森林资源管理第8章 森林收获调整

1第8章森林收获调整第1节森林收获调整的概念森林收获调整(regulationofyield)的理论和技术，历来是森林经营管理学的核心问题之一。一个森林经营单位内所定的采伐量是否合理，关系到是否能实现森林资源的永续利用。早期的森林经营管理学，其主要任务就是根据森林永续利用的原则，计算和预测今后一定时期内的采伐量，安排采伐地点，并按预期的经营要求，通过合理采伐，调整现实森林不合理的森林结构。所以，最初的森林经营管理学曾叫做森林收获调整学。一、年采伐量的概念由于采伐性质和采伐方式不同，森林采伐量的归类和计算法也不相同。采伐性质一般可分为主伐、间伐和补充主伐。所以，一个森林经营管理对象的总年伐量是由森林主伐量、间伐量和补充主伐量3部分组成。森林主伐是对成熟林分的采伐利用。森林主伐方式分为皆伐、渐伐和择伐3大类。根据不同森林结构的调整要求，主伐方式不同，所依据的采伐量计算公式也不相同。间伐是在同龄林未成熟的林分中，定期伐去一部分林木，为留存林木创造良好的生长环境条件，促进保留林木的生长发育。通过间伐也能获得一部分有商品和利用价值的木材，增加林业的经济效益。特别是在人工林中，合理进行间伐，既是一种森林经营措施，又是获得经济收益的一种重要手段。补充主伐是对疏林、散林木和采伐迹地上已失去更新下种作用的母树的采伐利用。在森林经营管理中，纳入主伐量计算的均属有林地范围的森林资源，而将疏林、散生木和母树等资源采伐利用，称为补充主伐。森林经营管理在计算和确定森林采伐量时，有以下几项任务。1.在进行主伐量和间伐量计算时，计算单位是经营类型（作业级）。所计算的年伐量，通常用年伐面积（hm2）和年伐蓄积（m3）2种指标表示2.在各公式计算基础上进行分析论证，统筹考虑经营单位的龄级结构、林况和市场需材情况，论证和确定各经营类型在经营管理期内的年伐量。最后论证确定的标准年伐量按林场和林业局汇总，即为全林场或全局的标准年伐量。3.利用材种出材量表或经验数据，计算经济材出材量。4.根据森林资源分布特点和森工采运要求，合理安排伐区，确定采伐顺序。5.补充主伐的对象是疏林、散生木和母树，因其不属于有林地范围，组织经营时不纳入各经营类型。因此，补充主伐是按各林场可以进行采伐利用的疏林、散生木和母树，分别计算其采伐量。根据森林永续利用原则和森林调整的要求，计算和论证采伐量要努力做到以下几点。1.所定的年采伐量应该有利于改善经营单位的年龄结构，同龄林按经营单位内的龄级结构，异龄林则按林分内的径级结构；2.在成、过熟林占优势的原始林，所定的采伐量既要能及时利用现有成、过熟林资源，又要能在较长时间保持采伐量的相对稳定，避免剧烈变动；3.主伐对象只能是达到成熟阶段，即达到主伐年龄的林分；4.充分利用可以采伐的疏林、散生木资源，积极扩大间伐利用量。需要说明，由于森林资源是一种再生资源，随着林木不断生长和枯损，森林的结构和蓄积量不断在变化。加上人为的经营活动和市场需求的变化，森林资源的收获调整非常复杂。因此，森林经营管理不能确定一个在轮伐期内永远保持不变的年伐量，而是需要根据森林资源和经济条件的变化，不断定期复查森林资源和重新计算采伐量，以达到森林调整和实现永续利用的目的。通常，这种森林经营管理工作每隔10年进行一次，称为经营管理期（经理期）。2二、同龄林和异龄林的森林调整方法按永续利用的原则，要求经营单位的森林年伐量在轮伐期内保持长期稳定，并在加强森林经营，提高森林生产力基础上实现森林资源越采越多，越采越好。但是，现实森林经常是一种不理想的森林结构，如不经过森林调整，要实现采伐量稳定的永续利用是有困难的。在此情况下，为了实现永续利用，需通过合理采伐，调整现实林的森林结构。也可以说，确定合理采伐量是调整森林结构，实现永续利用的重要手段。从广义上讲，在一个森林经营管理对象范围内，森林调整包括林种结构、树种结构和年龄结构的调整。在进行森林经营管理时，首先调整现实林的林种结构和树种结构。