,以改变限制因子的约束,提高生产力.北方干旱地区,水分是林草生长的主要限制因子,所选的造林树种应是耐旱的.土壤的酸碱度也会影响到许多物种的生长,如茶树、马尾松、油松、栎类、山杨等喜偏酸性土壤,茶树在土壤pH>7.0时便会逐渐死亡;板栗(Castanea mollissima)适生于pH值为4.6～7.5的土壤,当pH>7.5时便生长不良,而侧柏则喜生长在石灰性土壤上;现在广泛使用的造林树种刺槐(Robinia pseudoacacia)对水分要求严格,水淹稍久即死亡.8　三效益相统一的原理即重建的森林生态系统必须是生态效益、经济效益和社会效益三大效益协调统一的生态经济系统.生态系统退化的根源在于人类非持续地利用生存和发展所需要的资源,恢复和重建退化森林生态系统过程中,只考虑生态上的恢复和重建,而不从经济和社会的可持续发展方面考虑恢复和重建工作,是很难为人们所普遍接受的.尤其在发展中国家严重的人口压力下,生存和发展是根本的大问题.任何恢复和重建计划的实施,都必须有广大人民群众的积极参与,没有经济上的利益,就不可能调动广大群众的积极性.我国政府花了巨大人力、财力发展林业,但至1998森林覆盖率仍只有16.55%,且现存的森林生态系统多表现出自维持功能弱、结构不合理、生产力不高、功能衰退、生态经济效益较差等诸多退化症状.究其主要原因,一方面在于对自然条件认识不足,未能很好遵循生态学原理,造林方法不当以及缺乏科学的管理和有效的抚育措施;另一方面就在于未能与我国社会、经济的持续发展联系起来.从我国过去的林业生态建设的历史来看,要么注重建设水源涵养林、防风固沙林等生态防护林;要么成片建立速生丰产林、经果林、用材林等经济型植被.结果造成生态环境建设与社会、经济发展的矛盾对立,无法实现生态、经济、社会的协调持续发展.因此,恢复和重建退化森林生态系统时,必须同时考虑人们发展经济、脱贫致富的愿望和生态环境亟待改善的现实,兼顾三大效益,重建生态经济型植被.对现阶段的中国,如何在荒山荒地和陡坡退耕地上发展混农林业已成为一项重要的重建措施,混农林业在相当程度上可以缓解林业资源危机,保证农民获得一定的经济效益,激发农民参与重建的热情;同时又可以极大地提高土地利用率,维护和改善土壤理化性质,防治水土流失,保护生态环境,提高生态系统的稳定性;此外,形式各异的混农林业还可以为工业提供原料,为农村的居民提高“四料”,活跃和繁荣市场,充分利用农村劳动力资源,真正实现生态效益、经济效益和社会效益的统一.各地在进行退化森林生态系统的恢复和重建工作时,应着眼于本地实际,运用生态学与生态经济学原理和方法,积极研究和探索适合本地重建的优化模式,并与当地的经济发展和社会的文明进步结合起来.例如,重庆市黔江区在进行有关生态环境恢复与重建工作时,将其与促进特色产业的发展相结合,通过发展特色产业,逐步进行产业结构调整;与促进贫困山区和生态脆弱地区人口的局部迁移相结合;与促进小城镇发展相结合;与促进绿色产品品牌的塑造相结合,这样,就将生态重建工作与经济发展和社会进步有机结合,从而促进了区域的可持续发展.参　考　文　献[1]　刘国华,傅伯杰等.中国生态退化的主要类型、特征及分布[J].生态学报,2000,20(1):13～19.[2]　M itsch,W.J.李玉安译.生态工程,地球生命支持系统的共济者[J].世界科学,1994,(2):26～27.[3]　许木启,黄玉瑶.受损水域生态系统恢复与重建研究[J].生态学报,1998,18(5):547～558.[4]　包维楷,陈庆恒.生态系统退化的过程及其特点[J].生态学杂志,1999,18(2):36～42.[5]　余作岳.广东亚热带丘陵荒坡退化生态系统恢复及优化模式探讨[A].热带亚热带森林生态系统研究[C].1990,1～11.[6]　彭少麟.中国南亚热带退化生态系统的恢复及其生态效应[J].应用与环境生物学报,1995,(1):403～414.[7]　石培礼,李文华.中国西南退化山地生态系统的恢复—综合途径[J].Ambio,1999,28(5):390～397.[8]　T ilman,D.et al.D oes diversity beget stability?[J]Nature,1994,371:257～264.[9]　K arieva,P.Diversity begets Productivity[J].Nature,1994,368:686～689.[10]　彭少麟.南亚热带退化生态系统恢复和重建的生态学理论和应用[J].热带亚热带植物学报,1996,4(3):36～44.[11]　黄培佑.从植物群落的演替规律剖析生态环境复原与建设途径[J].新疆环境保护,1992,14(2):12～15.[12]　杨玉盛等.严重退化生态系统不同恢复和重建措施的植物多样性与地力差异研究[J].生态学报,1999,19(4):490～494.[责任编辑　陈共珏]。