自1979年我國把3月12日定為植樹節(jié)以來，在幾代人的接續(xù)努力下，中國的森林面積和蓄積量已連續(xù)30多年保持雙增長，累計完成造林6800萬公頃，為全球貢獻(xiàn)了約1/4的新增綠化面積，成為全世界森林資源增長最多、最快和人工林面積最大的國家。然而，成績的背后一樣有隱憂。由于種植的樹種單一，相當(dāng)數(shù)量的人工林因外來物種入侵導(dǎo)致大面積死亡。此外，森林火災(zāi)、地力衰退等生態(tài)問題，也給人工造林帶來重重威脅。面對碳達(dá)峰、碳中和的艱巨任務(wù)，我們該如何發(fā)展森林？在種植人工林和保護天然林上，我們又該如何抉擇，能不能從森林里找到實現(xiàn)“雙碳”目標(biāo)的關(guān)鍵力量？
毀林開荒給生態(tài)造成巨大影響
人類自誕生起便依賴森林，農(nóng)耕時期尤甚，生活所需皆源于此。盡管當(dāng)時對森林有所利用，但破壞相對有限。進(jìn)入工業(yè)時代，人口激增與工業(yè)化進(jìn)程加劇了對自然資源的消耗。新中國成立初期，森林資源成為我們的重要經(jīng)濟支柱，木材作為關(guān)鍵林產(chǎn)品，對工業(yè)發(fā)展及人民生活改善起到了關(guān)鍵作用。因此，森林被視為寶貴財富，也促使眾多森林工業(yè)局得以成立，以采伐木材換取外匯，助力國家建設(shè)。后來我們意識到，森林不僅是木材來源，還是一個生態(tài)系統(tǒng)，過度利用會削弱森林的木材生產(chǎn)能力和其他生態(tài)價值。因此，現(xiàn)在我們應(yīng)避免過去的錯誤，如大面積皆伐，這會破壞森林再生能力。早期皆伐后，雖然也種植了一些森林，但為了生產(chǎn)木材而種植的經(jīng)濟樹種生態(tài)價值有限，導(dǎo)致生態(tài)危機。20世紀(jì)70年代后，我國北方沙塵暴頻發(fā)，與過度利用土地、破壞草地有關(guān)。為應(yīng)對此問題，我們實施了“三北”防護林工程，旨在構(gòu)筑綠色長城，抑制風(fēng)沙。中國是世界荒漠化程度最為嚴(yán)重的國家之一，被稱為“三北”的西北、華北、東北地區(qū)分布著我國八大沙漠、四大沙地和廣袤戈壁，沙化土地約占全國沙化土地面積的90%，是我國荒漠化防治的核心區(qū)域。40多年來，重點治理的毛烏素、科爾沁、呼倫貝爾三大沙地全部實現(xiàn)了沙化土地的逆轉(zhuǎn)，“三北”地區(qū)森林蓄積量從6.13億立方米增加至30.42億立方米。1998年我國南北方發(fā)生的大洪水給生產(chǎn)和生活帶來巨大影響，深入分析后發(fā)現(xiàn)，洪水發(fā)生的根源在于為了生產(chǎn)糧食而導(dǎo)致江河上游大量的森林被采伐和破壞，毀林開荒等導(dǎo)致水土流失嚴(yán)重。為解決此問題，1998年我們實施了天然保護林工程以保護天然林，相繼又實施了退耕還林工程，將易造成水土流失的坡耕地轉(zhuǎn)變?yōu)榱值亍?/p>
天然林保護與生物多樣性緊密相關(guān)
生態(tài)興則文明興。人類發(fā)展史與森林息息相關(guān)，森林退化會導(dǎo)致生態(tài)惡化，最終文明也將消失?，F(xiàn)在我們逐漸認(rèn)識到天然林的重要性，天然林大都在大江大河的上游，為保護人類未來必須保護天然林，這樣既可以減少水土流失、增加水源涵養(yǎng)功能，還能保護生物多樣性。生物多樣性，包括動植物和微生物的多樣性及其復(fù)雜關(guān)系，是人類生存和未來發(fā)展的基礎(chǔ)，為人類提供了無窮無盡的財富，沒有生物多樣性就沒有生態(tài)系統(tǒng)，最終也會導(dǎo)致人類的滅亡。
