國際森林日 | 森林多功能經營創新 探索北京密云“林水協調”

? Robert B. Clontz / TNC

森林占全球陸地面積的31%，是陸地生態系統的主體和重要的自然資源，它為我們提供清潔的空氣和水，同時儲存大量的碳，也是許多動物和植物的家園，80%以上的陸地動植物和昆蟲都棲息于此，世界上許多瀕臨滅絕和極度瀕危的動物、植物都生活在森林中。森林對于維持這些生態功能至關重要。森林對于人類生存不可或缺，有超過10億人直接依靠森林獲得食物、能源、居住和收入，并且為所有的人提供生活下去所必需的大量生態服務功能。

健康的森林有助于抑制全球變暖：森林儲存了約6620億噸碳，占全球土壤和植被碳儲量的一半以上。自然恢復的森林可以成為應對氣候變化的“秘密武器”，森林和樹木有助于緩解因氣候變化而加劇的極端天氣現象（極端高溫、極端低溫，極端降水、極端干旱）所帶來的全球性健康挑戰。但不幸的是，每年大約有相當于1400萬個足球場面積的森林被毀，大約3500萬公頃森林遭受蟲害威脅。自1990年以來，已有超過4.2億公頃森林消失，每年有1000萬公頃森林遭到破壞。

森林的恢復與可持續管理將有助于同時解決氣候變化和生物多樣性危機，并生成可持續發展所需的產品和服務。

林業高質量發展需要

實施林水協調的多功能管理

北京市密云區五座樓林場俯拍 | 圖源：TNC

增加森林資源總量、提升森林質量、充分發揮森林的多種功能，滿足日益增長的社會經濟發展的多樣化需求，是我國未來林業高質量發展的方向。然而，我國林業還存在森林資源質量不高、效益低下、功能脆弱的突出問題。據第九次全國森林資源清查結果，全國森林面積22044.62萬公頃，占世界森林面積的5.51%；全國喬木林每公頃蓄積量94.83立方米，僅為世界平均水平每公頃108立方米的87.8%，蓄積量和生長量都遠低于德國、芬蘭等林業發達國家。

以北京市為例，由于早期林業發展過分追求森林面積和木材蓄積，多年禁止或限制采伐，出現了很多結構不穩定、林下植被和天然更新缺乏的過密林（圖1），加之受氣候變暖和干旱加重影響，林地和流域產水量降低，影響到諸如密云水庫流域這樣的山區水源地供水功能，也因為水分競爭加劇而影響到林木生長和健康，不能充分發揮保障區域可持續發展的作用，亟需尋找森林多功能經營技術，即通過林水協調的多功能管理模式推動林業高質量發展。

圖1 北京山區森林存在的過密、過純、過稀、缺乏經營的問題 | 圖源：研究團隊

針對北方旱區如何深入實現林水協調的多功能管理的理論挑戰和技術需求，中國林業科學研究院森林生態環境與自然保護研究所森林生態水文與流域管理研究團隊（圖注中簡稱“研究團隊”）自2000年以來長期在黃土高原及涇河流域和六盤山區等地，依托國家林業和草原局寧夏六盤山森林定位站，圍繞“結構”、“格局”、“過程”、“耦合”、“尺度”等關鍵內容，長期探索旱區林水協調的多功能管理理論與技術，特別在林分尺度推出了華北落葉松（Larix principis-rupprechtii）水源涵養林的多功能經營案例（圖2），推動了相關學科發展及技術創新，可為在北京山區開展森林多功能管理研究與應用提供參考。

圖2 寧夏六盤山區華北落葉松中齡林的多種功能變化與合理密度 | 來源：研究團隊

北京山區格外需要

開展林水協調的多功能管理

北京山區是重要的區域水源地，但存在氣候干旱、暴雨集中、風沙危害、山洪泥石流等環境問題，非常需要促進林業發展和增加森林覆蓋率。然而，在北京山區用于大規模造林擴大森林面積的可用水資源或土地資源均已接近甚至達到極限，若繼續高密度營林會超出水資源承載力，導致流域產水繼續降低，影響當地和下游供水安全，也會因減少林下植物多樣性、限制林下天然更新、降低森林穩定性等降低森林的整體功能。

因此，北京市林業發展必須首先考慮區域或流域的水資源承載力限制，考慮林地產水功能和森林抗旱穩定性要求，格外需要實施林水協調的多功能森林管理，將林業發展重點從簡單的森林數量增加轉向森林質量提升和功能增強，追求更多和更平衡地向社會提供多種服務。

這就是說，在北京山區這樣的干旱缺水地區，森林恢復與管理不能僅考慮木材生產或土壤保持等單一主導功能，而是要在充分認識森林多種功能的復雜競爭關系和供給能力與社會需求關系的基礎上，盡量減少植被生態耗水和維持較高產水功能，通過合理恢復與科學管理森林來實現多種功能優化，進行面向產水主導功能并兼顧其它重要功能的多功能管理，為社會發展均衡提供多種服務，實現“山水林田湖草沙”生命共同體的系統治理。

