森林生態(tài)系統工作的新進(jìn)展
一、農林系統
1. 什么是農林系統
國際農林業(yè)研究委員會(huì )(iCRAF)指出， “農林(agroforestry)是一種土地利用系統和工程應用技術(shù)的復合名稱(chēng)，是有目的地把多年生木本植物與農業(yè)和牧業(yè)用于同一士地經(jīng)營(yíng)單位，并采取同一或短期相同的經(jīng)營(yíng)方式，在農林系統中，在不同組成之間存在著(zhù)生態(tài)學(xué)和經(jīng)濟學(xué)方面的相互作用。"
近年來(lái)，一些國家和一些國際開(kāi)發(fā)機構已將發(fā)展農林作為農業(yè)增產(chǎn)和防止土地退化、控制熱帶和亞熱帶地區的毀林、保護生態(tài)平衡和改善農村貧困的重要途徑。農林系統是把農、林、牧、漁等種植業(yè)和養殖業(yè)結合起來(lái)的新體制，是以林木為基礎，農業(yè)為主體的農、林、牧、漁結合的人工復合生態(tài)系統。它是利用生態(tài)工程原理，發(fā)揮樹(shù)林具有比較長(cháng)期穩定的生產(chǎn)力，生產(chǎn)食物、木材、飼料和燃料等產(chǎn)品能力和防護農業(yè)的功能，進(jìn)行時(shí)間、空間上多層次安排，把種植和養殖工作統一組配，形成合理的多種功能流，提高單位面積上的生產(chǎn)量和經(jīng)濟效益，并能提高生態(tài)系統的穩定性，減少水土流失進(jìn)一步改善環(huán)境條件。在國際林聯(lián)和國際生態(tài)學(xué)會(huì )的促進(jìn)下，聯(lián)合國糧農組織（FAO）也已把它作為重點(diǎn)項目予以支持。
自古以來(lái)，人類(lèi)就積累了農、林混作的經(jīng)驗。中國農、林混作已有千年以上歷史。近年來(lái)，南北方都涌現出許多新型的農林系統。如我國南方丘陵山地的“果藥”、"果薯”、“林糧”，河北的棗糧，云南的膠茶間作等。
2.農林系統結構特點(diǎn)
農林系統與傳統農田系統和林地系統的不同首先表現在結構特征方面：①系統組分。農林系統是指在同一地塊上既包含木本植物又包含農作物或動(dòng)物的一種土地利用形式。如我國南方的農桐系統，是在旱地農作物中引入多年生植物泡桐，在傳統的小麥、芝麻、紅薯、豆類(lèi)中又引進(jìn)了玉米，擴大了棉花和豆類(lèi)種植比例，像“桐—麥—苞—棉”、“桐—麥—苞—豆”等，使旱田接近生態(tài)位飽和。這種系統有利于控制病蟲(chóng)害，還可增加新產(chǎn)品、提高經(jīng)濟效益。②空間結構。農桐系統中由于泡桐的引入，地上部分利用高度增加到500~800cm，地下部分的利用深度增加到100~150cm，使垂直空間上農田生態(tài)位拓寬了320~650cm，空間上得到了充分利用。③從時(shí)間結構看，農林系統利用是連續的。從傳統的農田種植系統對生長(cháng)季的利用，小麥218天和芝麻94天，改變?yōu)檗r桐系統有泡桐(展葉期)的216天、小麥218天、玉米109天和棉花136天。
以上表明農林系統是一種多組分，時(shí)間、空間上配置合理，物種間互惠共生。有利于對光、熱、水、土地資源的充分利用。
3.農林系統的功能流簡(jiǎn)況
農桐系統分析表明，①光能用率：農桐系統為0.5951%，農田系統只有0.2760%，光能利用提高了0.319%。②農桐系統投入輔助能密度比傳統農田系統有所提高，其產(chǎn)出生物能密度大大高于農田系統。③能量產(chǎn)投比:農桐系統為5.781，農田系統只有3.705。
在物質(zhì)流的分析表明，農林系統中農田產(chǎn)出的氮、磷、鉀營(yíng)養元素總量中，用于種植、養殖和加工各業(yè)進(jìn)行再生產(chǎn)的比率比傳統農田的提高7.2%。這是發(fā)揮了農林系統中物質(zhì)多級循環(huán)利用的特點(diǎn)。
4.農林系統的環(huán)境效應和經(jīng)濟效益
農林系統發(fā)揮了多年生木本植物和一年生農作物在生態(tài)學(xué)上的互補作用，使農田小氣候得到改善，盛夏酷暑時(shí)的降溫，相對濕度的提高，土壤含水量和養分的增加等，實(shí)現土壤的持續利用。
由泡桐和農作物組成的互惠共生系統，不僅可多產(chǎn)出木材，而且能改善農田小氣候，但隨著(zhù)樹(shù)齡增長(cháng)，樹(shù)冠對農作物遮蔭程度加大，農作物受光條件發(fā)生了改變。據研究，由于泡桐展葉期在5月初，錯開(kāi)了小麥的生育盛期，無(wú)不良影響；對喜光作物棉花，3年生泡桐樹(shù)蔭下的光照強度都在6.0*104lx以上，基本上能滿(mǎn)足棉花生育對光的需要，無(wú)不良影響，但5年生樹(shù)下蔭影對棉花有明顯不良作用，棉花現蕾開(kāi)花期推遲7~10天，脫落率提高10%左右。
