北京开启森林生态系统经营时代

生态环境攸关人类存续，生态文明攸关人类发展。北京作为共和国首都和国际化引领型大都市，林业走过了“绿起来、美起来、活起来”三个阶段，以“稳定、健康、优质、高效的森林生态系统”为目标的森林生态系统经营成为当前山区森林经营创新发展的历史必然。
从近自然经营到健康经营再到生态系统经营的探索
2020年7月，我国新修订的《森林法》正式施行，新《森林法》第六条提出“国家以培育稳定、健康、优质、高效的森林生态系统为目标，对公益林和商品林实行分类经营管理，突出主导功能，发挥多种功能，实现森林资源永续利用”，开启了我国以森林生态系统多功能经营为标志的现代林业发展之路。
山区森林是首都北京的生态基底，为了适应生态文明建设的需求，提高森林质量，山区森林抚育经营技术需要从传统的人工林抚育技术上升到森林生态系统经营。
近20年来，北京山区科学森林经营试点实验工作经历了近自然经营到健康经营，再到生态系统经营的探索发展。2020年以来，北京市园林绿化局组织国家林业和草原局森林经营工程技术研究中心、中林联林业规划设计研究院、北京西山实验林场和市属各专业机构的专家学者，基于多年试点实验示范的经验和成果，运用系统科学和系统工程的理论和方法，把经典森林经理学、培育学和生态学的理论技术和工艺案例融合到系统经营的创新目标下，系统性整合改进了《森林抚育经营作业规定》《森林抚育经营作业设计纲要》《抚育作业检查验收技术指南》和《森林抚育经营预算定额》等4个配套的森林抚育经营技术文件。
以2021年9月发布和培训新型《森林抚育经营作业设计纲要》为标志，北京山区森林经营已进入森林生态系统多功能经营的现代林业模式，成为北京山区生态文明建设新发展阶段的基本标志，随着北京山区森林抚育经营工程深入实施，逐步形成主导功能和森林结构各不相同、但都具有“健康、稳定、优质、高效”之共同特征的山区林业发展新格局，为北京实现“3060”双碳战略目标作出了实际贡献。
依据系统科学原理对森林生态系统进行解析和再组织
森林概念演化反映了人类认识森林和林业的科技发展过程。森林早期的定义为“是以乔木为主体的植被类型”，即东汉《说文解字》所载“平土有丛木为林”的意思。
20世纪初的林学认为“森林是以乔木为主体，包括伴生植物、野生动物及其环境的综合体”。随着生态学在20世纪后期的发展，提出了森林生态系统的概念，即“森林生态系统是以乔木为主体的生物群落，包括植物、动物和微生物及其非生物环境（光、热、水、气、土壤等）综合组成的、在生物与环境、生物与生物间具有物质交换和能量流动关系的自然生态系统”。
根据这个基本概念，我们基于森林是具有自然与人工复合系统特征的基本认识（因为完全自然的且不与人类活动有交集的森林几乎不存在），从系统科学的原理及经营科学目的出发，对森林生态系统的基本概念进行解析和再组织，其特点是可以在“完备性和不重复性”原则下对森林生态系统概念进行逐层解析和再组织，直到实现系统目标的结构格局出现，且具有操作的可行性时为止，即逐步确定系统目标、要素、关系、结构、功能、过程和边界的工作。
具体到北京山区森林生态系统经营，我们使用的基本概念为：“森林生态系统是由乔木和其他植物、微生物与土壤、鸟类和野生动物、限制性环境因子等4个要素构成的，具有丰富空间结构和完整生命过程的，能充分发挥其生态环境、文化景观、物质生产、基础支持等四大社会支撑功能的近自然生态系统。”从经营学和系统学角度解析和组织森林生态系统时，是以《森林法》提出的“稳定、健康、优质、高效”为系统的基本目标，“稳定”是抵御灾害和干扰因素的能力，“健康”是森林内部的物质循环和能量转换的平稳过程，“优质”指珍稀、高价值树种和个体的数量及比例、“高效”即生长量大。在这个整体目标前提下的四大系统要素，乔木和其他植物、微生物与土壤、鸟类和野生动物、限制性环境因子就是森林生态系统的4个子系统。
每个子系统又可以进一步解析和再组织，比如“乔木和其他植物”要素，可以是由大乔木、灌木、草本植物、活地被植物、层间植物等5个部分（要素）构成的二级子系统。而从“大乔木”这个要素角度，又意味着这个二级子系统可以进一步解析和重组为“珍贵高价值的、落叶或常绿硬阔叶的、软阔叶的、针叶的大乔木树种”这样的下级要素划分，其他要素的解析和组织过程均可以此类推；而“小乔木”不是经营学意义下的系统关键乔木要素，这就意味着山桃、山杏、黄栌等小乔木不能作为山区绿化的生态基底性树种，而只能做特定文化和景观功能需求下的补充或伴生树种使用。