一方水土養(yǎng)一方人，從海南島到大興安嶺，各地森林類型各異，由不同樹種組成。特定森林的組成是長期進(jìn)化的結(jié)果，它們相互制約、相互依賴，具有完整穩(wěn)定性。理解森林的自然演替對于確定合理的森林組成結(jié)構(gòu)和類型至關(guān)重要。天然林的喪失會導(dǎo)致我們對未來造林及其結(jié)構(gòu)缺乏了解，生物多樣性一旦喪失便無法恢復(fù)，諸如許多物種的消失。人類能制造鋼鐵、工業(yè)材料，卻無法創(chuàng)造自然演替過程中的新物種。若自然生態(tài)系統(tǒng)完全被人工替代，將失去對環(huán)境變化的適應(yīng)性、抵抗力和韌性。因此，人與生態(tài)系統(tǒng)密不可分，我們對森林的經(jīng)營利用不能簡單模仿農(nóng)業(yè)系統(tǒng)，不能走傳統(tǒng)農(nóng)業(yè)農(nóng)耕作業(yè)方式。人工林經(jīng)營應(yīng)盡量減少對自然的干擾，避免過度施肥和打農(nóng)藥，以維護生態(tài)平衡和人類健康。以桉樹為例，南方大量種植雖可獲得木材，但需施肥和打農(nóng)藥，過量農(nóng)藥、化肥一旦進(jìn)入河流和地下水，就會污染水環(huán)境，甚至對人類健康構(gòu)成威脅。因此，在利用森林時必須認(rèn)知其結(jié)構(gòu)、功能演變，尊重自然承載力。我國雖國土廣大，但干旱、半干旱地區(qū)和生態(tài)脆弱區(qū)多，人口眾多且需求多樣，生態(tài)環(huán)境建設(shè)是永久話題。
單一樹種的人工造林存在什么問題
目前，我國森林面積2.31億公頃，覆蓋率24.02%，人工林面積居全球第一。中國在森林保護、植被建設(shè)和修復(fù)方面貢獻(xiàn)顯著，占全球增綠貢獻(xiàn)的25%。我國40多年的林業(yè)發(fā)展不僅造福國內(nèi)，尤其在改善北方省份環(huán)境方面成果突出，也推動了國際生態(tài)建設(shè)。
長期人工林的建設(shè)雖然取得了很大的成就，但也面臨新的問題?！澳涎萆臣忆?，北唱楊家將，東北漫山遍野落葉松”的人工純林一統(tǒng)天下格局，帶來了一些地力衰退、森林病蟲害加劇、適應(yīng)生態(tài)環(huán)境變化的能力變差等新的挑戰(zhàn)。我國大面積國土綠化現(xiàn)在多是單一樹種為主，南北方加一起10個樹種就占了整個人工林樹種近70%，從多樣性的角度來看，具有對環(huán)境變化抵抗能力低和生態(tài)服務(wù)功能差的弱點。比如，松材線蟲1982年從美國傳到中國，最初是在江蘇南京發(fā)現(xiàn)，由松材線蟲引起的松材線蟲病是具有毀滅性的森林病害，被稱為“松樹的癌癥”。因為沒有天敵和本土松樹無法抵抗它，再加上我們造的是大面積人工針葉純林，感染上這個病之后，就會易于大面積死亡。這樣，既枉費了大量的人力物力，也會導(dǎo)致我們的木材、松脂生產(chǎn)出現(xiàn)問題，還會影響森林的水源涵養(yǎng)調(diào)控能力。
我國南方所謂的單種人工林往往會出現(xiàn)“綠色的沙漠”。人們看到人工林時會有滿眼綠色的感覺，郁郁蔥蔥的，但如果把林下枯落物和林下的灌草清除之后，林地非常干凈，出現(xiàn)“遠(yuǎn)看綠油油，近看水土流”的現(xiàn)象，導(dǎo)致森林本有的生態(tài)功能大打折扣?！犊茖W(xué)》雜志曾有篇報道《德國森林的死亡》指出，德國是林業(yè)科學(xué)研究領(lǐng)域最先進(jìn)的國家，理論實踐都走在世界的前面，當(dāng)時也是為了木材生產(chǎn)，種植了大量的歐洲赤松和挪威云杉人工純林，經(jīng)濟價值較高，但在全球氣候變化影響下，熱浪和干旱疊加影響導(dǎo)致人工林長勢受損，加上小蠹蟲的侵染危害，導(dǎo)致大概有30萬公頃的挪威云杉和歐洲赤松死亡，造成了林農(nóng)的巨大經(jīng)濟損失。同樣在北美的加拿大也曾出現(xiàn)過40萬公頃的白云杉死亡。
