本项目属于森林经理学理论与技术领域。
维持森林健康是森林可持续经营的一项重要指标。我国森林健康问题突出,致使森林质量不高,森林的生产力和生态服务功能远远不能满足社会高质量发展的要求。缺乏统一的森林健康诊断和评价指标,缺少典型森林类型健康经营模式,尚未形成森林健康经营理论与技术体系。针对以上问题,项目以我国寒温带、暖温带、亚热带和热带地区的典型森林类型为对象,开展了森林健康经营关键技术研究与示范。
(1)首次建立了适用于国家层面和区域典型森林类型的多层次衔接的森林健康诊断和评价指标体系。提出了森林健康评价指标最小数据集;针对大兴安岭落叶松天然林、东北云冷杉过伐林、华北落叶松人工林、天然白桦次生林、西北松栎混交林、川中丘陵区人工柏木林、海南岛木麻黄退化人工林等典型森林类型,提出了适应区域森林特点的健康评价指标和阈值;集成开发了森林健康评价工具包。
(2)从更新机理、混交效应、密度和间伐效应、结构-功能关系等多个方面,系统揭示了典型森林类型健康经营的生态学机理。针对森林健康评价指标,阐明了油松林隙特征与更新能力关系、油松林凋落物分解及土壤碳释放等机理,揭示了影响松栎混交林更新的因子、木麻黄混交林的混交效应、外源性干扰对土壤有机氮碳库的影响机制,掌握了间伐对大兴安岭天然落叶松林不同功能影响的差异性、间伐对油松林土壤呼吸的影响机理等规律,为森林健康经营模式设计提供了依据。
(3)首次提出了涵盖我国寒温带、暖温带、亚热带和热带地区的典型森林类型健康经营关键技术和模式。优化了以水土保持功能为主的柏木防护林的适宜结构参数及适宜林分结构模式。提出了林分空间结构指数(FSSI)和林分空间结构距离(FSSD)两项新的林分空间结构整体量化指标,建立了以木材收获、地上碳储量、林分结构和林木健康状况等为目标,非空间结构作为主要约束条件的多目标经营规划模型。基于林分树种组成、年龄和层次结构调整等规律,提出了大兴安岭天然落叶松中幼龄林抚育经营、大兴安岭地区火干扰人工补植更新、东北云冷杉过伐林健康经营、华北落叶松人工近熟林更新采伐、华北落叶松油松混交林下层更新改造、华北油松人工林目标树经营、华北山杨白桦天然次生林定株采伐更新、秦岭松栎混交水源林健康经营、川中丘陵区柏木人工林健康经营、热带退化人工林健康经营等10种技术模式,并建立起相应的试验示范基地。
本成果发表代表性论文91篇,出版专著2部,获授权发明专利1件,取得技术标准4项、软件著作权3项。获省级科技进步三等奖1项。项目总体上形成了我国森林健康经营的技术体系,完善和丰富了森林可持续经营理论,为从整体上提高我国森林生产力和生态服务功能,最大限度的发挥森林的多种效益,提供了科学依据。
项目提出的森林健康评价指标和方法及典型森林类型的经营技术模式,在我国东北、华北、西北和南方林区的多个林业局(场)得到应用,建立示范林面积566.3公顷,推广总面积达8704.3公顷。林分物种多样性、生产力、碳汇能力等提高10%以上,生态系统稳定性得到改善,增加收入达2400万元以上,有力地促进了我国森林的健康经营水平和技术进步。
基于项目所形成的理论成果,为《森林法》修改和全面加强森林经营工作提出了2项建议,被国家林业和草原局及全国人大森林法修改小组采纳。为国家林业法律制度建设和森林经营方针政策制定发挥了重要作用,产生了良好的社会反响。