由于充分利用了光、熱、水、土資源，增加了經(jīng)濟效益。據1992年調查，農桐系統“桐—麥—苞—棉”，其中3年生泡桐農林系統合計1hm2產(chǎn)值為7987.5元，比傳統農田種植系統“小麥—芝麻" 1hm2產(chǎn)值增加4440元。
二、森林多功能綜合效益的研究
森林已被人們稱(chēng)為多價(jià)值(versatility)的生態(tài)系統。森林生態(tài)系統服務(wù)是多方面的、長(cháng)遠的、巨大的。
為了闡明森林的多種功能及其綜合效益，需要對各類(lèi)天然林、人工林的功能和效益進(jìn)行研究和評價(jià)。目前許多國家正在開(kāi)展森林生態(tài)系統綜合研究，以掌握和了解各主要樹(shù)種生理生態(tài)測定指標和參數；各類(lèi)林分能量利用效益，水分平衡狀況，養分循環(huán)效率等多項背景參數。
在各項數據的基礎上，評價(jià)該系統在生物圈物質(zhì)及能量平衡中的作用和地位。評價(jià)各類(lèi)生態(tài)系統服務(wù)的價(jià)值。目前，一些發(fā)達國家是注意綠化、保護森林、改善人們生存環(huán)境的質(zhì)量。如聯(lián)邦德國對每公頃森林每年投資40馬克，用于生態(tài)保護、用于休憩和療養環(huán)境的利用，發(fā)揮森林的綜合效益，而為林業(yè)生產(chǎn)木材投資6馬克。然而發(fā)展中國家森林面積銳減，特別是亞、非、拉熱帶地區，這不僅對當地環(huán)境的破壞，而且對整個(gè)地球生態(tài)系統有各種各樣的影響。
世界熱帶林的分布和采伐的狀況是：南美洲23個(gè)國家有森林面積8.975億hm2，每年砍伐燒毀森林412萬(wàn)hm2；非洲37個(gè)國家有森林總面積7.031億hm2，每年毀壞133萬(wàn)hm2；亞洲16個(gè)國家有森林總面積3.365億hm2，每年損失森林182萬(wàn)hm2。如此種種，森林生態(tài)系統每年的迅速減少，給木材、林副產(chǎn)品、給動(dòng)植物(特別是那些瀕危、珍稀物種)、給人類(lèi)都造成什么直接的和間接的影響？對自然災害、干旱和洪澇、全球變化等環(huán)境又帶來(lái)什么嚴重和長(cháng)遠的影響？這些都是全人類(lèi)關(guān)注的課題。
三、森林生態(tài)網(wǎng)絡(luò )系統工程
目前許多國家大力從事森林生態(tài)系統長(cháng)期定位觀(guān)測的研究，按照分類(lèi)經(jīng)營(yíng)的要求，以了解各類(lèi)林分狀況，統一規劃，最大限度發(fā)揮森林系統功能。美國、日本、聯(lián)邦德國等國家，至少已進(jìn)行了20余年的長(cháng)期定位觀(guān)測。
我國在20世紀60年代初開(kāi)始建立森林生態(tài)定位研究站，后停滯10余年。于20世紀80年代又逐漸興起。彭鎮華等(1999)提出中國森林生態(tài)網(wǎng)絡(luò )系統(forest eco-net-work system)工程的建立，總體戰略目標是通過(guò)保護好現有植被、擴大森林覆蓋率，提高森林質(zhì)量，建立起完善的生態(tài)體系，以點(diǎn)、線(xiàn)、面相結合的網(wǎng)絡(luò )形式使之能長(cháng)期保持森林多功能、多效益、多方位整體作用的目的。網(wǎng)絡(luò )的核心是現存的各個(gè)自然森林生態(tài)景觀(guān)和較大面積的人工林地。該系統工程是根據不同的自然環(huán)境、經(jīng)濟和社會(huì )狀況，將各種不同的森林生態(tài)系統分類(lèi)經(jīng)營(yíng)。所謂分類(lèi)經(jīng)營(yíng)是針對特定的環(huán)境問(wèn)題建設特定的防護林體系和商品林。
我國是一個(gè)自然環(huán)境十分復雜的國家，必須建立森林生態(tài)系統長(cháng)期定位觀(guān)測站。提供多方面的數據，根據長(cháng)期觀(guān)測結果，進(jìn)行分項管理。
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——摘自科學(xué)出版社·蔡曉明編著(zhù)·《生態(tài)系統生態(tài)學(xué)》·第三篇 自然生態(tài)系統·第十四章 第三節