未來我們的森林該怎么去營造
從長遠(yuǎn)的角度看，推動我國生態(tài)建設(shè)，需要思考未來我們的森林該怎么去營造？選擇什么樣的樹種和森林結(jié)構(gòu)，才能維系森林的物質(zhì)生產(chǎn)功能、生態(tài)功能和文化功能？如何恢復(fù)天然林以及經(jīng)營好其中存在的物種？這是我們面臨的挑戰(zhàn)。過去我們比較盲目，不知道從哪里下手，只是保護起來，圈起來，讓其自然恢復(fù)。經(jīng)過長期定位研究發(fā)現(xiàn)，即便熱帶森林恢復(fù)50年，其物種豐富度僅達(dá)原始林的70%—80%，而物種組成遠(yuǎn)遠(yuǎn)達(dá)不到原始天然林。加速天然林的恢復(fù)，就要找到恢復(fù)過程的生態(tài)關(guān)鍵種。大量的研究表明，熱帶復(fù)雜天然林中的稀有種雖少但其生態(tài)功能很重要。它通過和常見種之間非隨機性的競爭作用，促使生態(tài)位多樣化，有利于保持和維持生態(tài)系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)和功能。比如，海南島熱帶雨林的坡壘（Hopea hainanensis Merr. et Chun），經(jīng)濟價值高而且生態(tài)功能重要。在自然更新不足的情況下，通過撫育促進(jìn)天然更新和人工補種的方式，使坡壘在受限制或者退化狀態(tài)下加速更新生長進(jìn)入主林層，就能夠在有限的時間和空間范圍內(nèi)快速恢復(fù)生態(tài)系統(tǒng)功能和天然林。另外，同種針葉林連種，往往會導(dǎo)致其生物量和土壤養(yǎng)分逐代下降。以杉木為例，第二代的生物量會比第一代下降24%，第三代會比第二代下降40%。長此以往，人工林就會出現(xiàn)地力衰退和長期生產(chǎn)力下降。
當(dāng)然，我們也不能一味地強調(diào)森林的生態(tài)價值，而忽視它的物質(zhì)生產(chǎn)功能，怎么把多種功能兼顧好？該如何重建一個健康、穩(wěn)定、能夠抵御自然風(fēng)險的森林？這就要求在培育森林過程中，首先要把森林作為一個生態(tài)系統(tǒng)，研究清楚并銜接好物種之間的功能關(guān)系，以形成生態(tài)的互補性和多功能性。在廣西，我們發(fā)現(xiàn)馬尾松純林的物種多樣性低，不利于維持長期木材生產(chǎn)。因此，我們引入紅錐（Castanopsis hystrix Miq.）這一高價值、耐陰的樹種，通過適當(dāng)?shù)厥璺ヱR尾松純林，將紅錐隨機或叢狀栽植其中。紅錐與馬尾松的根系結(jié)構(gòu)互補，營養(yǎng)吸收不直接競爭。而且，馬尾松的針葉與紅錐的闊葉凋落物結(jié)合后，通過微生物作用加速分解，使養(yǎng)分更易進(jìn)入土壤被植物吸收，促進(jìn)兩樹種共同生長。這種生態(tài)協(xié)同作用將單一樹種轉(zhuǎn)變?yōu)槎鄻浞N混交，既提高木材質(zhì)量和經(jīng)濟價值，又避免過去的皆伐作業(yè)，使林地成為長期覆蓋的擇伐林。
人工增綠既要選種適宜，也要提升質(zhì)量
森林具有巨大的儲碳能力。保護修復(fù)森林、草原等，能夠增加對二氧化碳的吸收，即固碳，這對減緩氣候變暖具有重要作用。經(jīng)測算，森林蓄積量每增加1億立方米，相應(yīng)可以多固定1.6億噸二氧化碳。利用森林減緩氣候變化、實現(xiàn)“雙碳”目標(biāo)主要有四個途徑。
