为何说科学采伐能让森林为“双碳”目标做更大贡献?

文章来源:中国科学报沈国舫2022-03-29 17:59

伐木本无过,这是常识。但因为近年来一部分舆论被带偏,不少人认为伐木就是破坏生态,就是有罪。这样的认知有失偏颇,有些情况下甚至有害。
 
作为一位年近90的林学人,我希望通过本文进行一些科普。
 
伐木的功过
 
森林,和草原、湿地、荒漠、河湖、海洋一样,是一种自然生态系统。
 
在人类社会充分发展以后,部分自然生态系统被开发改造为农田、牧场、鱼塘、城镇、路矿用地,以满足人类社会的需要。在不少情况下,这种开发做过了头,产生了不良后果,受到了大自然的惩罚。于是人们开始生态觉醒,悟到对自然生态系统开发利用应该有个限度,有些规则要遵循。
 
总的来说,人类应该和自然和谐共生,走可持续发展的道路,我们是这样走过来的。
 
那么在这样的一个历史过程中,应该如何看待伐木这种行为呢?
 
我暂时用“伐木”作为森林利用的代名词,伐木是开发利用森林生态系统,收获部分森林能提供的产品(建筑材料、生活用具、薪炭等)来满足人类生活所必需的一种活动,它应该与种田、放牧、打鱼等活动处于同等地位。
 
可是,由于森林对维持人类生存的生态环境具有举足轻重的多维的功能,所以无论在开发利用森林的数量范围上,还是在方式方法上,都要有科学的平衡限定和技术支撑,以达到可持续发展的状态。
 
过去,伐木之所以背负恶名,是因为有一段历史时期人们过度开发利用森林,损害了其生态功能的长远效应,这是应该反省的。但在新中国成立后的三四十年里,采伐森林是有其必要性的。
 
当时,以伐木为引领的森林工业为国家提供了大量建设材料,同时在为国家提供初步工业化所需资金方面作出了巨大贡献。那个时代的伐木者包括当时的一批林业劳模,功不可没。
 
改革开放后,政府制止了过伐行为,竖起了生态保护的大旗,开展了天然林保护、退耕还林还草、三北防护林建设、太行山绿化和建设国家公园等一系列生态工程建设,伐木人转变成了育林人,功劳就更大了。
 
伐木的必要性
 
伐木的必要性得从两个角度看。一个角度是从森林生态系统的自然属性看。森林是以树木为主体的多种生物结合的共生综合体,像一切生物及其生态系统一样,它也有自己的发生、生长、发育、成熟、衰老和死亡的过程。其在不同的生命阶段有不同的相貌、内部关系和功能。
 
森林生态系统的功能(对人类的服务功能)主要是物产的功能、生态调节的功能、生态支持(对地球生物圈的大系统来说)功能,以及文化功能。
 
幼年森林的各项功能较弱,中壮年森林的各项功能强大,成熟阶段森林的各项功能达到峰值,衰老阶段森林的各项功能逐步衰竭,最后因自然界的风、雪、火等灾变及人为的干预而走向死亡,需要更新、重建生态系统。
 
在这个过程中,森林中各项物产,包括树木的茎干(木材)、枝叶、花果、林中其他生物体(林下浆果、菌类、草药、昆虫、野生动物),有许多是对人类有用的东西,是可以收获利用的。这是大自然的馈赠,不利用是浪费。
 
因此,问题在于如何明智地利用这些物产,同时不影响生态系统及生态环境的大局,还能让森林继续世代繁衍。
 
另一个角度是人类的需求。自古以来人类对森林生态系统有多样的需求——从食物到燃料、从猎物到药物、从庇护到游憩,多式多样。有不少人居住在林区或附近,靠森林维生,而今现代社会对森林生态系统所提供的功能需求,也都延续下来了,只是在结构、种类、方式上有所改变。
 
