当前，我国人工林保存面积已达‌13.14 亿亩‌，位居‌世界第一‌，占世界人工林总面积的 27%。由于多种原因，我国部分森林质量出现了不容忽视的退化、低效问题，给区域生态安全带来极大的隐患。开展退化低效林生态修复与质量提升，是提升森林“四库”功能、实现绿色永续发展的必然选择。 

一

   近几十年来，国家重视西部生态脆弱区的生态治理与修复工作，将黄土高原生态保护与综合治理纳入国家生态文明建设的重点，持续加大投资力度，开展了一系列系统性、规模化的生态修复科研攻关与治理工作。 

 黄土高原先后实施多项重大生态工程，为区域生态屏障构建奠定了坚实基础。1978年启动的三北防护林工程，历经四期持续人工造林，黄土高原成为三北防护林核心建设区域，目前区域内绝大部分退化低效林均集中于三北防护林体系范围内。2000年前后，退耕还林（草）工程、天然林保护工程相继实施，多项生态工程叠加推进，在黄土高原全域营造了大面积连片人工防护林体系，构建起抵御风沙、保持水土、涵养水源的区域性生态屏障，彻底改变了区域生态景观，实现由黄到绿的转变。 

 黄土高原一系列生态工程的实施，让森林资源总量持续增长，森林覆盖率逐年稳步提升，区域生态环境得到全面改善，主要表现为如下三个方面：大面积人工林有效固定表层土壤，大幅降低水力侵蚀与风力侵蚀强度，区域土壤侵蚀模数持续下降，黄河泥沙较治理前大幅降低；生态治理有效改善区域人居环境，遏制土地荒漠化扩张，筑牢西部生态安全屏障；林业产业、森林康养、林下经济、生态旅游等绿色产业逐步兴起，带动农村产业结构转型升级，为乡村振兴注入绿色动能。 

 黄土高原长期大规模、高强度的人工造林建设，受技术局限、造林理念、自然条件约束等多重因素影响，引发了一系列新的生态问题，衍生出大面积退化低效林分。当前黄土高原人工林普遍存在流域产流量显著降低、林地森林耗水量持续增加、河川径流大幅减少的水文失衡问题，大面积林地出现土壤干燥化、土壤含水量持续偏低的双重现象。同时，人工林林分结构不合理问题突出，早期造林多采用单一树种、高密度种植模式，导致林分内部通风透光条件差、养分水分竞争激烈，树木生长态势衰弱，林分整体稳定性较差。多数人工林缺乏林下植被自然更新机制，群落结构单一、生态系统完整性不足，自我调节和自我修复能力较弱，最终形成大面积生长缓慢、功能衰退、生态效益低下的退化低效林。 

 以陕西省三北防护林体系为例，区域内亟待抚育改造的人工中幼龄林面积高达117.35万公顷，占区域人工林总面积的54.8%，过半人工林为低效林分。大面积退化低效林的存在，不仅无法发挥水土保持、防风固沙、涵养水源的核心生态功能，反而造成土地资源、水土资源、林业资源的浪费，制约区域生态系统稳定。 

二

 黄土高原退化低效林呈现出分布面积大、覆盖范围广、退化类型复杂多样、生态修复难度大、配套技术储备不足的特点，导致区域防护林生态功能持续弱化，生态系统稳定性持续下降。针对退化低效林修复难题，国内众多学者开展了大量研究，围绕退化低效林的概念界定、成因机制、改造技术、修复模式、成效评估等多个维度形成了丰富的研究成果。 

 黄土高原退化低效林的形成并非单一因素导致，而是自然条件、人工造林、经营管理、人为干扰等多重因素的作用结果，形成机制复杂且区域差异明显。从自然禀赋来看，黄土高原属典型的温带大陆性半干旱气候，降水较少且分布不均，多集中在夏季短时暴雨，全年蒸发量远大于降水量，区域整体水资源匮乏，水土资源匹配度较差，复杂的立地条件是导致林分退化、低效化的先天致因。 