传统森林经营管理学所讲的森林调整，主要是指现实林的年龄结构按理想的森林结构模式进行调整，并预测今后一定时期内的森林收获量（即森林采伐量）。森林收获量调整方法与现实林的年龄结构有关。森林的年龄结构分同龄林与异龄林2大类，同龄林与异龄林有不同的森林收获量调整方法。下面分别从林分和森林生态系统2个层次，论述同龄林和异龄林的调整的内容与原则。森林调整的内容主要有树种结构、林龄结构和空间结构及其相关关系。同龄林的理想结构见第6章法正林一节，异龄林的目标结构见表8-1。表8-1异龄混交林的目标结构树种结构林龄结构空间结构目标实施措施目标实施措施目标实施措施小生境与树种的生态要求相适应更新选择树种异龄混交复层林单株择伐利用充分利用空间的高产性和稳定性林分结构间伐树种及其自然分布多样性成片或单株保护维护生态平衡要求树龄多样性在林中空地更新空间利用程度因地（树种）制宜搭配个体发育不同的多树种维护树种的群落稳定性树种混交与调控，实施培育和抚育措施林龄分布与立地及林木类型相适应提前更新与林冠下更新生产力高的立地与耐荫树种可提高空间利用树龄的多层次并结合适当的措施不同经营目的、立地与树种要求有适应的林分结构（一）林分调整1.树种结构调整树种结构是指林分中树种的组成、数量及其彼此之间的关系。一般包括乔木树种和灌木树种，实际工作中以乔木树种为主。从发挥森林的水土保持等功能的角度，还应考林下的草本和地被物，即乔灌草结构调整。树种的多样性是林分健康稳定的重要特征。理想的树种结构是对环境资源最大的利用和适应，可借助于树种的共生互补生产出最多的物质和多样的产品（服务）。从经营的角度，树种结构调整应遵循下列原则为宜：（1）适地适树原则。（2）树种的多样性原则。（3）乡土树种优先原则。2.年龄（时间）结构调整任何树种都有特定的生长发育周期，任何生态因子也都有周期（年循环、季循环），时间结构调整就是利用资源因子的周期性和树种的生长发育周期的关系，充分利用自然资源，使得林分的生长持续、稳定和高效地进行。谬拉1913年指出，森林生态系统持续稳定的前提条件是使新陈代谢过程不断地保持平衡和畅通，这只有在树木年龄参差不齐的林分（异龄林）才能实现。异龄林的最佳年龄结构，至今还缺乏深入系统研究。这不仅因为研究的难度大，而且需要大量的经费（生长锥芯分析、轮枝或萌芽计算）。根据经验，异龄林的年龄（t）与林分株数（N）应符合下式要求：3N=c1e-c2t式中：C1,C2为参数，e为指数。讨论异龄林的年龄结构，应考虑以下几个方面的因素：（1）除了通常的用时间尺度衡量的树木年龄外，掌握各树木所达到的发育阶段（幼年、中年、成熟、衰老）也是很重要的。林木个体发育阶段的持续时间，则因树种和立地条件而异。（2）林木的外型（树冠、树皮、树枝）能反映其年龄、遗传所决定的个体发育阶段以及环境的影响等状况和特征的。（3）森林生态系统经营所要求的年龄多样性与树种多样性的关系。分析林分的年龄结构，就不难区分皆伐作业（同龄林）和择伐作业（异龄林）的差异。异龄林分由不同林龄的树木组成能保持持续稳定。而同龄林则需要多个林龄相同和不同的林分组成一个作业级，形成一个经营整体。3.空间结构调整林分空间结构是指各树种（物种）之间的层次和密度。层次是指树种间的垂直距离，包括地上个地下2部分，密度是指树种的水平距离。层次和密度构成树种在空间的位置，层次越多，空间容量越大，资源利用率就越高。在一般情况下，层次越多，密度就小。为了提高森林的生产力和质量，就要充分利用上层和下层的生长空间。而要适度利用生长空间以获取更多的生物量，这同立地条件和树种的耐荫性有关。生态条件好的立地和耐荫性强的树种，就可以更有效地更充分地利用生长空间，而生态条件差和耐荫性弱的树种就不其然。由此可见，最佳的空间结构和生物量（蓄积量），由于立地条件和树种配置不同而有很大的差异。不同林龄的混交林（伞形、带状、群状）被认为最佳林分空间结构，但这种结构不一定适宜所有的林分，也不是任何树种搭配都顺应自然规律和生态要求，空间结构要因地、因树种、因经营目的制宜。