抚育采伐强度

1抚育间伐的强度抚育采伐的强度是指砍伐多少林木，保留多少林木，也就是通过采伐将林分稀疏到何种适宜程度的问题。由于不同程度的抚育采伐对林地光、热、水分等环境条件产生的影响不同，因而对林分的高生长、直径生长、材积生长、材质以及工艺成熟期等均产生不同程度的影响。因此，合理地确定抚育采伐强度，在营林工作中具有很大的意义。一、抚育采伐强度的表示方法常用的表示方法有以下两种：①以每次采伐木的材积(v）占林分蓄积量(V)的百分率表示采伐强度(Pv)：Pv=v／V*100％也有以采伐木的总断面积(g)占林分原总断面积(G)的百分率表示采伐强度(Pg)：Pg＝g／G*100％用Pg求得的疏伐强度与Pv相比较常相近似，所以这二种可以看作是一种表示方法用材积(或断面积总和)表示抚育采伐强度的方法可直接了解间伐材的数量，林分疏密度降低的情况，因此。在经济上和林分生物学特性上均有一定的意义。但是它不能说明采伐后林木营养面积的变化，在施工时不易掌握采伐强度。②以每次采伐木的株数(n)占原林分总株数(N)的百分率表示采伐强度(Pn)：Pn＝n／N*100％用株数百分率表示抚育采伐强度，可以了解营养面积的变化，在施工时比较容易掌握。人工林抚育采伐时，常采用这种方法表示采伐2强度。但在不同密度的林分中，虽采用相同的采伐强度，而保留木的密度却有很大的差异，必要时还得补充说明保留木的密度。以株数百分率表示采伐强度，可能产生以下问题：下层抚育时是砍小径级的；上层抚育时是砍大径级的；机械抚育时是大、小径级均砍。所以，常常砍伐的株数的百分率相同，但伐后林分结构却有很大的差异．因此，在实际工作中为更好地说明生长抚育强度，上述两个指标往往同时应用。亦可以用采伐木的平均直径(d2)和伐前林分平均直径(d1)之比(d)，即d＝d2/d1，表示两者之间的关系：Pv＝d2*Pn当d1时，则按材积计算的强度大于按株数计算的强度，出现于采用上层抚育法。当dl时，则按材积计算的强度小于按株数计算的强度，出现于采用下层抚育法。当d＝1时，则二者相等，出现于采用机械抚育。例如，某林分采用下层抚育时。按株数计算的采伐强度为36％，采伐木平均直径(d2)为6.5cm，伐前原林分平均直径(d1)为8.1cm。它们的比值为0.8，则以材积计算的强度Pn＝(0.8)2×36%＝23％在实践中，亦有用郁闭度或疏密度作为表示或控制的方法。采伐强度如用采伐木的材积占伐前林分蓄积量的百分率表示。一般分为4级：3弱度：砍去原蓄积量15％以下；中度：砍去原蓄积量16~25％；强度：砍去原蓄积量26~35％；极强度：砍去原蓄积量的36％以上．在抚育采伐时，每次采伐的强度与抚育采伐的总强度是两个不同的概念．总强度是以各次采伐所取得的材积总数占主伐时蓄积量的百分率表示之．总强度也可分为4级：弱度：占主伐时林分蓄积量的40~50％；中度：占主伐时林分蓄积量的51~75％；强度：占主伐时林分蓄积量的76~100%；极强度：占主伐时林分蓄积量的100％以上。有些高度集约经营的林分，进行多次生长抚育总强度常可达强度或极强度。强度等级弱度中度强度极强度Pv%（蓄积）10-1516-2526-3535Pn%（株数）10-2526-3536-5050二、确定强度的方法一个林分应该采取何种抚育采伐强度，是一个需要从多方面考虑的，比较复杂的问题。它既取决于经营目的、运输劳力、小径材销路等经济条件，又要考虑到树种特性、林分密度；年龄、立地条件等生物因素。培养大径材的林分，应在早期采用强度较大的间伐，以期提4早工艺成熟期和长成大材。培育矿柱、椽、檩等中、小径材的林分，为了提高单位面积产量，宜采用强度较低的多次抚育采伐．在运输条件好，小径材有销路的地区，可采用弱度抚育采伐，反之抚育采伐强度宜大。以树种特性而论，大部分速生树种如杉木、松树、水杉、落叶松、杨树等，都需要充分的光照才能迅速生长，这些树种顶端优势旺盛、主干明显，可以采取较大的强度。