[科普中國(guó)]-人工林

人工林指通過人工措施形成的森林。人工林的經(jīng)營(yíng)目的明確，樹種選擇、空間配置及其他造林技術(shù)措施都是按照人們的要求來安排的。其主要特點(diǎn)是：①所用種苗或其他繁殖材料是經(jīng)過人為選擇和培育的，遺傳品質(zhì)良好，適應(yīng)性強(qiáng)；②樹木個(gè)體一般是同齡的，在林地上分布均勻；③用較少數(shù)量的樹木個(gè)體形成森林，群體結(jié)構(gòu)均勻合理；④樹木個(gè)體生長(zhǎng)整齊，能及時(shí)地、劃一地進(jìn)入郁閉狀態(tài)；郁閉成林后個(gè)體分化程度相對(duì)較小，林木生長(zhǎng)競(jìng)爭(zhēng)比較激烈；⑤林地從造林之初就處于人為控制下，能適應(yīng)林木生長(zhǎng)的需要1。我國(guó)人工林達(dá)6933萬公頃，居世界第一位2。重要的人工林樹種有桉樹、泓森槐、馬尾松、杉樹等。

簡(jiǎn)介人工林是采用人工播種、栽植或扦插等方法和技術(shù)措施營(yíng)造培育而成的森林3。根據(jù)其繁殖和培育方法的不同，一般分為播種林、植苗林和插條林等。按用途分為人工用材林、人工薪炭林、人工經(jīng)濟(jì)林、人工防護(hù)林等。按樹種分為人工馬尾松林、人工泓森槐林、人工杉木林、人工楊樹林、人工桉樹林等。人工林均按一定的目的要求和人們需要的林種，集中營(yíng)造在交通較為方便的地方，并普遍采取選育良種、適地適樹、密度適中、撫育管理等集約經(jīng)營(yíng)措施進(jìn)行營(yíng)造和培育。與天然林相比，人工林具有生長(zhǎng)快、生長(zhǎng)量高、開發(fā)方便和獲得效益早、木材規(guī)格、質(zhì)量較穩(wěn)定、便于加工利用等特點(diǎn)。在中國(guó)衡量人工林營(yíng)造情況的指標(biāo)，主要有已成林造林地面積和未成林造林地面積、造林成活率、造林保存率等。

人工林由人工造林或人工重新造林建立。其可以是引進(jìn)新品種或是對(duì)本土樹種的加強(qiáng)管理，其特征為：1-2個(gè)品種，齡級(jí)相同，平均間距。

人工的規(guī)模人工林有林地面積277.94萬公頃，其中，人工林分面積194.03萬公頃，占全省林分面積18.25%，占人工林面積的69.81%，蓄積6041.14萬立方米，占全省蓄積的4.36%；人工疏林面積22.75萬公頃，蓄積145.08萬立方米，分別占人工林面積、蓄積的8.19%和2.40%；人工經(jīng)濟(jì)林面積68.03萬公頃，占人工林面積的24.48%；人工竹林面積15.88萬公頃，占人工林面積的5.71%。此外，全省尚有未成林造林地面積4.99萬公頃。

按林種劃分，用材林面積172.90萬公頃，蓄積5 454.16萬立方米，分別占人工林林分面積、蓄積89.11%和90.29%；防護(hù)林面積19.69萬公頃，蓄積564.39萬立方米，分別占人工林林分面積、蓄積10.15%和9.34%；薪炭林面積0.48萬公頃，占人工林林分面積的0.25%；特用林面積0.96萬公頃，蓄積22.59萬立方米，分別占人工林林分面積、蓄積的0.49%和0.37%。

按齡組劃分，幼齡林面積71.00萬公頃，蓄積751.54萬立方米，分別占人工林林分面積、蓄積37.11%和12.44%；中齡林面積79.24萬公頃，蓄積2 726.06萬立方米，分別占人工林林分面積、蓄積40.84%和45.12%；近熟林面積28.37萬公頃，蓄積1 487.75萬立方米，分別占人工林林分面積、蓄積14.62%和24.63%；成熟林面積13.46萬公頃，蓄積1 011.98萬立方米，分別占人工林林分面積、蓄積6.94%和16.75%；過熟林面積0.96萬公頃，蓄積63.81萬立方米，分別占人工林林分面積、蓄積0.49%和1.06%。

