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為應對全球氣候變化，國際社會先后制定了《聯合國氣候變化框架公約》、《京都議定書》等一系列與氣候變化相關的協議,采取各種措施應對氣候變化。氣候變化主要表現在全球氣候變暖、酸雨、臭氧層空洞等方面，其中以變暖為主要特征的全球氣候變化已對自然生態系統和社會經濟造成了嚴重影響, 成為當今世界各國面臨的最嚴峻挑戰之一。森林生態系統作為陸地生態系統的主體承載著巨大的碳庫，占全球植被碳庫的86%以上，占全球土壤碳庫的73%，含碳量高達638 Gt。森林影響碳源或碳匯的相互轉化關系很大程度上取決于造林、采伐、撫育等森林經營行為，地方或區域的管理決策可以顯著改變森林氣候，從而改變森林對氣候變化的減緩能力。雖然由于各國社會、經濟和文化發展背景的差異，林業的具體經營目標和重點千差萬別，采取的森林管理方式各不相同，但總體思路和發展方向基本一致，都在不斷重視生態環境的作用，兼顧生態與經濟的協調。傳統的森林經營偏重于以木材生產利用為主的經濟效益，給生態建設帶來巨大壓力。然而有效的森林經營措施不僅能充分發揮林地自身的生產力，而且能帶來可觀的生態和社會效益。目前全球只有10%的森林處在有效管理中，大部分森林，尤其是次生林和人工林的固碳潛力還沒有完全發揮出來。已有研究表明，如果采取合理的森林管理措施，能有效發揮森林的碳匯潛力。本文主要對國內外學者近年來研究不同營林措施對森林木材產量和碳儲量影響的案例進行分析，并結合可持續林業的發展趨勢評價不同經營模式框架下木材產量與碳儲量之間的平衡，旨在為森林可持續發展、生態經營、經營措施落實以及經營方案的制定提供理論支撐。

為了應對木材需求的增加和森林資源的匱乏，世界各國相繼開展了以森林經營為主要活動的林業生產實踐。木材收獲是衡量森林經營效果的有效指標，可為森林經營和采伐利用提供依據。

國外對木材產量的研究較早，包括木材產量的生理學特性、基因學以及各樹種的產量研究等，還研究了各種自然和社會因素包括干旱、氣溫、人口壓力、森林病蟲和火災、氣候變化等對木材產量的影響。Lilies等分析了影響單一純林與混交林產量的主要因素是樹種組成、 林地類型、林齡、種植密度和模式等。國內主要借助環境庫涅茲曲線模型和柯布—道格拉斯函數來分析木材產量的影響因素，木材產量受林業用地面積、固定資產投資、從業人員數量和政策變化的影響顯著。長期生產實踐表明，擇伐能充分發揮每株樹木的生長潛力，最大限度地利用林地生產力，增加林分組成和結構的多樣性。林分密度影響林木的生長和競爭,從而影響林分生物量的積累。合理的林分密度是撫育間伐和擇伐的重要依據，在經營過程中若想培養大徑材，林分密度可以趨近下限值；反之，可以趨近上限值。

20世紀80年代在英國諾森帕蘭郡的Kielder人 工 林中 施了多目標經營計劃，對森林進行功能區劃分，分為低、中、高3區；在樹種選擇方面考慮生產力及林木的可銷性等，將純林改造為錯落有致的異齡、多物種林分，使得非市場效益持續增加，并維持了高的生產力，提供了高價值的木材。營造林時恰當的樹種選擇與配置，既能提高造林成活率，又可以提高成林后的穩定性，從而發揮林分較好的經濟效益和生態效益。Vila等以地中海地區森林為研究對象，發現該地區樹種豐富度和木材產量具有很好的協調性，落葉松林比其他針葉松林和灌木叢林的產量更高，木材產量隨著樹種豐富度的增加而增加。Brienen 和 Zuidema以及 Rozendaal 等都對亞馬孫地區的熱帶林木材產量進行了預測，表明不同樹種的增長差異顯著，對不同樹種用不同估算方法得出的產量預測比使用平均增長率計算的結果要高出36% -50%。

為了使林分整體能充分利用地力和光能，并使各林層達到協調，同時保證每株林木有足夠的營養空間，在營林以及林分生長過程中必須通過合理的密度管理使群體保持合理的密度結構，從而提高林分的經濟和生態效益。d ' Oliveira和Guarino等認為，較短的采伐周期、較低的采伐強度、輪換采伐樹種等措施可以提高干擾頻率，加上適當的經營規模，有利于促進亞馬孫西部森林木材的可持續生產。有研究表明，不論何種立地條件，按強、中、弱程度間伐后6年間的林分生產力隨間伐強度的降低而提高，中度間伐、弱度間伐與對照樣地相差甚微。Kellomaki 等研究了芬蘭南部氣候變化條件下不同疏伐水平對歐洲赤松木材產量的影響，結果表明，在相同輪伐期，氣溫上升加上低強度的疏伐水平能最大限度的提高赤松的木材產量。惠剛盈、趙中華等以原始群落或地帶性頂極群落為模板，從空間利用程度、物種多樣性、建群種競爭態勢、樹種組成以及體現生產可行性的投入與產出等方面對甘肅省小隴山9種不同經營模式進行評價，結果表明，對天然林采用擇伐最為有效，且帶狀割灌造林明顯優于全面割灌造林。根據不同林齡、樹種和立地條件采取適宜的經營措施, 保持合理的密度，是保證森林最大連續生長量的有效途徑。