但榆、刺槐、枫杨等虽亦属速生树种，但顶端优势不明显，林分密度低时往往枝杈丛生，影响通直圆满的主干形成，降低材质。因此，在没有形成一定长度的主干前，为了抑制这类树种的侧枝生长，宜采取弱度抚育。有的阴性树种如云杉、冷杉等，据研究其同化作用的最适光照在幼龄期是全光照的30％，随着光照的增强，同化作用反而降低，因此，这些树种组成的森林，应使林分保持较大的密度，抚育采伐强度宜小些。以林分年龄而论，壮龄期，林木正处于旺盛生长阶段，树冠扩展快，生长抚育后，树冠可迅速恢复郁闭，充分的营养空间可提高直径、材积生长量，可采取强度较大的抚育。中龄以后的林分，生长势减弱，树冠恢复较慢，抚育强度宜小些。尤其是过去未曾抚育过的、密度较大的中龄林，林木往往细长，抚育强度过大易遭风倒雪折等危害，抚育时宜谨慎施行。以立地条件而论，立地条件好的地方，林木生长旺盛，可取较大的强度，反之宜采取较小的强度。陡坡、阳坡、河滩等地的林分起水土保持的作用，宜保留较大的密度，采取弱度抚育。5总之，合理的抚育采伐强度应该符合以下的要求：①有利于提高林分的健康和稳定性，不致因林分过度稀疏而造成杂草滋生以及受风、雪危害；②有利于改善林分的生态条件，促进保留木的材积生长和形质生长；⑧有利于经济收入，每次抚育采伐量应力求稍大些，但最终又不减少木材的总产量。为了维持林分最大产量，每次抚育采伐量不应大于采伐间隔期内的林分总生长量，在实际生产时，应使抚育采伐量稍低于生长量。抚育采伐强度确定的方法，比较理想的是应该通过长期的、不同抚育采伐强度的定位研究，制定出在一定立地条件上，与经营目的相适应的，以及各不同生长发育阶段林分应保留的最适株数，以此作为标准来确定现实林分的间伐强度。目前确定间伐强度的方法分定性的与定量的抚育这样两大类。(一)定性的方法根据树种特性、龄级和利用的观点，预先确定某种抚育采伐的种类和方法，再按照林木分级确定应该砍去什么样的林木，由选木的结果计算抚育采伐量，故称定性抚育采伐。1、根据林木分级按照林木的分级，确定哪一等级或某等级中的哪一部分林木应该砍掉，从而决定采伐强度。例如，采用中等强度的下层抚育法，要采伐按生长级区分的全部V级木和部分Ⅳ级木(Ⅳb)。2、根据林分郁闭度和疏密度用林分郁闭度和疏密度计算与控制强度。当林分郁闭度或疏密度达到0.9左右时，应该间伐，一般强6度控制在保留郁闭度0.6和疏密度0.7以上。(二)定量的方法根据林分的生长与立木之间的数量关系，在不同的生长阶段按照合理的密度，确定砍伐木或保留木的数量，故称定量抚育采伐。在林分中，影响林木生长的因素很多，其中密度是生产上较为容易控制的一种因素，可通过抚育采伐调节林分密度，以影响林分的生长。由于调节密度的依据不同，从而出现各种各样定量的方法。1、根据胸高直径与冠幅的相关规律确定：树冠幅度的大小，反映每株林木营养面积的大小，对直径生长影响甚大。一般冠幅愈大，胸径愈粗，所占的营养面积也越大，其结果必然会引起单位面积上林木株数的减少。可以根据直径、树冠幅和立木密度的相关规律，推算出不同径级林分适宜的密度指标，用此指标作为确定间伐强度的依据。据报道，直径生长与冠幅大小的关系不受立地条件与林木年龄差异的影响，而且林分平均胸径比较容易测定，所以应用较为普遍。江西省林业科学研究所和奉新县磉下林场，在不同立地条件和不同类型的杉木林分中，调查了1136株5~20cm径级的树冠面积和胸径，发现树冠面积依胸径变化的规律呈双曲线关系，其回归曲线方程为：CW＝D/2.8617－0.03498D相关系数r＝0.98，回归估测误差土5.1％。式中：CW—各径级平均树冠面积；D—胸径变量。理论树冠面积和密度指标用于确定各种平均胸径林分的适宜密度，可作为确定抚育采伐开始期、抚育采伐强度、保留株数和抚育采7伐重复期的参考依据。黑龙江省尚志县一面坡林场，根据落叶松人工林胸径与冠幅呈二次抛物线的关系，采用最小二乘法配制冠幅直径和胸径的回归方程：Y＝0.9533+0.118x+0.0013x2(Y—冠径。