按權(quán)屬劃分：國(guó)有人工林林分面積45.67萬公頃，蓄積2 046.54萬立方米，分別占人工林林分面積、蓄積的23.54%和33.88%；集體人工林林分面積148.36萬公頃，蓄積3 994.60萬立方米，分別占人工林林分面積、蓄積的76.46%和66.12%。4

不同區(qū)域的樹種選擇恩施州人工造林自建國(guó)以來至2002年累積面積達(dá)77.66萬公頃，占森林總面積的48.15%。人工造林的形式主要有四旁植樹、公路綠化、城鎮(zhèn)綠化、基地造林、飛播造林、義務(wù)植樹、工程項(xiàng)目造林等。人工造林的主要樹種：用材林為杉木、馬尾松、柏木、檫木、馬褂木、油松、云杉、黃山松、楠木、樺木、白楊、泡桐、柳杉、水杉、香椿、日本落葉松、巴山松等；經(jīng)濟(jì)林為板栗、核桃、銀杏、黃柏、杜仲、厚樸、辛夷、山楂、楊梅、柑橘、茶葉、漆樹、梨、桃、李、柿、橙、棕櫚、鹽膚木、山胡椒、油桐、烏桕、桑樹等；防護(hù)林為楓楊、柳樹、刺槐、紫穗槐、軟闊、硬闊等及楠竹、金竹、水竹、慈竹、雷竹等。4

陜西人工造林陜西地跨溫帶、暖溫帶和北亞熱帶三個(gè)氣候帶，森林分布南多北少，極不均勻，水土流失嚴(yán)重，自然災(zāi)害較多，這就決定了必須因害設(shè)防營(yíng)造各種人工林。如在陜北風(fēng)沙灘地區(qū)主要營(yíng)造防風(fēng)固沙林和農(nóng)田防護(hù)林；在黃土丘陵溝壑區(qū)和渭北高原主要營(yíng)造水土保持林；在河流的上游和水庫(kù)周圍，營(yíng)造水源涵養(yǎng)林；在燃料、肥料、飼料缺乏的地區(qū)，主要營(yíng)造薪炭林、肥料林和飼料林；在五大林區(qū)的中高山地帶營(yíng)造各種防護(hù)林；在低山丘陵、關(guān)中平原和居民點(diǎn)附近營(yíng)造用材林、經(jīng)濟(jì)林和農(nóng)田林網(wǎng)。總之，陜西營(yíng)造的人工林種類較多，概括起來有防護(hù)林、用材林、經(jīng)濟(jì)林和薪炭林等。

用材林：營(yíng)造了油松、華山松、馬尾松、杉木、落葉松、水杉、楊樹、刺槐、旱柳、泡桐等用材林15.77萬公頃，林分蓄積量187.66立方米。

經(jīng)濟(jì)林：營(yíng)造了蘋果、梨、核桃、油茶、文冠果、花椒、油桐、油橄欖、水冬瓜、黃連木、山杏、山桃、板栗、棗樹、柿樹、漆樹、烏桕、杜仲、棕櫚等經(jīng)濟(jì)林17.15萬公頃。

薪炭林：營(yíng)造了櫟類、刺槐、馬尾松、沙柳、沙棘、馬桑等薪炭林9595公頃。

此外，陜西省“四旁”植樹保存有6.9億株，其中用材樹6.5億株，經(jīng)濟(jì)樹4154萬株。在“四旁”還種植有各種喬灌木，用于綠化、美化環(huán)境，凈化空氣，防止污染，有益人們的身心降。4

人工泓森槐林泓森槐，屬蝶形花科刺槐屬的落葉喬木，其花、樹皮、樹葉均有廣泛用途。它生長(zhǎng)迅速，樹干通直圓滿，冠窄，托葉剌小而軟，前2 年有剌，3 年以后剌基本脫落，葉色濃綠，花色白色，清香宜人，是一種市場(chǎng)潛力很大的速生豐產(chǎn)樹種，其材質(zhì)堅(jiān)韌，耐腐蝕，可作為礦柱及建筑用材，也是制作家具、木地板的優(yōu)質(zhì)原材料5。

泓森槐生長(zhǎng)迅速，在滿足其生物學(xué)生態(tài)學(xué)特性條件下，第一周年苗期可長(zhǎng)高度4.5米以上，當(dāng)年平茬苗高度達(dá)5米以上，三年年平均高生長(zhǎng)量為2.8米，年平均地徑生長(zhǎng)量為3.52厘米。