第一是保護好森林。森林植被和土壤具有巨大的存儲碳能力，從每年的固碳能力來講，各類生態(tài)系統(tǒng)加一起，森林大概能占80%，所以把我國現(xiàn)在65%左右的天然林保護好，也是為應(yīng)對全球氣候變化作出的重大貢獻(xiàn)。
第二是積極營造和擴大綠地面積。我國造林、再造林已經(jīng)40多年了，成就矚目，但未來造林的空間有限，而且到2030年我們森林覆蓋率的目標(biāo)是增至25%，最終可能達(dá)到26%—28%?，F(xiàn)有宜林地的面積有限，而且多在西部地區(qū)，水資源限制會影響造林效果并增加造林成本，同時也會加劇有限水資源利用的矛盾。這就需要在有限土地上選種適宜樹種，研究其抗旱性和生境適應(yīng)性，并隨氣候變化情景調(diào)整。如西部近年降水增加，部分地區(qū)造林可能性提高，需科學(xué)評估。此外，提升森林質(zhì)量也是提高森林碳匯能力的關(guān)鍵，包括天然林和人工林質(zhì)量的提升。天然林中，不同樹種的調(diào)節(jié)作用不一樣，生態(tài)關(guān)鍵種和稀有種對固碳貢獻(xiàn)大，應(yīng)在退化次生林中補植或輔佐這些樹種，提高固碳功能。
因此，我們首先要保護好天然林，當(dāng)然還有人工林。人工林不同樹種固碳能力各異，其不同器官中碳的含量不一樣，固碳速度和碳密度也不一樣，需篩選高固碳樹種。除了提高地上部分碳儲量，還需深挖土壤碳匯功能。又比如，有的樹種的生根性很高，根系形成木栓質(zhì)可以使植物固存的碳大量地進(jìn)入土壤，特別是深層土壤。也可通過遺傳育種的手段培育高固碳樹種，結(jié)合地上、地下提升森林碳匯能力。同時可以調(diào)整森林的輪伐期，例如杉木輪伐期從22—25年延長至30年甚至35年，有助于恢復(fù)土壤養(yǎng)分平衡，確保氮素和磷素保持平衡穩(wěn)定。所以，我們要采用生態(tài)輪伐期概念，既能保障生態(tài)系統(tǒng)完整性、健康和可持續(xù)性，同時能生產(chǎn)高價值大徑級木材。還可以通過改變?nèi)斯ち纸?jīng)營方式，利用不同樹種混交提升固碳能力，特別是我國幼林和天然次生林居多，具有較大的增匯潛力。當(dāng)然，這一切的前提是我們必須保護、修復(fù)和利用好這些森林，這樣才能繼續(xù)通過基于自然的森林固碳的途徑來助推實現(xiàn)碳中和目標(biāo)、減緩全球氣候變暖。
第三是多功能地可持續(xù)經(jīng)營森林。鑒于森林生長的周期性，需研究如何高效投資，使森林建設(shè)成本效益最大化。預(yù)防氣候變化、干旱、增溫及病蟲害對森林的不利影響，并選擇適應(yīng)氣候變化的樹種。確保樹種建造和森林群落結(jié)構(gòu)穩(wěn)定，提高地上和地下土壤固碳能力，實現(xiàn)高固碳功能。目前，我國陸地生態(tài)系統(tǒng)可消納我國約10%—15%的二氧化碳排放，是經(jīng)濟有效的方案，而且增強陸地碳匯，特別是利用森林碳匯，還可以為工業(yè)發(fā)展提供更多空間。
第四是做碳的替代。木質(zhì)產(chǎn)品為可更新資源，若房屋器具全由木材制成，可避免鋼筋水泥產(chǎn)生的碳排放。木材建筑有助于自然循環(huán)，實現(xiàn)凈零排放，可以用生物質(zhì)的產(chǎn)品替代高化石能源排放材料，堅持減碳與固碳齊頭并進(jìn)?？傊凇半p碳”目標(biāo)下，提升森林固碳功能前景良好，對改善人類生產(chǎn)、生活環(huán)境是最經(jīng)濟有效的途徑。因此，我們應(yīng)更好地保護、修復(fù)和利用森林。（劉世榮）