x—胸径)按照这一方程求出不同胸径的冠幅直径的理论值，推测出不同径级的林木树冠直径和它所需要的营养面积，从而确定出人工落叶松林，在不同的胸径阶段应保留的合理密度。间伐木的株数就是林分每公顷现有株数与相应径级每公顷理论株数的差。例如，该场某14年生人工落叶松林，每公顷现有株数为3755株，单株立木最适营养面积为3.14m2，每公顷适宜株数为3185株，则应间伐570株，按株数计算的采伐强度为15％。黑龙江省林科所经过相关运算，直接提出了人工落叶松林最大密度(Nm)依胸径(D)变化规律的经验式：Nm＝100.99＋23036.67/D，只要确定了林分的平均直径，就能计算出林分保留的最大密度。国外也有按抚育间伐后保留木应有的平均直径确定保留株数的经验公式：N＝10000/0.164d式中：0.164—系数；N—伐后应保留株数，d—保留木平均直径。上式为乌道特经验式，根据有的国家用橡林标准地对这个公式的检查，认为在大多数情况下是适用的。运用这个公式确定抚育采伐强度，必须事先根据所采用的抚育采伐方法估算保留木的平均直径。根据原农林部1977年举办的北方14省(市、区)国营林场森林抚育采伐训练班．在黑龙江省盂家岗林场16年生人工落叶松林的调8查和计算，在采用下层抚育时，保留木的平均胸径为9cm，以乌道特公式所计算保留木应有株数：N＝10000/0.164×9×91/2=2258以这个数据与应用其它计算人工落叶松林海公顷适宜的保留株数比较接近，因此这个公式是可以作为参考应用的。2、根据树高与冠幅的相关规律确定：树冠直径与树高的比值称作树冠系数，它随树种、年龄和林分密度的不同而发生变化。在密度适宜，连年生长量较大的林分内测得树冠系数，可用来确定其它林分的抚育采伐强度。一般在计算抚育采伐强度时，常取1/5树高。如以H表示树高，则每株立木所需营养面积约为(H/5)2，则lha保留株数(N)为：按照这个方法只要求得了林分平均高(亦有用优势木平均高)，就能计算出林分应砍伐和保留的株数，从而决定采伐强度。据研究，树冠系数随着年龄有如下的变化：I龄级为1/4，Ⅱ龄级为1/5，Ⅲ、Ⅳ龄级为1/6，V龄级为1/5。也有人提出阴性树种(如云杉、冷杉)用树高1/6，阳性树种(如樟子松、落叶松)用树高1/4较为合适。因此，在具体应用时，均需根据具体年龄和树种特性，通过调查研究，确定出合适的系数后，结果才可靠。伊凡诺夫(1972)在栎树林中施行疏伐时，林分应保留的适宜立木株数按下列经验公式计算：N=10000/(0.23H)2式中：N—林分应保留的立木株数；H—林分平均树高；0.23—栎树立木之间平均距离系数。伊凡诺夫并测得松树立木之间平均距离系数为0.25，刺槐为0.28。据此，他分别按林分平均树高编制了栎、松和刺槐林适宜立木9株数表，作为这些林分生长抚育时确定强度的指标。近年来由于电子计算机在林业上的广泛应用，使定量抚育的研究工作有了新的进展。根据密度与林分生长的各种变量之间的变化规律，应用数学分析和数理统计的方法．拟定密度效应数学模型及其图象，以供定量抚育，生长预测，确定造林密度，资源调查以及划分经营类型等方面的应用。吉林省林业科学研究所尹太龙等，在吉林省中部和东部地区，根据林分密度效应，研制成人工落叶松林(图27—1)、次生杨桦林及次生杂木林的密度控制图。该图由等树高线、等疏密度线、最大密度线和自然稀疏线组成，用来表达林分的生长与密度之间的数量变化关系，可作为定量抚育采伐设计的依据。例1、设某人工落叶松林的直径D＝12cm，密度N＝2000株/ha，要求下层抚育伐后疏密度不低于0.8．求单位面积蓄积量M，疏密度P，优势木高H，间伐株数AN和间伐材积AM以及伐后直径D1。①根据给定的D和N，在标有12cm的等直径线与横坐标为2000株/ha的纵线相交处，按其纵坐标的刻度读得蓄积量M＝174m3/ha。②由于交点位于标有0．9的等疏密度线与饱和密度线之间，所以按其疏密度刻度能够读出P＝0.94。③因为交点落在标有14m与16m的两条等树高线之