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第2章 地球之肺:森林与人类(1)

§§§第一节 认识我们的森林

什么是森林

说到森林,人们就会想到那参天的大树、绿涛万顷的林海,谁也不会把房前屋后、公园庭院中的零星树木叫做“森林”。俗话说“独木不成林”,但是如果仅把森林看成是大树的组合,那是远远不够的,下面就让我们一起去认识森林。

绿色是生命的原色,森林是人类健康的摇篮。远古时代,地球上到处生长着茂密的原始森林,人类生存的环境原来是一个绿色的世界。那时的人们出于对森林和树木朴素的敬畏之情,举行一些纪念活动。美洲印第安人视森林为图腾:“树木撑起了天空,如果森林消失,世界之顶的天空就会塌落,自然和人类就一起死亡。”人类的祖先是从森林中走出来的,他们以采集野果、捕捉鸟兽为食,用树叶、兽皮做衣,在树枝上架巢做屋。森林是人类的老家,直到今天,森林仍然为我们提供着生产和生活所必需的各种物质。估计世界上有3 亿人以森林为家,靠森林谋生。

森林是由树木为主体的许许多多生物所组成的生物群落。由此可见,森林是一个包括各种各样生物的群体,一棵棵孤立的树木不是森林,那到底什么是森林?面积要多大才算是森林呢?树木种植场算不算是森林?茂密的森林竹林又如何?这些问题没有绝对答案,因为国际间并无统一的对森林的定义,不同国家(机构)的评估结果也大相径庭。联合国粮食农业组织定义的森林是指,在发达国家树冠覆盖率不少于20%,在发展中国家不少于10%的半公顷以上的非城市及农业用地,其树木至少有5 米的高度。在2003 年之后,这个定义才与农林业有一个清晰的划分,那些生产农产品(如杧果)的树种及人工种植的树种,像软木橡树、橡胶树、椰树及棕榈树等都不会被列为森林。

在《中华人民共和国森林法实施条例》中规定:“森林资源,包括森林、林木、林地以及依托森林、林木、林地生存的野生动物、植物和微生物。森林,包括乔木林和竹林。林木,包括树木和竹子。林地,包括郁闭度0.2以上的乔木林地以及竹林地、灌木林地、疏林地、采伐迹地、火烧迹地、未成林造林地、苗圃地和县级以上人民政府规划的宜林地。”

1. 森林主人:树木

森林大世界包罗万象,首先让我们认识一下森林的主人——树木。森林的大当家是“乔木”,但我们可不能以高取“树”,例如竹子,可以像大树一样长到几十米高,但它不是树木,而是禾本科的一种草,是谷子和甘蔗的“大表兄”。竹子虽有坚硬的茎,可它内部却是空心的。在墨西哥的沙漠上屹立着10 多米高的仙人掌,它的茎像树干一样粗大,但它的茎与真正的树完全不同,是用来贮存水分的,所以仙人掌也不是树木。热带地区的香蕉“树”也能长到10 多米高,但那貌似树干的茎是植株基部的叶柄,没有树干,也没有分枝,所以也不是树木。

植物学家给树的定义是“木质的多年生”植物。这样说来,用高度识别树木并不完全正确。那些多年生的有着发达木质茎的植物,虽然矮小,但都可称其为树,不过我们称其为灌木。因此,要识别森林里的树木可不是一件容易的事。

植物学家把成千上万的树木分成两大类(植物分类学家称为门)。一是裸子植物——果实的种子是裸露的,外边没有果皮包裹,叶子呈针状或条状披针型,如常见的松树。裸子植物能适应干燥寒冷的陆地环境,所以至今还是森林的主角。二是被子植物——就是能开花结果的植物,种子不是裸露的,外面都有一层或几层保护膜包围,如果肉、果皮等,常见的梨树、苹果树、杨梅树都是被子植物。被子植物的种类繁多,目前植物学家已经给起了名字的就有20 多万种,在陆地上分布很广。

2. 森林种类

森林的种类多种多样。根据森林的功能、社会需求和经营目的,我国将全国现有森林划分为5 个森林种类,简称“林种”。它们分别是用材林、防护林、经济林、薪炭林和特种用途林(简称特用林)。

(1)用材林。以生产木材和木纤维为主要目的的森林称为用材林。苹果树属于被子植物例如生产原木、锯材、纸浆材、建筑用材等材种的树林和竹林都属于用材林。长期以来,用材林在我国一直是数量最多的林种,它主要满足社会经济和人们生活中对木材和木纤维的需求。随着社会、经济的发展,人们对环境和森林多种效能的要求会不断增加,防护林、特种用途林、经济林的比重将逐渐提高,用材林的比重会逐步下降。

