我國的退耕還林工程是世界上規(guī)模最大的森林再造項目，然而各地所造森林普遍以純林為主、人工混交林為輔。普林斯頓大學牽頭的一項研究表明，純林和人工混交林中的鳥類和蜂類大大低于天然林，純林甚至低于退耕農(nóng)田。造林工程如何能夠更好地促進生物多樣性保護？

我國的退耕還林工程是世界上規(guī)模最大的森林復育、再造項目。工程以糧食、現(xiàn)金補貼以及技術(shù)扶持的形式，鼓勵農(nóng)戶對坡耕地以及植被退化的荒山進行人工造林。截至2013年，退耕還林工程累計投入政府資金近3000億元，重建了近2800萬公頃的山林。規(guī)模之大，全球絕無僅有。

退耕還林工程是在1998年全國洪災、農(nóng)村勞動力外流的大背景下啟動。1999年在西部三省試點，2000年在全國26省市全面鋪開。其核心使命是緩解坡地農(nóng)耕造成的水土流失，并支持農(nóng)戶脫離生產(chǎn)力低下的耕作方式、協(xié)助農(nóng)村經(jīng)濟轉(zhuǎn)型。此外，退耕還林工程也肩負著發(fā)揮森林生態(tài)功能、改善生態(tài)環(huán)境的重任。

圖1. 1998年的全國洪災，促使中國政府下定決心啟動退耕還林工程。

大規(guī)模的造林工程無疑具有重大的生態(tài)效應，畢竟土地植被是影響生態(tài)系統(tǒng)狀態(tài)和功能的決定性因素。工程運行15年來，退耕還林的生態(tài)效應已經(jīng)得到國內(nèi)外學者的大量研究，其結(jié)論也成為評估工程成效和決策的重要依據(jù)。然而，森林生態(tài)系統(tǒng)的生物多樣性保護功能卻被長期忽視：退耕還林對生物多樣性保護的意義，長期以來科學界一直沒有直接的研究。

2016年9月初發(fā)表在自然-通訊（Nature Communications）期刊上的一項研究填補了這個空白。這項研究由美國普林斯頓大學、中國科學院、四川大學和美國佛蒙特大學的研究團隊合作完成，結(jié)合文獻調(diào)研、野外生態(tài)和經(jīng)濟調(diào)查，首次評估了退耕還林工程對生物多樣性保護的意義及潛力。

這項研究首先通過文獻調(diào)研，分析全國范圍內(nèi)退耕還林工程所造的森林類型。這樣的分析是評估退耕還林工程的生態(tài)效應的基礎，也是首次在全國尺度上匯總退耕還林的森林類型。出于科學獨立性的考慮，研究團隊沒有采用政府的統(tǒng)計數(shù)據(jù)，而是廣泛搜集與退耕還林工程相關(guān)的研究論文，從中提取所造森林的樹種信息。

研究最終錄用了258篇中英文文獻。文獻中共提到202個縣：90%以上的縣種植單樹種純林，種植簡單的人工混交林（不超過5個樹種）的縣不到40%，而種植天然林的縣僅有3個。也就是說，各地所造森林普遍以純林為主、人工混交林為輔，天然林幾乎完全缺失。

圖2. 全國退耕還林工程所造森林以純林為主、人工混交林為輔。來源見參考文獻。

那么，如何評估所造森林對生物多樣性保護的效益和潛力呢？人造森林介于農(nóng)田和天然林之間：一端是退耕還林工程改造的對象——退耕農(nóng)田，一端是原本自然存在的植被類型——天然林。如果能比較退耕農(nóng)田、人工純林、人工混交林和天然林的生態(tài)效益和經(jīng)濟收支，我們就能回答這個問題。

為此，研究團隊聚焦四川盆地西緣，開展了為期兩年的生態(tài)和經(jīng)濟調(diào)查。研究地點位于四川盆地西緣向川西山區(qū)過渡的區(qū)域，涵蓋成都、樂山、眉山、雅安四市的七個縣。過去15年來，該區(qū)域一共復育了近5.5萬公頃森林。研究地點還靠近西南山地生物多樣性熱點地區(qū)。

圖3. 研究地點所在的四川盆地西緣不同的森林類型。

如何衡量不同類型的森林對生物多樣性保護的效應呢？

研究團隊選用野生鳥類和蜂類作為生態(tài)指標。學界公認鳥類能較好地代表野生動物對生態(tài)環(huán)境變化的反應，尤其是植被結(jié)構(gòu)的變化。而且大多數(shù)鳥類白天活動，適于進行高效、準確的野外調(diào)查。蜂類嚴格依賴花蜜花粉等食物資源，對植物花朵資源反應敏銳。與植被結(jié)構(gòu)相比，花朵資源的多少更多反映了植物種類的變化。