泓森槐通過了安徽省林木品種審定委員會(huì)組織的良種認(rèn)定，專家組一致認(rèn)為，符合優(yōu)良林木品種認(rèn)定要求，授予林木良種證書，建議在全境范圍推廣。在湖南、湖北、山東、河南等全國(guó)多省市及地均有種植6。

人工馬尾松林馬尾松（拉丁學(xué)名：Pinus massoniana Lamb.）喬木，樹干較直；外皮深紅褐色微灰，縱裂，長(zhǎng)方形剝落；內(nèi)皮棗紅色微黃。心邊材稍明顯。邊材淺黃褐色，甚寬，常有青皮；心材深黃褐色微紅。年輪極明顯，極寬。木射淺細(xì)。樹脂道大而多，橫切面有明顯油脂圈。材質(zhì)硬度中等，紋理直或斜不勻，結(jié)構(gòu)中至粗。干燥時(shí)翹裂較嚴(yán)重。

馬尾松分布極廣，北自河南及山東南部，南至兩廣、湖南（慈利縣）、臺(tái)灣，東自沿海，西至四川中部及貴州，遍布于華中華南各地。一般在長(zhǎng)江下游海拔600～700m以下，中游約1200m以上，上游約1500m以下均有分布。是中國(guó)南部主要材用樹種。經(jīng)濟(jì)價(jià)值高7。

分類人工桉樹林桉樹8（Eucalyptus robusta Smith）又稱尤加利樹，是桃金娘科桉屬植物的統(tǒng)稱。常綠高大喬木，約六百余種。 常綠植物，一年內(nèi)有周期性的枯葉脫落的現(xiàn)象，大多品種是高大喬木，少數(shù)是小喬木，呈灌木狀的很少。樹冠形狀有尖塔形、多枝形和垂枝形等。單葉，全緣，革質(zhì)，有時(shí)被有一層薄蠟質(zhì)。葉子可分為幼態(tài)葉、中間葉和成熟葉三類，多數(shù)品種的葉子對(duì)生，較小，心臟形或闊披針形。南方主要人工造林樹種，由于種植過于單一，破壞水源和生態(tài)環(huán)境，部份地區(qū)已禁種或限制種植。

人工杉樹林杉樹9的樹干紋理直，結(jié)構(gòu)細(xì)致，材質(zhì)輕柔，耐腐防蛀，廣泛用于建筑、橋梁、造船、家具等方面。該植物為常綠、半常綠或落葉喬木，樹干端直，大枝輪生或近輪生，樹皮縱裂，成長(zhǎng)條片脫落；葉、芽鱗、雄蕊、苞鱗、珠鱗及種鱗均螺旋狀排列，極少交互對(duì)生（水杉屬）。葉披針形、鉆形、鱗片狀或線形，同一樹上之葉同型或二型。球花單性，雌雄同株；雄球花小，單生或簇生枝頂，偶生葉腋，或排成頂生總狀花序狀或圓錐花序狀，雄蕊具2～9（通常3～4）個(gè)花藥，花粉球形或稍扁，無氣囊，在遠(yuǎn)極面上有一個(gè)明顯或不明顯的乳頭狀突起；雌球花頂生，珠鱗與苞鱗大部分結(jié)合而生或完全合生，或珠鱗甚小，或苞鱗退化，珠鱗的腹面基部有2～9枚直立或倒生胚珠。球果當(dāng)年或翌年成熟、開裂，種鱗（或苞鱗）扁平或盾形，木質(zhì)或革質(zhì)；種子扁平或三棱形，周圍或兩側(cè)有窄翅，或下部具長(zhǎng)翅；胚有子葉2～9枚。染色體基數(shù)多為x=11，稀10或33。

中國(guó)人工林發(fā)展現(xiàn)狀、問題與對(duì)策中國(guó)人工林發(fā)展迅速，已成為世界上人工林保存面積最大的國(guó)家，但我國(guó)人工林發(fā)展仍然面臨著質(zhì)量不高、結(jié)構(gòu)不合理、投入成本上升、立地條件差、林地供求矛盾緊張等問題和挑戰(zhàn)。文中通過闡述中國(guó)人工林特點(diǎn)并與世界人工林發(fā)展進(jìn)行比較，分析我國(guó)人工林發(fā)展中存在的問題；為了滿足我國(guó)經(jīng)濟(jì)社會(huì)發(fā)展對(duì)人工林多種功能的需求，從強(qiáng)化人工林可持續(xù)經(jīng)營(yíng)、優(yōu)化政策、深化配套改革、多渠道增加投入、堅(jiān)持工程推動(dòng)、嚴(yán)格林地管控等方面提出了相關(guān)對(duì)策建議。10