无论是人类对森林的物产需求、生态需求,还是文化需求,都可以通过科学合理的途径得到满足。可持续经营就是正确途径。而伐木是合理经营利用好森林的一个重要环节。
 
伐木是森林可持续经营的重要方式
 
要经营好森林生态系统就离不开伐木,对此很多人可能难以理解。其实这与森林主要由多年生木本植物构成这个特点分不开。
 
森林的开端(例如一块火烧后的荒地)应该是由大量的树木幼苗(包括实生的和萌生的)出现开始的。森林要占据这片土地就需要足够的幼苗。这个数量应该是以每公顷几万株计,即使是人工栽植起源的,一般也要每公顷几千株。
 
但到这片森林生长到成熟阶段(无论是数量成熟、工艺成熟,还是自然成熟),其单位面积的立木株数要降到每公顷200~300株,甚至几十株。
 
那么大量的树木到哪里去了?是自然稀疏死亡了,或者是在合理经营的情况下,被逐步间伐去掉了。
 
人们用抚育间伐来调节林分(即一片同质的森林)密度,使之适应不同年龄阶段树木生长空间的需求。
 
除了调控密度外,抚育间伐还有调节树种组成、上下林层关系的功能。人们对林木留优汰劣,去除干形不好的、有病虫害的、受过风折雪压等伤害的林木,保留生长好的优质树木,从而促进林分质量的改善。因此,抚育间伐是经营森林的基本措施。伐木是培育健康森林所必需的步骤。
 
除了一般的抚育间伐之外,还有以控制病虫害为主要目的的卫生伐,以及处理重大灾变(如风倒、火灾等)后果的救生伐等。所有这些采伐是改善树木生长,同时也是利用部分中间产品,并且促使部分采伐剩余物回归林地实现生态系统物质循环的重要手段。
 
森林生长发育到一定阶段就可达到成熟,所谓森林成熟一般是指森林的立木生长的增速(平均生长量)达到峰值,各项生态功能也处于最佳状态。
 
随着林龄的进一步增长,林木生长量越来越少,生态功能也可能逐步降低,再进一步就达到过熟和衰亡的状态,需要更新了。
 
一些有不同树种的森林只需在林内伐去一定数量树木,林下达到一定的透光度,老树之下就会长出一批幼树,如此周而复始形成异龄林。这种采伐更新方式我们称之为择伐更新。
 
但另一些树种的森林不适合这样的方式,幼树生长需要上方全面透光,在自然界要靠风倒、火烧或其它灾害来达到老林衰亡、新林更新。在一片林木全部伐除而腾出的林地上培育出新一代幼林,我们称之为皆伐更新。
 
无论哪一种方式都要采伐,我们需要关注的只是采伐的强度、间隔期、面积大小、伐倒技术及伐后清理等一系列措施,保证其有利于目标树种更新,同时不显著改变林地的环境条件。
 
因此,无论是在森林的成长过程中,还是在森林达到成熟之后,都要用伐木的手段来经营利用好森林,使之充分发挥森林生态系统的服务功能。
 
木材利用是达到双碳目标的重要手段
 
森林是陆地上生物量最大的生态系统,是一个巨大的碳库,在全球碳平衡中起着巨大的作用。但如何在保持这个碳库的基础上大量地增进碳汇,需要好好规划。
 
森林生态系统中不断进行碳的循环,林木及所有林内绿色植物通过光合作用吸收大气中的二氧化碳,和水结合形成碳水化合物,再通过一系列生物化学反应形成多种多样的有机物,植物又通过自身衰亡及动物和微生物的多层次消费、转化、分解而还原为土壤有机物及二氧化碳,回归自然。
 
一片正常的处于成熟阶段的森林实际上是碳中性的,一片正在茁壮生长、积累生物量的幼壮林则是明显的碳汇(即碳储量是在扩增的),而一片生长衰退或因灾不断衰亡的过熟林实质上则是碳源(即碳储量是在递减的)。
 
因此,从林业的角度看,为了固碳增汇,除了合理扩大森林面积以替代固碳低效的其他生态系统之外,主要的还是维持森林合理的年龄结构及提高森林的质量(首先表现为高生产力)。过多地维持过熟的老林对发挥森林的固碳增汇作用是不利的。
 
