自然游憩

 

我国的退耕还林工程是世界上规模最大的森林再造项目，然而各地所造森林普遍以纯林为主、人工混交林为辅。普林斯顿大学牵头的一项研究表明，纯林和人工混交林中的鸟类和蜂类大大低于天然林，纯林甚至低于退耕农田。造林工程如何能够更好地促进生物多样性保护？

我国的退耕还林工程是世界上规模最大的森林复育、再造项目。工程以粮食、现金补贴以及技术扶持的形式，鼓励农户对坡耕地以及植被退化的荒山进行人工造林。截至2013年，退耕还林工程累计投入政府资金近3000亿元，重建了近2800万公顷的山林。规模之大，全球绝无仅有。

退耕还林工程是在1998年全国洪灾、农村劳动力外流的大背景下启动。1999年在西部三省试点，2000年在全国26省市全面铺开。其核心使命是缓解坡地农耕造成的水土流失，并支持农户脱离生产力低下的耕作方式、协助农村经济转型。此外，退耕还林工程也肩负着发挥森林生态功能、改善生态环境的重任。

图1. 1998年的全国洪灾，促使中国政府下定决心启动退耕还林工程。

大规模的造林工程无疑具有重大的生态效应，毕竟土地植被是影响生态系统状态和功能的决定性因素。工程运行15年来，退耕还林的生态效应已经得到国内外学者的大量研究，其结论也成为评估工程成效和决策的重要依据。然而，森林生态系统的生物多样性保护功能却被长期忽视：退耕还林对生物多样性保护的意义，长期以来科学界一直没有直接的研究。

2016年9月初发表在自然-通讯（Nature Communications）期刊上的一项研究填补了这个空白。这项研究由美国普林斯顿大学、中国科学院、四川大学和美国佛蒙特大学的研究团队合作完成，结合文献调研、野外生态和经济调查，首次评估了退耕还林工程对生物多样性保护的意义及潜力。

这项研究首先通过文献调研，分析全国范围内退耕还林工程所造的森林类型。这样的分析是评估退耕还林工程的生态效应的基础，也是首次在全国尺度上汇总退耕还林的森林类型。出于科学独立性的考虑，研究团队没有采用政府的统计数据，而是广泛搜集与退耕还林工程相关的研究论文，从中提取所造森林的树种信息。

研究最终录用了258篇中英文文献。文献中共提到202个县：90%以上的县种植单树种纯林，种植简单的人工混交林（不超过5个树种）的县不到40%，而种植天然林的县仅有3个。也就是说，各地所造森林普遍以纯林为主、人工混交林为辅，天然林几乎完全缺失。

图2. 全国退耕还林工程所造森林以纯林为主、人工混交林为辅。来源见参考文献。

那么，如何评估所造森林对生物多样性保护的效益和潜力呢？人造森林介于农田和天然林之间：一端是退耕还林工程改造的对象——退耕农田，一端是原本自然存在的植被类型——天然林。如果能比较退耕农田、人工纯林、人工混交林和天然林的生态效益和经济收支，我们就能回答这个问题。

为此，研究团队聚焦四川盆地西缘，开展了为期两年的生态和经济调查。研究地点位于四川盆地西缘向川西山区过渡的区域，涵盖成都、乐山、眉山、雅安四市的七个县。过去15年来，该区域一共复育了近5.5万公顷森林。研究地点还靠近西南山地生物多样性热点地区。

图3. 研究地点所在的四川盆地西缘不同的森林类型。

如何衡量不同类型的森林对生物多样性保护的效应呢？

研究团队选用野生鸟类和蜂类作为生态指标。学界公认鸟类能较好地代表野生动物对生态环境变化的反应，尤其是植被结构的变化。而且大多数鸟类白天活动，适于进行高效、准确的野外调查。蜂类严格依赖花蜜花粉等食物资源，对植物花朵资源反应敏锐。与植被结构相比，花朵资源的多少更多反映了植物种类的变化。

野外调查工作在2014年春夏两季进行，覆盖了退耕农田、纯林、人工混交林和天然林等四个森林类型。鸟类调查采用样点调查法：调查员在有一定间距的样点上记录所有听到和看到的鸟类。蜂类调查采用彩盘捕蜂法：通过彩盘上的彩色荧光染料吸引野蜂，用盘里的肥皂水淹死、捕捉被吸引而来的野蜂，后续用DNA方法鉴定野蜂种类。

调查结果表明：总体而言，纯林对生物多样性保护弊大于利。纯林中鸟类和蜂类的种类和数量都不如退耕农田，尤以蜂类为甚。人工混交林中鸟类的种类和数量高于退耕农田，而蜂类的种类和数量也大大低于退耕农田。跟天然林相比，纯林和人工混交林的鸟类和蜂类种类和数量都有不小的差距，尤以纯林为甚。

图4. 鸟类和蜂类是生物多样性的良好指标。论文第一作者华方圆和合作者采集蜂类，并用DNA条形码技术鉴定物种。研究发现纯林和混交林中蜂类很少，可能是缺乏蜜源植物。

那么，为什么所造森林绝大部分是纯林呢？难道纯林在经济上更划算吗？

2015年夏季，研究团队重返2014年的调查地点，详细询问农户有关退耕还林森林生产的收支情况。结果表明，人工混交林与纯林的利润大体相当。其实，对于研究区域的农户家庭，林业生产只占收入的5-13%。

结合生态效益和林业经济的分析，在当前的造林模式下，推动纯林向人工混交林的转变不仅会带来更优的生物多样性保护效应，同时不会造成农户的经济损失，也很难给农户带来经济风险。事实上，纯林更容易遭受病虫害或面临木材产品市场价格浮动的风险，不少农户更偏向于种植混交林，甚至逐渐自发改造纯林。

图5. 研究人员访谈了166户农户，了解林业生产占家庭收入的比例。研究发现，改种人工混交林对生物多样性更有好处，而且不会损害农户的经济收入。

因此，针对退耕还林工程对生物多样性保护的意义，研究团队提出两点政策建议。第一，退耕还林工程应认真地考虑复育天然林。科学界应更重视天然林复育的生态学和经济学研究，为政策制定提供科学指导。第二，如果仍需依循当前的造林模式，应提高人工混交林的种植面积，降低纯林的比例。目前所造森林绝大多数持续处于生产-砍伐的动态变化中，每一次砍伐都是复育新类型森林的契机。应充分利用这样的契机，逐渐复育对生物多样性更有利的森林。

许多研究表明，天然林和人工混交林较之纯林，在水土保持方面有过之而无不及，同时还有诸多生态效应优势，如碳固定。生物多样性保护并不是退耕还林工程的核心使命，但应该尽可能多地从工程对植被改造的过程中受益。在不违背核心使命的前提下，造林工程如果能够更多地促进生物多样性保护，将能更有效地改善生态环境。退耕还林工程如果能推进天然林、或者人工混交林的复育，将会带来更多的环境红利。

再造林（reforestation）是目前全球应对森林消减（deforestation）及其带来的一系列环境、社会、经济问题的重要举措，也在越来越多的国家推行开来，尤其在气候变化日益成为全球挑战的今天。退耕还林、天然林保护工程等重大生态工程，使得我国在大尺度再造林方面成为世界的表率。如何让造林工作尽可能避免意外的环境损失，全面充分地实现有益的环境效应，是关乎我国以及世界再造林工作成效的科学和政策课题。