野外調(diào)查工作在2014年春夏兩季進行，覆蓋了退耕農(nóng)田、純林、人工混交林和天然林等四個森林類型。鳥類調(diào)查采用樣點調(diào)查法：調(diào)查員在有一定間距的樣點上記錄所有聽到和看到的鳥類。蜂類調(diào)查采用彩盤捕蜂法：通過彩盤上的彩色熒光染料吸引野蜂，用盤里的肥皂水淹死、捕捉被吸引而來的野蜂，后續(xù)用DNA方法鑒定野蜂種類。

調(diào)查結(jié)果表明：總體而言，純林對生物多樣性保護弊大于利。純林中鳥類和蜂類的種類和數(shù)量都不如退耕農(nóng)田，尤以蜂類為甚。人工混交林中鳥類的種類和數(shù)量高于退耕農(nóng)田，而蜂類的種類和數(shù)量也大大低于退耕農(nóng)田。跟天然林相比，純林和人工混交林的鳥類和蜂類種類和數(shù)量都有不小的差距，尤以純林為甚。

圖4. 鳥類和蜂類是生物多樣性的良好指標。論文第一作者華方圓和合作者采集蜂類，并用DNA條形碼技術(shù)鑒定物種。研究發(fā)現(xiàn)純林和混交林中蜂類很少，可能是缺乏蜜源植物。

那么，為什么所造森林絕大部分是純林呢？難道純林在經(jīng)濟上更劃算嗎？

2015年夏季，研究團隊重返2014年的調(diào)查地點，詳細詢問農(nóng)戶有關(guān)退耕還林森林生產(chǎn)的收支情況。結(jié)果表明，人工混交林與純林的利潤大體相當。其實，對于研究區(qū)域的農(nóng)戶家庭，林業(yè)生產(chǎn)只占收入的5-13%。

結(jié)合生態(tài)效益和林業(yè)經(jīng)濟的分析，在當前的造林模式下，推動純林向人工混交林的轉(zhuǎn)變不僅會帶來更優(yōu)的生物多樣性保護效應，同時不會造成農(nóng)戶的經(jīng)濟損失，也很難給農(nóng)戶帶來經(jīng)濟風險。事實上，純林更容易遭受病蟲害或面臨木材產(chǎn)品市場價格浮動的風險，不少農(nóng)戶更偏向于種植混交林，甚至逐漸自發(fā)改造純林。

圖5. 研究人員訪談了166戶農(nóng)戶，了解林業(yè)生產(chǎn)占家庭收入的比例。研究發(fā)現(xiàn)，改種人工混交林對生物多樣性更有好處，而且不會損害農(nóng)戶的經(jīng)濟收入。

因此，針對退耕還林工程對生物多樣性保護的意義，研究團隊提出兩點政策建議。第一，退耕還林工程應認真地考慮復育天然林?？茖W界應更重視天然林復育的生態(tài)學和經(jīng)濟學研究，為政策制定提供科學指導。第二，如果仍需依循當前的造林模式，應提高人工混交林的種植面積，降低純林的比例。目前所造森林絕大多數(shù)持續(xù)處于生產(chǎn)-砍伐的動態(tài)變化中，每一次砍伐都是復育新類型森林的契機。應充分利用這樣的契機，逐漸復育對生物多樣性更有利的森林。

許多研究表明，天然林和人工混交林較之純林，在水土保持方面有過之而無不及，同時還有諸多生態(tài)效應優(yōu)勢，如碳固定。生物多樣性保護并不是退耕還林工程的核心使命，但應該盡可能多地從工程對植被改造的過程中受益。在不違背核心使命的前提下，造林工程如果能夠更多地促進生物多樣性保護，將能更有效地改善生態(tài)環(huán)境。退耕還林工程如果能推進天然林、或者人工混交林的復育，將會帶來更多的環(huán)境紅利。

再造林（reforestation）是目前全球應對森林消減（deforestation）及其帶來的一系列環(huán)境、社會、經(jīng)濟問題的重要舉措，也在越來越多的國家推行開來，尤其在氣候變化日益成為全球挑戰(zhàn)的今天。退耕還林、天然林保護工程等重大生態(tài)工程，使得我國在大尺度再造林方面成為世界的表率。如何讓造林工作盡可能避免意外的環(huán)境損失，全面充分地實現(xiàn)有益的環(huán)境效應，是關(guān)乎我國以及世界再造林工作成效的科學和政策課題。