TNC攜手多方

推進林水協調多功能管理研究和示范

2023年3月，大自然保護協會（TNC）與北京市園林綠化局簽署合作諒解備忘錄，將近自然多功能森林經營研究及建設典型森林的多功能管理示范區列為雙方首期合作的方向之一。項目在北京市密云區五座樓林場（圖3）進行山區典型森林（油松、側柏人工林）的生態水文過程定位監測及多功能管理技術研究與示范，同時通過對北京山區森林的全面調查，分析林分結構特征時空變化及其環境響應，量化立地環境和林分結構對木材生產及其它多種服務功能的影響，建立反映多因子影響的森林功能預測模型，在確定各單一功能要求的最優或最適林分結構的基礎上，優化確定多功能林分結構并提出多功能經營技術，以便滿足區域供水安全和森林多功能利用需求，促進北京山區林業高質量發展。

圖3 北京市密云區五座樓林場的位置和樹種分布 | 來源：研究團隊

森林多功能管理的核心是

合理權衡那些相互競爭的多種功能

為了精準地進行人工林多功能管理，需按氣候類型區或生態功能區以及立地類型，確定森林的多種功能重要性排序，評價其多功能經營目標和潛力，主導功能位列第一（有時可并列第一），然后是重要性依次降低的其它功能。基于北京山區水源涵養功能的重要性和巨大需求，需考慮的服務功能主要有林地產水、木材生產、減少侵蝕、固碳釋氧、生物多樣性保護、景觀提升等，當然還要以保障森林本身穩定為前提。

2023年，項目在五座樓林場布設了面積為658畝的森林經營示范區，包括油松人工林、側柏人工林、油松和側柏及黃櫨的混交林、黃櫨灌叢等類型。需要依據影響林木生長和功能的主要立地因子及其變化范圍，考慮各立地因子的可能組合，劃分不同的立地-植被類型。例如，根據坡位和坡向，劃分出9個立地類型（表1）。

表1 五座樓林場的主要立地類型及典型人工林的多功能重要性排序

在2023年生長季，選擇建立了用于森林生態水文過程監測的固定研究樣地和用于森林結構和生長調查的調查樣地，并定量調查了現有森林的結構指標，包括喬木層的樹種組成、林齡、密度、樹高、胸徑、郁閉度、葉面積指數等，林下植被層的植物種類組成、覆蓋度、生物量、天然更新情況等，枯落物層的枯落物厚度、組成、覆蓋度、生物量等，根系層的土壤剖面各土層形態特征和理化性質等（圖4）。

立地環境和森林結構對產水功能的影響，將是未來幾年的重點研究內容。在2024年，項目將在不同郁閉度的油松和側柏人工林固定樣地，布設有關儀器設備，進行降水輸入、林分蒸散分量及土壤蓄水變化等生態水文過程監測，以便經由水量平衡計算林地的產水功能。

圖4 在五座樓林場進行森林樣地調查 | 圖源：研究團隊

總 結

總而言之，在旱區林業高質量發展過程中，需要遵循以水定綠、分區施策、因地制宜的原則，通過科學規劃和合理經營，提高森林的多功能價值。

項目將圍繞有關科技瓶頸，通過頂層設計和系統布局，促進知識、技術、管理創新，盡快形成林水協調多功能管理技術和政策建議，提出各類森林的合理經營模式，提高森林的穩定性和多功能性。基于科學研究成果，逐個定量回答“為啥造林、造多少林、在哪造林、造什么林、如何管理、怎么資助”等一系列關鍵問題。

我們希望，項目在密云區五座樓林場的研究和實踐，能對此提供更多經驗，共繪人與自然和諧共生的密云庫區美麗畫卷，也歡迎相關人士與我們交流探討，提出科學合理建議，推動北京山區的林業高質量發展。

保護森林資源，促進森林恢復和開展森林可持續經營，需要我們共同努力，創新而為，不斷前行！

項目背景

在2023年3月21日的國際森林日，大自然保護協會（TNC）與北京市園林綠化局簽署合作諒解備忘錄，圍繞推動林業高質量發展、生態系統保護、生物多樣性提升、應對氣候變化等方面開展合作。在北京市密云庫區五座樓林場開展近自然多功能森林經營研究并建設典型森林的多功能管理示范區，是雙方首期合作的兩個方向之一，該項目搭建政府、科研院校、企業的多方合作平臺，TNC攜手北京市林業碳匯與國際合作事務中心、北京市園林綠化科學研究院、中國林業科學研究院森林生態環境與自然保護研究所、北京師范大學生命科學學院、四川省綠化基金會等單位合作共同實施，并得到了密云區園林綠化局和五座樓林場的支持，以及廣東省唯品會慈善基金會的公益捐贈。

一年來，項目在北京密云探索森林管理創新實踐，穩扎穩打，持續推進，目前已經取得初步進展。

關于國際森林日

International Day of Forests

自2013年開始，每年的3月21日是由聯合國大會確定的國際森林日。2024年國際森林日的主題為“森林與創新——創新型解決方案，創造更美好世界”（Forests and Innovation: New Solutions for a Better World），旨在強調技術創新對于扭轉毀林趨勢、促進可持續木材生產以及提升人民福祉的重要意義。