 从人工造林与营林管理来看，早期生态工程建设以快速增绿、扩大森林覆盖面积为主，忽视了植被与自然立地条件的适配性，存在树种选择不当、造林模式单一的问题。多数区域盲目引种速生乔木树种，违背区域自然植被演替规律，人工植被与区域水分、土壤、气候条件不协调。同时，早期营林技术体系不完善，造林规划缺乏科学性，普遍存在种植密度过大的问题，且后期抚育间伐、修枝整形、病虫害防治、水肥调控等营林措施缺位，重造林、轻管护的问题普遍存在。 

 在形成机制研究方面，黄土高原低效林分的形成是营林措施、立地条件、林分结构、人为干扰等多因素共同作用的结果。早期造林密度过大，导致林木种内竞争激烈，水肥光照资源不足，林木生长缓慢、长势衰弱；后期缺乏科学抚育管护技术，林分长期处于无序生长状态；造林树种单一，纯林占比过高，生态系统抗逆性差，极易爆发大规模病虫害；区域长期水分亏缺，水资源无法匹配林木生长需求，树木与立地生长条件严重失衡；加之持续的人为活动干扰，多重因素叠加最终形成大面积低效林分。同时，区域差异性显著，不同县域、不同立地类型的林地，主导退化因素各不相同。而对于退化林而言，除上述基础因素外，林木生长进入生理成熟期后，自身生长活力衰退、新陈代谢能力下降，成为林分持续退化的主要限制性因素。 

 在改造技术与修复模式方面，国内学者依据林地退化特征，将退化林划分为树种型退化、植被型退化、立地型退化、干扰型退化四大核心类型，并针对性研发差异化修复技术与治理模式，因地制宜开展精准改造。例如在甘肃会宁黄土丘陵区，针对杨树纯林退化、林下植被匮乏、生态功能低下的问题，优化造林密度结构，将林地造林密度严格控制在每公顷1110株，采用株间补植、行间优化、带状改造的复合栽植模式，同时科学制定采伐方案，有计划地对衰老、弱势杨树进行渐伐、择伐、适度皆伐，为林下云杉等乡土优质树种释放生长空间，有效提升了云杉生长量与林地整体生态功能，改造实践取得了显著成效，为同类区域低效林改造提供了可复制的实践经验。 

 黄土高原退化低效林修复的发展历程可分为三个阶段：初期造林治理阶段，核心目标是提升植被成活率、扩大林地面积，以单一防护林营造为主，经营模式粗放、功能单一；依托近自然林业理念，摒弃单一纯林种植模式，通过调整树种结构、营造乔灌草复合林分，优化林分生态结构，提升林地稳定性；系统性修复阶段，立足“山水林田湖草沙”生命共同体理念，突破单一林地改造思维，从全域生态系统角度开展综合治理，以生态功能提升为导向，实现林分结构、水土资源、生态系统的全方位修复。治理思路从单纯调整林分密度、树种组成的结构性修复，升级为全域、系统、功能化的提质增效治理模式。 

三

 近年来，围绕退化低效林修复机理与技术，我于2018-2021年主持国家自然科学基金面上项目—黄土高原植被恢复过程中凋落物分解策略及其微生物驱动机制；2022-2025年间，联合陕西省林科院，主持承担了陕西省林业科技创新计划重大项目—退化低效林质量精准提升关键技术研究与示范。通过在丘陵沟壑区与风沙区多年的实验观测、数据集成和技术优化，深入开展了退化低效林的分布特征、主要影响因素、形成机制、修复技术及地域模式等方面的研究，成果可有效改善退化低效林质量，提升林分生态服务功能。 

 在退化低效林分布与成因方面。通过大范围实地踏查与系统分析，黄土高原退化低效林主要是自然条件差、树木选择不当、植被与自然不协调、营林措施不到位、人为干扰等原因造成的，其中，生理限制是退化林分能形成的主要内因。土壤水分亏缺、植被立地适配性差、经营模式单一、效益低下等问题，制约了该地区林业的高质量发展。当前，退化低效林呈现分布面积广、覆盖范围大、类型多样复杂、修复难度逐年递增、配套技术储备不足、修复途径单一等典型特征。 