在此基础上，分析要素之间的关系并构造系统的基本结构，确定系统的过程（即生命周期），从而产生各种系统功能，为实现系统目标作出贡献，这就是系统科学和系统工程理论的林学表达，以及该表达在北京山区森林生态系统经营中的典型应用。这个系统科学的基本原理对所有森林生态系统的构造和经营都有意义，经过系统解析和再组织设计的这个森林生态系统概念，是引导北京山区森林经营在“全要素调控”和“全周期经营”方向上创新发展的关键理论支持。
应用系统工程方法的作业技术系统设计
上述由乔木和其他植物、微生物与土壤、鸟类和野生动物、限制性环境因子等4个要素构成北京山区森林生态系统概念，是规定和引导森林科学经营有序开展的关键系统设计，而实现森林生态系统协力经营的作业技术系统也是由四个作业施工技术子系统构成，但却不与四个系统构成要素对应，即“非对称作业子系统设计”。
在2021年更新的《北京市山区森林抚育技术规定》中，设计的森林生态系统抚育经营作业技术系统包括的四个子系统分别是：主林层的抚育性采伐作业，林下层补植和促进天然更新作业，改进林分质量的辅助性作业，生态系统整体促进的作业。第一、第二子系统都是以乔木促进为目标的作业设计，只是根据林分结构特征或条件限制把主林层和林下层处理分别开来。改进林分质量的辅助作业子系统是以个体林木为对象的非采伐性促进措施，包括对目标树或优势木的修枝和整枝、对补植或天然更新幼苗幼树的浇水（菌液）、施肥、土壤改良、围栏保护等与自然协同的促进性作业处理。第四个“生态系统整体促进性作业子系统”则包括了林缘维护和功能性乔灌种植，人工近自然小型积水湿地建设，林中步道建设，野生动物的隐蔽地、觅食地、水源地、栖息地的维护和建设，林下腐生或共生食用真菌培育与保护，山脊生态脆弱带或沟底自然植被和物种多样性斑块维护等高于林木和林分层次的可选作业处理。
各个作业子系统有实施的必要性差别，并对整体目标实现有交互性支持作用。比如第一个抚育作业子系统是每次抚育经营作业都必须认真执行的，第二、第三子系统是鼓励实施的，第四作业子系统目前是按需要和可能选择项目实施的。而主林层作业中的特别目标树（辅助树）的标记和保护，就是兼顾了对鸟类、昆虫、小动物和腐生性微生物的保护促进处理。以改善野生生物水源条件为直接目标的林中小型积水地建设，反过来又提高了森林游憩康养的价值。这些要素与结构和功能的交互作用，就是在作业可行性原则下的非对称作业子系统设计要领。
总之，要达到促进森林生态系统整体进步的目标，最重要的是促进优秀林木个体快速进步的第一类作业处理，但是鼓励依据对象情况实行多个抚育方式组合配套的综合抚育，即在整体发展进步目标下制定4个作业子系统不同项目的组合处理设计。
以止于至善为更高追求的文明复兴展望
应用系统科学原理对森林生态系统开展的解构和再组织工作为森林经营提供了理论创新的科学性保障，而应用系统工程方法完成的作业技术系统设计则是技术创新的可行性依托。我们认为“生态文明”的要义就是对所有生命的保护和促进，简单地说，“生态”就是多个物种和多种生命形式共同生存的状态，“文明”就是指一个物种的发展以不威胁到其他物种的生存为底线，如果生态文明第一阶段的核心是对人类生命的尊重和保护，第二阶段以“善待动物生命”意识和行动为标志，则“善待树木和森林”的意识和行动就是第三阶段的标志，引导着林业以“向善的科学”之名去启蒙和加强人类在土地和森林经营活动中对大自然的尊重、保护与合理利用。
我们将以“大学之道，在明明德，在亲民，在止于至善”这三大指标为准则和鞭策，继续用系统工程的方法协调克服北京山区森林经营存在的系统性问题，从“明德”的高度思考森林生态系统协力经营的理，以“善待森林”的意识追求“至善”的象，以作业可行性体现“亲民”的术，以北京山区森林生态系统经营的努力推动首都生态文明发展，追求文化自信的林业发展道路。（陆元昌）
中国绿色时报 2022-07-08

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