人工林優(yōu)點(diǎn)人工林土壤有機(jī)碳區(qū)域和全球碳循環(huán)是全球變化研究中的核心內(nèi)容之一，其中估算并量化區(qū)域乃至全球土壤碳儲(chǔ)量已經(jīng)成為碳循環(huán)研究中的重大科學(xué)問題。森林生態(tài)系統(tǒng)在全球碳循環(huán)中發(fā)揮著重要作用，而人工林是重要的人工森林生態(tài)系統(tǒng)。中國(guó)對(duì)小尺度區(qū)域內(nèi)一個(gè)或數(shù)個(gè)人工林土壤有機(jī)碳含量、密度和儲(chǔ)量等已進(jìn)行了大量研究，但缺乏對(duì)全國(guó)尺度下主要人工林土壤有機(jī)碳的比較研究。本文通過對(duì)近10 a內(nèi)的橡膠(Hevea brasiliensis)、桉樹(Eucalyptus spp.)、杉木(Cunninghamia lanceolata)、毛竹(Phyllostachys edulis)、馬尾松(Pinus massoniana)、刺槐(Robinia pseudoacacia)、楊樹(Populus spp.)、油松(Pinus tabulaeformis)和落葉松(Larix spp.)等9種人工林土壤有機(jī)碳53篇文獻(xiàn)資料的統(tǒng)計(jì)分析，估算了中國(guó)主要人工林的土壤有機(jī)碳含量、密度及儲(chǔ)量等。結(jié)果表明，9種人工林0~60 cm土壤有機(jī)碳含量介于4.0~31.1 g·kg-1，平均14.8 g·kg-1；0~60 cm土壤有機(jī)碳密度為2.8~15.1 kg·m-2，平均8.7 kg·m-2；0~60 cm的土壤有機(jī)碳儲(chǔ)量介于28.2~158.1 Mg·hm-2，平均84.5 Mg·hm-2。以落葉松最高，毛竹、馬尾松、桉樹、杉木和油松等人工林居中，楊樹和橡膠僅高于刺槐，刺槐最低。中國(guó)人工林土壤有機(jī)碳儲(chǔ)量具有較為明顯的經(jīng)度分布性，從西向東逐漸升高；同時(shí)也具有一定的緯度分布性，大致表現(xiàn)為南低北高；9種人工林土壤有機(jī)碳儲(chǔ)量雖明顯低于同氣候帶的天然林，但仍具有很高的固碳潛力。人工林生產(chǎn)管理中，亟待尋找能有效增加土壤碳固定及減少碳損失的途徑和措施。11