(2)防护林。森林的功能具有多样性,大多数森林都能提供木材,而所有的森林都具有保护生态环境的功能。在划分林种时,只有以发挥防护效能为主要目的的森林才能被称为防护林。在防护林中,根据防护作用的不同又可以细分为不同的类型,如农田防护林、水源涵养林、防风固沙林、护路林、护岸林等。

(3)经济林。经济林是一个种类多、范围广的林种,凡以生产果品、饮料、食用油料、饲料、药材、工业原料、调料等为主要目的的森林或林木都称为经济林。该林种有林地面积比重,是除用材林、防护林以外居第三位的林种。

(4)薪炭林。薪炭林是以生产燃料为主要目的的森林或林木。在全国现有林地中,薪炭林是面积较少的林种。在森林分布面积中是各林种中蓄积量最少的。薪炭林虽然比重小、面积少,但它的作用十分巨大。在我国农村广大地区和浅山区,居民有60%以上使用植物能源,因而薪炭林是必不可少的能源。

(5)特种用途林。也称为特用林。它是以科学试验、风景、旅游、国防、保护环境等为主要目的的森林或林木。特用林也是一个包括范围很广的林种,可以细分为国防林、母树林、种子园、森林公园、风景林、环境保护林、教学用林、实验用林、自然保护区森林等。

薪炭林森林群落是指在一定的生境中,森林植物与植物间,以及植物与环境间,经过相互作用和联系所形成的、具有一定外貌和结构特征的植物群体。森林群落从形成到衰老的过程即为森林群落的发育。它可以分为三个不同时期,各个时期都有明显的特点。

森林群落发育的初期:森林群落刚刚形成。这一时期的特点是建群种发育良好,但组成成分不稳定,种群的个体数量变化较大,群落的结构尚未定型,层次分化不明显,第一层中的种类也不稳定,森林群落特有的生态环境正在形成中。

森林群落发育的盛期:这一时期的特点是,适于生境的种类得到良好的生长发育,群落的组成成分已稳定,结构已定型,层次分化明显,群落特有的生态环境十分突出,群落中耐阴种类天然更新的情况良好。

森林群落发育的末期:群落进入发育末期时,原来建群种的长势逐渐减弱,缺乏或丧失更新能力。同时,一些新的种类开始侵入和定居,并旺盛生长。此时,种类成分又出现混杂现象,群落原来的结构和特有的生态环境也逐渐发生了变化,这种变化对原来建群种的存在与发展十分有利。上述三个时期是没有截然的自然界限,一个群落发育的末期必然孕育着新群落发育的初期,原有群落的特点,往往要延续到下一个群落开始进入发育盛期时才会完全消失。在林业生产中,为了便于开展经营活动,通常人为地将森林群落划分以下几个阶段:

1. 幼龄林阶段

从森林发生到林分郁闭后5 ~ 10年或更长时间属于幼龄林阶段(实际包括幼苗、幼树阶段),为森林的形成时期。这个阶段的初期,幼苗、幼树或萌芽条发生,它们散生或丛生,地上部分生长很慢,与杂草竞争激烈,适应力弱,常被大量淘汰,随着保留下来的个体逐渐长大,幼林树冠开始郁闭,林木群体结构才开始形成,对外界不良环境因素(如杂草、干旱、高温等)的抵抗力增强,稳定性大大提高。同时,在这个阶段的前期,由于林木个体之间的矛盾还很小,个体营养空间还比较充足,有利于幼林生长发育,开始进入高、径的速生期。天然更新良好的幼林此时进入全林郁闭,呈不通透的密集状态,有时称为密林阶段。对于充分密集的幼龄林来说,在幼龄林阶段的后期往往出现一些新的变化。由于林木高、径快速生长的积累,使林木出现了拥挤过密的状态,林木开始显著分化,枝下高迅速抬高,林下阴暗往往形成较厚的死地被物层,开始出现自然稀疏现象。在此阶段中,林木因过密而生长纤细,易遭受风雨及病虫害,种群间竞争也比较激烈,急需人为干预,保护目的树种并降低密度,以促进保留木的林冠发育和直径生长,增强抗逆能力,这是森林抚育极为重要的时期。