在森林的有机物总量(生物量)中,木材占有重大的比例(从50%到80%不等),而且木材的蓄积量和森林的生物量之间紧密相关。因此,方便起见,人们常用易测的木材蓄积量代替森林生物量来表达森林的有机物积累。木材尤其是树干的干材是森林产物的主体,也是人类要收获利用的主体,这是大多数森林的一般境况(不同的森林有不同的利用方式)。
 
木材是人类使用的几种基本材料之一,与其它几种基本材料(金属、水泥、塑料等)相比,木材是生产能耗最低、可再生的材料,是最绿色的材料,应该充分重视。
 
木材是人类使用的最古老、最传统的材料,在现代社会木材的使用更广泛。除了建筑及其内部装修、家具、交通等用途外,还是现代生活不可缺少的纸和纸板的原材料。
 
正常的社会经济生活离不开木材。我国因为森林资源不足、曾经过度采伐等原因而限制了木材利用,很多方面以金属代木、水泥代木、塑料代木,这是不得已的对环境不利的办法。即便如此,我国每年木材消费量仍在3亿—4亿立方米之间,数量巨大。另一方面,近半数木材要靠进口,而进口来源也有逐年受限之虞。这是我们林业界的一块心病,我们应该想方设法提高我国木材的自给率,这是有可能做到的。
 
有机物是碳的重要载体,而木材是森林有机物的构成体。充分利用木材,使之在相当长的时间里脱离自然界碳循环而在社会上保存沉淀下来,这是生物碳汇扩增的重要途径。如果不能合理利用木材而任由其进入自然界碳循环的洪流,它不但不能成为碳汇,反而会成为碳源。
 
由此可见,科学合理利用木材不仅是充分开发森林提供木材的物产功能,而且是发挥森林的生态(支持)功能的重要途径。
 
平衡发挥森林生态系统的综合功能
 
森林生态系统是多种多样的,它所具有的功能在性质上和结构上也不一样。
 
果木经济林的生产以提供非木产品(油料、饲料、干果、浆果、涂料等)为主要功能,风景保健林以提供观赏、休闲、康体等文化产品为主要功能,防风固沙林和水土保持林等防护林以提供多种生态防护功能为主要功能。还有以生产木材(含纤维用材)为主要功能的商品用材林。
 
每个林种除了其主要功能外,同时具备其它共同的生态、物产、支持和文化的服务功能,如防护林也能生产木材,也可用于生态旅游。多数森林都是多功能的,我们理应合理平衡地充分发挥各种森林生态系统的综合功能。
 
由于森林是以木本植物为主体的生态系统,所以提供木材及其相关产品,几乎是所有林种的共有功能,商品用材林自不待言,多种防护林、风景保健林甚至果木经济林都具有生产功能,可以在保证其首要功能的前提下加以利用。
 
如何保证既充分发挥各林种的主体功能,又收获可能得到的木材产品?科学技术大有用武之地。
 
当然,有一种情况不应该考虑木材生产问题,那就是应该加以严格保护的那部分森林,主要是自然保护区和国家公园的核心保护区域的森林。
 
这些地方不考虑木材利用问题,即使是因风、火、病、虫、老、残等不同原因倒下的树木也不应加以利用。这是为了保护原真性的森林生态系统及其所体现的生物多样性,是人类留给后代的自然资源。这部分的森林生态系统应该确保其在纯自然状态下繁衍生息,不受人为干扰。
 
但这一部分需要绝对保护的森林生态系统应该根据自然、社会及经济的综合考量确定一个适当的范围(面积、规模),连同其他生态系统需保护的面积算在一起。国际上的共识是一般不超过国土面积的15%。在生态区位重要、人口较少、开发程度较低的地区可以多保留一些。
 
在科学合理的可持续经营下,新一代森林应该比老一代森林更加健康高效,成为扩增碳汇的主要支柱。
 
总而言之,无论从森林生态系统的发生、发展的自然本质而言,还是从人类社会对于森林生态系统的服务功能需求而言,都没有必要把木材生产和生态保护完全对立起来,也没有必要因为我们曾经犯过超额采伐森林的过错而过多地设置禁区。
 
要科学、理智地看待伐木问题,将其放在可持续发展的框架内予以解决。(完)

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