人工林林區(qū)地表水植被變化是當(dāng)前森林生態(tài)水文變化的最主要驅(qū)動(dòng)力，也是森林地表水水質(zhì)的重要影響因素。桉樹人工林因其造林前的煉山、挖坑等營(yíng)林措施，徹底改變了原有植被以及土壤生態(tài)系統(tǒng)結(jié)構(gòu)；同時(shí)，營(yíng)林后頻繁而強(qiáng)烈的撫育措施(追肥、除草等)、林木的快速生長(zhǎng)等，致使新建的植被結(jié)構(gòu)和土壤生態(tài)系統(tǒng)持續(xù)發(fā)生劇烈變化， 水質(zhì)時(shí)空演變特征進(jìn)行了系統(tǒng)研究，取得了以下主要進(jìn)展：(1)桉樹人工林林內(nèi)空氣最高溫濕度和表土含水量的波動(dòng)幅度以及土壤層剩余蓄水空間顯著大于、表土平均含水量和林冠層雨水截留能力顯著低于馬尾松—杉木混交林，桉樹人工林林內(nèi)環(huán)境穩(wěn)定性較差，其林內(nèi)環(huán)境特點(diǎn)可加快土壤養(yǎng)分周轉(zhuǎn)速率，土壤肥力衰退風(fēng)險(xiǎn)高于其他森林。相比于MF，08EU林內(nèi)日空氣溫濕度波動(dòng)幅度顯著增加，主要表現(xiàn)為擴(kuò)大了空氣日溫濕度極差以及降低了日最小溫濕度，在秋冬季，桉樹林內(nèi)日最小空氣濕度比MF低7.0%-10.6%，但兩種人工林日平均空氣溫度和濕度差異不顯著。桉樹林冠層雨水穿透率(92.1%)比混交林(88.7%)大3.8%，其雨水最大截留量(8.8mm)比混交林(14.9mm)少6.1mm。08EU0-15cm土層最大蓄水量比MF高3.7mm，但有機(jī)層和0-50cm土層比后者少9.5mm。桉樹人工林0-30cm土壤含水量顯著低于MF，降雨越少兩者的差異越大。6月至12月，桉樹林地0-15cm和0-50cm土層水分現(xiàn)存量平均值比MF的分別低15.0mm和20.0mm，剩余蓄水空間比MF的分別大18.6mm和10.5mm。(2)桉樹人工林土壤水分蒸發(fā)速率顯著大于混交林，桉樹林齡越小土壤蒸發(fā)越強(qiáng)烈，本研究建立的以4個(gè)氣象因子為變量的擬合方程對(duì)土壤蒸發(fā)的模擬效果好于Penman公式，更適用于我國(guó)南方人工林土壤蒸發(fā)模擬。2011年6月至2012年2月，11EU、08EU和MF的蒸發(fā)總量分別為112.4、96.3和74.4mm，前兩者分別比后者大38.0和21.9mm；7-9月為人工林土壤蒸發(fā)高峰期，1月為蒸發(fā)最弱月份，11EU、08EU和MF土壤蒸發(fā)最大月份日均蒸發(fā)量分別為0.786、0.766和0.579mm，為最弱月份的5.9-6.7倍；人工林土壤蒸發(fā)速率在雨后較大，雨前較小，但土壤蒸發(fā)速率與土壤水分含量相關(guān)性不顯著，與林內(nèi)日均氣溫(Ta)、最高氣溫(Tm)、氣溫極差、濕度極差(Hr)以及土表溫度顯著正相關(guān)，與日最小空氣濕度(Hm)顯著負(fù)相關(guān)；相關(guān)度最大的4個(gè)氣象因子(Ta、Tm、Hr和Hm)與土壤日蒸發(fā)速率的模擬方程為：y=0.0036Tα+0.0047Tm，+0.0015Hr，-0.0013Hm+0.257該方程對(duì)08EU和MF的土壤蒸發(fā)總量(9個(gè)月)模擬的偏差分別為-10.7%和+15.1%，對(duì)總量以及日蒸發(fā)量的模擬值與實(shí)測(cè)值的吻合度高于Penman公式。(3)桉樹人工林產(chǎn)流量比混交林少60.9%(162.3mm)，徑流模數(shù)和徑流系數(shù)均顯著小于混交林，桉樹林強(qiáng)烈的土壤蒸發(fā)以及表土較強(qiáng)的攔蓄能力是其重要原因；桉樹人工林對(duì)區(qū)域水資源安全存在威脅，雨季降雨偏少情況下其對(duì)水資源安全的威脅更嚴(yán)重，實(shí)行桉樹人工林面積總量控制、避免區(qū)域過度集中種植和減小連片種植面積可有效降低桉樹人工林對(duì)水資源的影響。08EU和MF集水區(qū)暴雨—徑流過程線形態(tài)相似，洪峰呈單峰型，漲落急促；暴雨和中大雨對(duì)08EU和MF總產(chǎn)流量的貢獻(xiàn)率分別75.3%、74.1%和7.0%、5.7%；混交林基流量(或基流模數(shù))顯著大于桉樹人工林，但桉樹林在久旱后的首次暴雨(50mm以上)中易于產(chǎn)生地表徑流，而在隨后的連續(xù)降雨中，混交林洪峰流量增速比桉樹林快。2011年6月至12月，桉樹人工林徑流系數(shù)為0.110，徑流模數(shù)為486.1m3·d-1km-2，比混交林分別低54.4%和60.9%，地表產(chǎn)流量為104.0mm，比混交林少162.3mm。 12

本詞條內(nèi)容貢獻(xiàn)者為:

趙陽(yáng)國(guó) - 副教授 - 中國(guó)海洋大學(xué)