（二）森林生态系统动态性森林生态系统的动态性，即生态过程的形态多样性，主要指：（1）各个不同营养级（生产者、消费者、分解者）的物质形成和呼吸作用过程，以及其物质循环和能量流；（2）由于生长和发育进程，以及种间和种内竞争而引起的生态系统的结构（树种结构、年龄分布、空间结构）变化。前一过程是生态系统中的生物按营养特性所进行的，而后一过程是自然演替。1.营养动态要维护森林生态系统持续稳定，必需使新陈代谢过程不断地保持平衡，这就需要生产者、消费者、分解者三者之间保持一定的相互关系。表8-2所列诸项同样适用于森林经营。表8-2森林经营与营养动态营养动态经营对策生态系统的持续稳定，要求新陈代谢保持平衡，并在下述三者之间保持一定的相关关系：1.原始生产2.各种有机体的消耗3.有机体腐败降解1.生物量和蓄积保持一定的水平。2.生物量索取要有一定的限量，禁止皆伐，不允许全树利用，保留树枝、树叶和伐根。3.提高消费的多样性，措施是：饲料供应多样化、加速肉食性动物繁殖，适度开放狩猎。4.加速微生物的降解活动，措施是：保持适当的微生物食物供求关系，保障微生物适生的小气候。2.自然演替自然界的森林生态系统，是从低级组织的初始，经过中间阶段，到达高级组织的顶生期，而构建起来的。根据立地条件和树种的不同，区分为先锋树种、过渡性树种、顶极树种等不同的演替程4序。在森林经营中应重视这一自然过程，并进而应用到森林经营上（见表8-3），其中特别重要的是：（1）尽量利用天然更新；（2）在老龄林的庇护下培育耐荫幼龄林木；（3）对老龄林树木进行抚育。在森林经营中，应尽可能地：（1）促进进展演替，即从低级阶段向高级阶段发展的演替。（2）遏制逆行演替，即从高级阶段向低级阶段倒行的演替。表8-3经营措施要兼顾演替演替期和阶段经营措施与对策灌木化和生草化阶段协调生态利用与竞争之间的矛盾。先锋林阶段1.营造阶段2.老化和衰亡阶段利用1.利用先锋树种；2.保护顶极树种。顶极林阶段1.更新阶段2.成熟阶段3.老化阶段4.衰亡阶段通过树种调整，加速更新，延长成熟期，控制这一过程，进而预防其老化和衰亡。（三）森林经营与生态系统稳定1．保持生态系统的持续稳定性保持森林生态系统的持续稳定是森林经营所遵循的最高准则。所谓持续稳定性，就是森林生态系统的结构与功能，各林分的相互作用能持续稳定地得以发挥。森林生态的持续稳定性并不是现成的和一成不变的，而是各林分的相互作用即森林生态系统的过程和作用是逐渐形成的，只有在生态系统层次达到稳定，才有可能保持林分稳定性。从生态学角度，一旦新陈代谢过程失衡或中断，各种物质循环过程受到损害或破坏，就会威胁到森林生产力的持续稳定性（见表8-4）。表8-4同龄林与异龄林持续稳定性的特点同龄林异龄林各林分的物质新陈代谢是不平衡的，系统的生态作用时而中断的，物质、能量循环会受到破坏，危及生产力的持续稳定。以作业级为经营单位，在木材生产上谋求达到平衡。各个林分的新陈代谢是保持平衡的，生态系统的作用总是持续稳定的，物质、能量循环不会受到破坏的。作业级为平衡范围，收获调节富有余地。2．空间布局（1）各种森林经营利用规划与评价（森林区划）；（2）森林可及性状况，包括人和机具通行的便利条件，这样可能减轻工作强度，同时又避免在伐木、集材时损伤林木（合理配置）；（3）生态条件（特别是气象条件）对林分的更新、成长和稳定是否有利。因为随着森林的逐步营造，林墙的形成，就会产生小气候效应。从生态系统经营的角度，林分单元和林道系统，进而与自然（地形）单元的边界协调起来，这是最理想的。但实际经营上有困难，主要由于技术（资金）和历史（传统、文化）原因而难以办到。然而应该力争使林分各个要素随着时间的推移，逐渐地与自然单元融合起来，而且立地的同一性、均一性越大，对统一处理低层经营单元的条件也就越好。5皆伐作业的空间配置，包括采伐地点、数量、程序及其它机械因素，未必都能周全考虑自然条件，空间的动态布局只能逐步地与自然单元协调起来。禁止皆伐及其它类似采伐方式