木材永續收獲和法正林模型代表了以木材永續收獲為主的森林經營目標和理論。從木材永續收獲經營到可持續經營，不論在森林經營目標上,還是森林經營理論上都發生了根本性變化。隨著森林生態 價值逐漸被人們認識，生態環境效益因子的地位在森林經營中愈加突顯，其中與氣候變化密切相關的森林碳匯作用尤其受到關注，將碳儲存在森林和林木產品中通常被看作是減緩氣候變化影響的極為有效的策略。

森林生態系統中的綠色植物通過光合作用將大氣中的CO2轉變為有機物儲存起來，而森林中的動植物遺體、排泄物和森林枯落物被各種微生物分解, 其中大部分有機物通過腐殖化和非腐殖化過程進入土壤成為其中的有機碳。在物質循環和能量流動過程中光合作用產物被重新分配到森林生態系統的生物量碳庫、土壤有機碳庫、枯落物碳庫和動物碳庫4個碳庫中。森林作為陸地生態系統的主體，以其巨大的生物量儲存著大量的碳，森林植被中的碳含量約占植被干重的50%。不同的森林管理措施都可能會增加林分中的生物量和碳累積，這些方式包括防火、病蟲害防治、輪伐期（采伐）延長、樹木密度控制、營養狀況改善、物種和基因型選擇、生物技術使用、采伐后殘留物管理方式改變等。

已有研究表明，改變物種組成、輪伐期長度和疏伐體系以及保護森林、增加森林面積和保護土壤等經營管理措施都可用于增加森林中的碳匯量。針葉樹單位生物量中碳的比例高于闊葉樹，林分最佳物種組成選擇取決于多種因素（如管理目標、立地特征等），但CO2存儲應視為其中的一個目標，可通過更新樹種選擇、疏伐或其他林分撫育管理方式來改變林地的樹種組成。輪伐對森林碳儲存的影響并不明確，如果選擇的輪伐期比生物學輪伐期要長，最后階段采伐木材中碳儲量相比中間階段采伐的要大。相對于林分總碳儲量來說，輪伐期越長，最終一次采伐時林分碳儲量比例就越高。綜上所述，增加碳儲量的森林經營管理策略可歸納為如下幾個方面: 通過減少毀林和森林退化、人工造林以及林地的自然擴張來維持或增加森林面積，通過適宜的營林技術（如優化物種組成、部分采伐、疏伐）來維持或增加林分水平的碳密度，通過森林保護、輪伐期延長、火災管理和病蟲害防治來維持或增加景觀水平的碳密度。

Bravo和Diaz - Baleiro指出,與傳統的短期輪伐期經營管理體系相比，延長輪伐期會導致采伐率降低。在這種情況下，一些部分的碳庫會增加（如立木中的碳），而其他部分的碳庫則會減少（如林木產品中的碳）。因此，應從更大的時間和空間尺度上來分析碳庫的動態。疏伐是營林中主要的人為干預措施。Ra等對海岸松林不同疏伐情景進行研究發現，任何疏伐體系的固碳量均比未疏伐的情況要多, 但不同疏伐體系間存在一定的差異。Balboa - Muavs等與Pohjola和Valsta研究發現，低強度的經營管理可以促進林分的碳固定。蘇少川等對9種經營模式下的天然林碳儲量進行比較分析，證明采育結合的經營方式更有利于提高天然林樹干、樹枝和根系的碳儲量，但各種經營方式下的樹葉碳儲量差距不大。總體來看，作為一種關鍵的營林措施，疏伐將影響中途和最終采伐時林木的徑材范圍及其質量，進而影響林木產品的碳儲量。

森林不同功能間有時候是矛盾的，人們需要在這些功能之間進行取舍，如森林固碳功能與木材生產功能之間的博弈。有關木材產量和碳儲量方面的森林生產力研究已有100多年的歷史，森林經營行為的 目標就是利用森林的自我保護和再生能力，在選擇不同的經營管理體系時一個需要考慮的主要問題是增加碳儲量可能會導致機會成本的發生。因此，如何用可持續的方法對森林進行經營管理以確保木材產量和碳匯量間的平衡是一個十分重要的問題。

