我叫邓磊,是林学院2011级森林培育专业在读博士生。在“西北农林科技大学研究生国外短期访学项目”的资助下,我有幸于2013年1月至4月赴德国慕尼黑工业大学进行了为期三个月的访问学习。我前往的外方单位是慕尼黑工业大学森林培育研究所(Institute of Silviculture, Technical University of Munich),导师为Reinhard Mosandl教授。短短的三个月时间里,不仅仅在科研方面收获很多,同时也深深的被德国大学良好的学术氛围和校园文化所感染。访学期间,我按照之前预定的科研计划,顺利完成了研究内容,积极参加相关学术交流,认真撰写SCI论文。同时,与国内外同行建立了良好的交流关系,为以后的互相学习和合作奠定了良好的基础。现将访学期间的感受与大家分享:
一、访学主要工作及成果
通过在德国慕尼黑工业大学森林培育所的访问学习,主要了解了森林近自然经营在德国的起源发展过程和森林近自然经营的核心技术理论;对德国巴伐利亚州欧洲栎林和云杉林样地的近自然经营为例,系统了解近自然经营应用中关键技术、效益评价的方法和指标筛选;明确了林木目标树、干扰树选择标准;抚育间伐强度的确定;林下幼苗更新和灌草层发育的具体操作方法。在野外样地参观中,Alexander Abt博士以当地栎林为对象分别讲解了如何判别林木种间关系、如何确定目标树、干扰树、辅佐木等关键技术。Hany El Kateb研究员在室内数据处理和分析给予了指导和帮助,同时介绍了慕尼黑工业大学森林培育研究所在亚洲、欧洲、非洲以及中东地区开展森林近自然经营取得的成果;通过案例说明森林近自然经营在不同地区产生的技术关键、技术难点、评价指标;强调森林近自然经营理论应该结合当地的生态环境和气候土壤条件;重点是应用近自然经营的基础理论和技术理念,而非古板机械的使用每项指标和技术措施。 Anton Fischer教授在论文写作中给予了指导和建议。
根据德方专家慕尼黑工业大学森林培育研究所所长Reinhard Mosandl教授的指导和建议,在栎林的定向培育中,要注意种间关系,对目标树影响不大的林木,应该尽量保留;定间伐强度保持在25%左右,以维持林地生态系统稳定性。Reinhard Mosandl教授强调森林近自然经营的关键是:既要进行抚育间伐促进林木生长,又要保持森林生态系统的稳定性;维持林业持续发展,就必须充分利用自然力,顺应群落演替趋势,减少森林经营过程中的林产品收获生态防护功能的波动性,真正达到培养高品位、大径级木材和林产品,实现森林防护功能稳步提提升的目的。
二、个人的收获与体会
1.访学期间在学术上的收获:
通过在德国慕尼黑工业大学森林培育研究所三个月的访问学习,在学术上收获很多,在领悟到德国人对待科学研究的严谨态度的同时,真正理解了“消除主观误差,科学调查做到真正的代表性”这句话的深刻含义。
德国的林学野外调查与国内野外调查存在很大的不同。以样地调查为例,要求首先做到真正的“随机选点”和“均匀分布”;样地的选择方法为:在一个大区域内分布着不同的小流域,需要调查的样点在各个流域内标明,随机抽取要调查的样点。在样地的选择中,需要做到的是到达选取的样点后,由罗盘随机抽取8个方向(东、南、西、北、东南、西北、西南、西北、东北)中的一个方向,进行样地调查。重复样地的距离不小于200米。在样地调查中,以样地面积为20m*20m为例,乔木在所设置样地内进行每木检尺,灌木样方面积为2m*2m,草本样方面积为1m*1m。灌木、草本样方设置在样地中心,将中心面积10m*10m样方,均匀划分16等分,在每个小样方内调查灌木和草本。在乔木郁闭度的测量中,将郁闭度等级分为1、2、3三个等级,分别是完全郁闭、半郁闭和少数郁闭。在调查时均匀在样地中拉取5条直线,根据样地面积、均匀在每条直线上布点,测定每个点垂直上方乔木郁闭等级,最终算取平均值就是整个林地乔木郁闭度。与国内林学野外调查相比,以上的这些方法在获得数据方面会更精准,值得我们借鉴学习。
森林近自然经营技术是当今林业最受欢迎的一种经营方式,它是一种人工和自然相结合的森林经营方式。通过在德国慕尼黑工业大学森林培育研究所的学习,对森林近自然经营技术有了更加深刻的理解。主要在以下三个方面:在森林造林方面。单一的树种会导致林份结构简单,同龄、单层、林下更新匮乏等问题,长远角度看这种经营方式会导致林木抗病能力差、林木质量退化。未来造林应注重混交人工林的营造,进而达到异龄、复层、稳定的目的。在森林间伐方面。森林的近自然经营只对影响目标树的干扰树进行清理,而对林地上不干扰目标树生长的藤本、枯立木、弯曲木、被压木、多头木、幼树、幼苗、灌木等不进行清理,让其自然生长。对于针叶目标树(如:油松)应去除主杆8米以下的枯枝,以促进主杆枯枝节点处损伤的恢复,进而提高木材质量。从幼龄林到成熟林对乔木分阶段经营,乔木生长最关键阶段为单株胸径(DBH)生长到14厘米长度阶段。当DBH<14cm时,除过稀疏控制密度外,可以不进行任何抚育措施。当DBH达到14cm时,应选择目标树重点培养,目标树的数量最好控制在每公顷10株左右,每10年为一个调整期,进而调整目标树的培养方式。在森林更新方面。在注重实生幼苗培育的同时,也应重视萌生林的培育。对于有萌生能力的树种(如:栎类)可以利用无性生殖特点,同时培养萌生林和大径级木材。在获得薪碳材的同时培育高品质木材。在能获取大量含淀粉种子的林下进行动物养殖,在注重绿色健康食品的今天,充分利用林下资源提高经济收益。