 在退化低效林水肥与生长关系方面。明确了黄土高原人工刺槐林水分利用效率和氮素利用效率的空间分布格局及其影响因素，发现纬度在刺槐水分利用效率中起着重要作用，土壤铵态氮和全氮含量对养分利用效率作用明显，而刺槐的生长主要受磷限制。进一步明确了刺槐水分利用效率及植物-土壤化学计量特征对林分质量的响应特征，阐明刺槐形态指标、光合性能和抗氧化参数对不同水肥供应水平的可塑性响应。进一步解析了不同水肥梯度下植物-土壤-微生物系统的生态化学计量特征与内稳态调控机制，探明了黄土高原人工刺槐林生长的生态适宜性范围。 

 在退化低效林土壤微生物方面。明确了刺槐林地非根际—根际土壤微生物群落构建机制及其主要驱动因素，随机过程和确定性过程同时主导土壤细菌群落组装，而确定性过程主导土壤真菌群落的组装，且二者在根际与非根际生态位之间存在显著分异。发现刺槐通过改变根系代谢特征来影响根际功能，明确了根系分泌物在塑造根际微生物群落中的重要作用；根系分泌物中的关键组分显著影响根际细菌的扩散限制和生态漂移过程，并通过根际细菌及根际环境调控根际土壤多功能性。 

 在退化低效林土壤有机碳方面。随着刺槐恢复年限增加，土壤有机碳含量显著上升，刺槐恢复通过调节木质素酚和微生物残体影响有机碳的组成。木质素酚侧链的氧化程度与刺槐林龄呈显著负相关，土壤中微生物残体含量随林龄增长持续累积。木质素酚的选择性保留效应与土壤微生物合成代谢过程，是驱动黄土高原刺槐林地土壤有机碳积累、提升有机碳稳定性的核心机制。 

 在退化低效林结构优化方面。以黄土丘陵区的山杨、栎类天然次生林为对照，选取林龄相近的刺槐纯林、油松纯林及刺槐油松混交林为研究对象，明确了亟需开展林分结构优化的林分类型，完成了低效林的判别、分类分级、低效成因及结构优化配置研究，分析了优化措施实施后低效林分的发展趋势。基于森林生态功能提升目标，构建了功能导向型林分结构调控技术体系，解析了林分结构与生态功能的耦合关系、影响路径及作用强度，量化了关键林分结构因子的合理调控范围与临界阈值，为低效林结构化精准改造提供了量化标准。 

 在退化低效林调控技术方面。明确了土壤养分贫瘠是制约风沙区典型植被群落提质增效的核心障碍因子，探明了风沙区混交林退化的关键机制：地表凋落物留存困难、腐解速率缓慢，林木根系养分竞争激烈，加之化感负效应叠加，最终导致土壤氮磷养分持续衰退。针对沙化贫瘠林地，创新研发了功能菌组强化技术，通过强化生物质腐解、促进土壤氮磷释放，构建了沙化贫瘠土壤肥力改良与微生物区系培育技术，可有效提升土壤养分储量、改善土壤微生物群落多样性与功能稳定性。同时，从森林抚育措施的精准应用、近自然恢复与多功能经营推进、功能导向型提质增效，以及多途径改造与质量提升等四个方面，系统总结并归纳了相关的技术模式。 

 退化低效林生态修复与质量提升，是践行“绿水青山就是金山银山”理念的重要生态实践，可有效统筹黄土高原区域生态保护与绿色发展，持续改善区域生态环境、提升生态系统整体质量，实现森林生态系统结构、功能与服务的协同优化，对助力黄河流域生态保护和高质量发展、筑牢区域生态安全屏障具有重要的现实指导意义。

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