2. 中龄林阶段

林分经过幼龄林阶段而进入中龄林阶段,森林的外貌和结构基本定型。在这个阶段,林木先后由树高和直径营造丰富而稳定的森林群落的速生时期转入到树干材积的速生时期。在林木群落的生物量中,干材生物量的比例迅速提高,而叶生物量的比例相对减少。在这个阶段,由于自然稀疏或人工抚育的调节,林分密度已显著地降低下来,再加上林冠的提高,林下重新开始透光,枯枝落叶层分解加速而下木层及活地被物层有所恢复或趋于繁茂。在这个阶段里,由于林木体积增大而造成的拥挤过密的过程还在延续,仍需通过抚育间伐进行调节。

3. 成熟林阶段

林木经过中龄林生长发育阶段,在形态、生长、发育等方面出现一些质的变化。从形态上看,林木个体增大到一定程度,高生长开始缓慢甚至停滞,树冠有较大幅度的扩展,冠形逐步变为圆形或伞状,树下透光增大,有利于次林层及林下幼树的生长发育,下木层及活地被物层发育得更加良好,林内生物多样性处于高峰。从生长发育上看,在林木高生长逐渐停滞的过程中,直径生长在相当长的时期内逐渐维持着较大的生长量,因而材积年生长量及生物量增长均趋于高峰,并维持一段时期后才逐渐下降。林木大量结实且种子质量最佳,为自身的更新创造条件。

4. 过熟林阶段

林分经过了生长高峰的成熟阶段,进入逐步衰老的过熟林阶段。其主要特征是林木生长趋缓并且健康程度降低,病虫、气象(风、雪、雾等)等灾害增多。林冠因立木腐朽、风倒等原因而进一步稀疏,次林层及幼林层上升,林木仍大量结实但种子质量下降。林分的过熟阶段,可能维持不了太长时间,因采伐利用、自然灾害或林层演替而终结,也可能维持很长时间,对有些树种可达200 ~ 300 年以上。在这个阶段,木材生产率和利用率降低,但木材质量大多很好(均为大径级材),虫蛀木、腐朽木和枯倒木较多。

上述对森林群落发育阶段的划分不是绝对的,自然界里的一切现象是复杂的,某一时期的特点往往会或多或少地在相邻的前一个或后一个时期里出现。由于树种、立地条件和栽培措施不同,它们各个发育阶段的起始时间和经历时间的长短以及各个阶段所表现出的特点,都会有差异,不可能是一种模式。如有人将森林群落的发育阶段划分为六个阶段,即幼龄林、壮龄林、中龄林、近熟林、成熟林和过熟林。

在森林社会中,植物自然地分成了不同的“社会阶层”——乔木层、灌木层、草本层和活地被层。那些共生、攀缘、寄生植物没有确定的社会地位,称为“层间植物”。认识森林的结构,对爱护森林起到很大的作用。

1. 林分

森林植物群落种类繁多,为了正确认识和培育森林,根据其特征把森林划分为一些具体的单位,这些单位即林分。所谓林分,就是指结构特征基本相同,而与周围林木有显著区别。

一棵树的价值

一棵树到底值多少钱?一棵正常生长20 年的树,按市场上的木材价值计算,那么最多值300 多美元(约合人民币1800 元),但是如果按照它的生态效益来计算,其价值就远不止这些了。据粗略测算,一棵生长50 年的树,平均每年可以生产出价值3.125 万美元(约合18.75 万元)的氧气和价值2500 美元(约合人民币1.5 万元)的蛋白质,同时可以减轻大气污染价值6.25 万美元(约合人民币37.5 万元),涵养水源价值3.125 万美元(约合人民币18.75 万元),还可以为鸟类及其他动物提供栖息环境价值3.125 万美元(约合人民币18.75 万元),等等。将这些价值综合在一起,一棵树的价值就不是300 美元(约合人民币1800 元),而是20 万美元(约合人民币120 万元)了。

森林的结构特征

绿色森林的森林地段。划分林分依据的森林结构特征主要有林相、树种组成、林分的郁闭度及密度、林龄、森林的起源等。

2. 森林覆盖率

森林覆盖率是指所有有林地面积与土地总面积之百分比与国家特别规定的灌木林面积与土地总面积之百分比的总和,即:有林地面积/ 国土总面积·100%+ 国家特别规定的灌木林面积/ 国土总面积·100%森林覆盖率是表示森林资源的重要指标。据研究,一个国家或一个地区森林覆盖率只有达到30%时(山区60%),森林的各种防护作用才能充分发挥出来。

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