栎林在德国文化中占据着独特的地位,德国产的欧元硬币上都印着这种历经千年、丰满粗壮的栎树叶子。德国又是欧洲近自然经营理念和实践的发源地。慕尼黑工业大学森林培育研究所在对栎林以及针阔混交的近自然研究方面有着多年深厚的经验,在栎林等木材加工利用方面具有权威性。借鉴他们在森林经营过程中的经验与科学的方法,对我国的林业发展有着重要的指导意义。
①德国是最早开始近自然森林经营的国家,也是近自然森林经营最发达的国家。目前在德国看到的近自然森林经营体系的主要手段分为抚育和择伐(分为很多种不同的程度),甚至单株木经营体系连抚育也不用。这就是近自然森林经营的特点,也就是说人类对森林进行的利用是“近自然”的抚育和干扰,主要由森林自己生长。当然,近自然森林经营可以分为很多种,根据利益不同,各个地方环境不同会有很多差异。概括地说,就是在林子里每一定面积中选一棵最好的目标树,在一定时间内把与其形成竞争的树木砍伐掉,而砍伐多少也需要具体研究才能决定,有的时候全砍,而有的时候一次只砍一棵。这样虽然也有木材产出,但是把林中最好的树木保留了下来,也就等于保留了森林最基本的群落。同时,这些目标树因为得到了发展空间而长得更好。其次,因为在抚育目标树时砍掉的树木是与目标树形成竞争的林木个体,所以也是不错的木材,可以卖不错的价格。当然近自然森林经营其实只是与自然和谐发展的一种方法,科研工作者们还在做许多实验,不断改进。
②德国的木材加工企业使用的都是大径级圆木,从木材进入厂内到产品的形成,一切为机械化,工作效率高,所以一个生产环节也就是2个工人,一条龙式的作业方式,从木材的预处理到产品的形成所需时间很短;对木材的利用程度高,尤其是通过机械平削木材形成光薄的面板,其纹理和色泽完全呈现出自然状态,生产环节没有大量的锯木产生。在国内,尤其是分布在农村和林区的小型的木材加工企业,设备简陋,无论是加工进口圆木还是国内圆木,其主要工艺就是把圆木电锯成木板,再用木板加工成各式家具、办公用品等;工艺化程度较高的企业,加工生产木工板、面板及其他建筑装饰材料,在加工过程中,大量使用甲醛等化工原料;有的为了增加产品外观,人工模拟木材花纹和颜色,以假乱真,装饰材料散发出的气体对人的危害已成社会共识。而德国木材加工完全体现出的是一种木材的自然美,很注重对环境的保护和人的健康。在德国的木材加工厂根本闻不到那种刺鼻的化学原料气味。在如何提高木材利用率、增加木材的附加值等方面德国的经验值得借鉴。
③本次国外学习参观了德国巴伐利亚州山地混交林,德国专家在样地的研究中,将采伐强度利用郁闭度来表示,比较直观。因为在生产上,国内一直是按采伐蓄积来计算采伐强度,采伐强度上限是30%,目前存在的问题是在林木株数多的情况下,达到合理的郁闭度,采伐强度就有可能超过30%,即使达到30%的采伐强度,郁闭度未必适合林下幼苗更新和幼树生长。用采伐蓄积作为采伐强度不直观,也很难掌握,而用郁闭度来衡量,相比之下直观性强,样地的示范作用也明显。德国比较重视森林的多功能作用,从联邦政府和州政府对林业实施的一系列法规中就可以看出对森林的重视。培养高品位、大径级木材是立足之本。中国的森林无论是天然林还是人工林,位于贫瘠的土石山地,生境严酷,森林的首要功能是涵养水源、保持水土。尤其在黄土高原。所以有专家提出,根据生境和森林的作用划分森林的功能。如在立地条件好的生境,森林的主要培育方向就是用材林;在生境严酷的地方,培养的方向就是水土保持林,即使经济效益低。若一味按近自然经营培养大径级木材势必本末倒置。
2.对外方院校校园文化的认识
以前听说国外的大学没有围墙,这次见证了德国慕尼黑工业大学确实没有围墙,始终没有见到校门口是怎样的一个布局。因为在国内大学要么被砖围墙所包围,要么被铁护栏所包围,而且大门都很具有气势。慕尼黑工业大学校园建筑外表朴素,没有5层以上的高楼,而且内在充实,如林学院大楼楼道摆设着木材标本,很艺术,有效利用墙壁进行实物、图片宣传,小型实验室很多。学校也很人性化,在研究生临时休息室,摆放有巧克力、咖啡饮品,供学生休息时使用。学院研究所有自己的一间图书室,保留有1825年的最早一部专著,学校也以此为荣。
与国内院校不同,德国学生在餐后更加注重交流,往往在用餐结束后很多学生带着电脑或者书本在校园随意的一个角落进行讨论。导师与学生的交流很多时间也会在午餐结束后到下午工作开始前,在实验室的休息间,不论是生活琐事还是实验设计,每个人都会很热烈的讨论交流,大家相互交流一下最近的科研问题,同事间的交流能够迅速发现自己在实验中的不足,做到及时改进。
三个月的访问学习,虽然时间很短,但是让我在生活、科研等方面有了很大的提高。德国的访学经历开拓了我的视野,丰富了自己的知识,提供了新的研究思路。最后,再次感谢西北农林科技大学研究生院为我提供的这次国外访问学习机会,感谢德方教授和朋友在国外对我学习和生活的帮助照顾。