經營管理方式包括種植更新、林分疏伐和輪伐期的選擇等。從經營方式的變化來看，森林景觀結構是影響森林經營管理中林木產量和碳儲量的關鍵因子，而森林結構的變化是由疏伐、主伐、齡級分布和物種組成不同而引起的生長速率的差異來決定的。新近更新的林地可能會出現碳的凈排放，而幼齡林則會匯集碳，在成熟林中碳儲量會隨著林木長勢的衰弱而減少，過熟林可能會出現碳的凈排放現象。即使林分初期齡級分布較為均勻，也會隨著時間的變化而發生變化。森林景觀要由不同發育階段的林木組成，從而維持森林生態系統中的木材產量和碳儲量。

Seidl 和Rammer 等以奧地利南部一個私人森林管理單位（FMU）為研究對象，利用PICUS  v1.4混合斑塊模型和WPM( Wood Product Model)模型分析了在交替的森林管理策略下次生挪威云杉林的原地碳儲量、木質林產品碳儲量以及木材產量等關鍵指標間的相互關系，將森林經營管理與木材使用方案相結合來評價木材產量與碳儲量間的平衡關系，結果表明，原地碳儲量較大且易受森林管理措施的影響，無干擾模式的碳儲量最高，不同經營模式下木質林產品碳庫中都儲存著大量的碳。Olschewski和Benitez研究了木材生產和碳匯對厄瓜多爾西北部速生樹種最優輪伐期的影響表明，與以木材生產為目標的15 年最優輪伐期相比，綜合考慮木材生產與碳匯會導致輪伐期延長1倍。Price和Willis研究表明，綜合考慮碳匯價值和木材生產的最優輪伐期，比以木材價值為目標的輪伐期稍長，也比以碳匯價值為目標的輪伐期長。戎建濤等基于小班調查數據，以木材產量和碳增量凈現值最大為規劃目標，考慮采伐量不大于生長量均衡采伐生長模型等約束，建立了多目標規劃模型。研究發現，增加碳儲量要以減少木材采伐量為代價，整個規劃期內木材采伐量隨著碳價格的增加而減少,而碳貯增量則隨著碳價格的增加而增加。劉杰等采用 FSOS ( Forest Simulation and Optimization System)模型對森林多目標可持續經營方案的制定進行了嘗試，結果表明，森林不適合長期禁伐，對森林進行功能區劃，不同功能區采取不同的經營方案能夠維持整體較高水平的可持續木材生產量和森林蓄積量，林齡結構比較均勻，具有較高的經濟效益。

氣候會影響到森林的生長、結構和功能，通過限制樹木更新和生長等因子對森林生態系統造成影響。預測溫度變化和其他區域尺度的氣候變化包括風、降水尤其是一些極端天氣事件的變化，可以使我們更好地估計不同排放模式下氣候變暖及其他變化的趨勢。森林在氣候變化中扮演著十分重要的角色，原則上森林被看作是碳庫，因此保護現有林并增加造林面積可以減少釋放到大氣中的二氧化碳,從而降低氣候變化的速率。然而，由于植物對氣候的自然適應緩慢，無法迅速抵消氣候變化帶來的影響等原因，有研究表明在不久的將來森林可能成為碳源而非碳匯。應對氣候變化的經營措施不能依賴于單一的方案，最好的策略是在不同環境條件下配置不同的方案。也就是說，選擇經營方式要有靈活的策略，經常性地重新評估環境狀況，并在多種可供選擇的措施中根據新的環境條件來進行選擇。采取一系列短期和長期策略, 可提高森林生態系統的抵抗力和恢復力，并促進森林生態系統適應不可避免的氣候變化。

木材在人口對原材料的需求中占有一定的份額，環境政策可以影響不同原材料的消費情況。考慮到全球對木材的需求量巨大，如何通過采伐使森林既有高的經濟效益，又不損失生態效益、降低生物多樣性與生態環境質量，正是科學的營林體系過去缺乏研究、現在還沒有解決的重要問題。在森林采伐活動中，應重視森林生態系統的結構多樣性和完整性，在取得一定木材收獲量的同時，最大限度地改善林分結構，使森林生態系統始終維持在理想的結構狀態，以保持生態系統的健康、活力和完整性，充分發揮系統的各種功能，實現森林的可持續經營。從整地到林分撫育，再到最終收獲，任何森林經營管理活動都會對森林的碳動態產生影響，需要掌握森林經營管理活動的范圍以及經營管理活動對碳庫影響程度方面的信息。對不同經營管理體系導致的變化進行預測時，會因經營管理的影響與氣候變化引起的物種分布及生長速率變化間的相互作用而變得異常復雜。因此，準確預測需要尋求能夠反映林分變化的模型和向更大空間尺度轉換的方法。在自然生長過程中，林分內部存在著比較穩定的結構和生長規律，探討這些規律對森林經營有著極為重要的意義，尤其是從建立森林資源共享管理信息系統以來，林分生長過程的動態信息有助于模擬林分的生長、枯損、材種出材量及進行森林資源數據更新、預測森林的未來、制定合理的經營措施等。

作者介紹：

鄒慧：森林生態學碩士研究生。

覃林：森林生態學碩士研究生。

何友均：中國林業科學研究院研究員，中林聯智庫專家。