森林資源管理第8章 森林收獲調整

1、第8章 森林收獲調整第1節(jié) 森林收獲調整的概念森林收獲調整(regulation of yield)的理論和技術，歷來是森林經(jīng)營管理學的核心問題之一。一個森林經(jīng)營單位內所定的采伐量是否合理，關系到是否能實現(xiàn)森林資源的永續(xù)利用。早期的森林經(jīng)營管理學，其主要任務就是根據(jù)森林永續(xù)利用的原則，計算和預測今后一定時期內的采伐量，安排采伐地點，并按預期的經(jīng)營要求，通過合理采伐，調整現(xiàn)實森林不合理的森林結構。所以，最初的森林經(jīng)營管理學曾叫做森林收獲調整學。一、年采伐量的概念由于采伐性質和采伐方式不同，森林采伐量的歸類和計算法也不相同。采伐性質一般可分為主伐、間伐和補充主伐。所以，一個森林經(jīng)營管理對象的總年伐

2、量是由森林主伐量、間伐量和補充主伐量3部分組成。森林主伐是對成熟林分的采伐利用。森林主伐方式分為皆伐、漸伐和擇伐3大類。根據(jù)不同森林結構的調整要求，主伐方式不同，所依據(jù)的采伐量計算公式也不相同。間伐是在同齡林未成熟的林分中，定期伐去一部分林木，為留存林木創(chuàng)造良好的生長環(huán)境條件，促進保留林木的生長發(fā)育。通過間伐也能獲得一部分有商品和利用價值的木材，增加林業(yè)的經(jīng)濟效益。特別是在人工林中，合理進行間伐，既是一種森林經(jīng)營措施，又是獲得經(jīng)濟收益的一種重要手段。補充主伐是對疏林、散林木和采伐跡地上已失去更新下種作用的母樹的采伐利用。在森林經(jīng)營管理中，納入主伐量計算的均屬有林地范圍的森林資源，而將疏林、散生

3、木和母樹等資源采伐利用，稱為補充主伐。森林經(jīng)營管理在計算和確定森林采伐量時，有以下幾項任務。1. 在進行主伐量和間伐量計算時，計算單位是經(jīng)營類型（作業(yè)級）。所計算的年伐量，通常用年伐面積（h m2）和年伐蓄積（m3）2種指標表示2. 在各公式計算基礎上進行分析論證，統(tǒng)籌考慮經(jīng)營單位的齡級結構、林況和市場需材情況，論證和確定各經(jīng)營類型在經(jīng)營管理期內的年伐量。最后論證確定的標準年伐量按林場和林業(yè)局匯總，即為全林場或全局的標準年伐量。3. 利用材種出材量表或經(jīng)驗數(shù)據(jù)，計算經(jīng)濟材出材量。4. 根據(jù)森林資源分布特點和森工采運要求，合理安排伐區(qū)，確定采伐順序。5. 補充主伐的對象是疏林、散生木和母樹，因其

4、不屬于有林地范圍，組織經(jīng)營時不納入各經(jīng)營類型。因此，補充主伐是按各林場可以進行采伐利用的疏林、散生木和母樹，分別計算其采伐量。根據(jù)森林永續(xù)利用原則和森林調整的要求，計算和論證采伐量要努力做到以下幾點。1. 所定的年采伐量應該有利于改善經(jīng)營單位的年齡結構，同齡林按經(jīng)營單位內的齡級結構，異齡林則按林分內的徑級結構；2. 在成、過熟林占優(yōu)勢的原始林，所定的采伐量既要能及時利用現(xiàn)有成、過熟林資源，又要能在較長時間保持采伐量的相對穩(wěn)定，避免劇烈變動；3. 主伐對象只能是達到成熟階段，即達到主伐年齡的林分；4. 充分利用可以采伐的疏林、散生木資源，積極擴大間伐利用量。需要說明，由于森林資源是一種再生資源，

5、隨著林木不斷生長和枯損，森林的結構和蓄積量不斷在變化。加上人為的經(jīng)營活動和市場需求的變化，森林資源的收獲調整非常復雜。因此，森林經(jīng)營管理不能確定一個在輪伐期內永遠保持不變的年伐量，而是需要根據(jù)森林資源和經(jīng)濟條件的變化，不斷定期復查森林資源和重新計算采伐量，以達到森林調整和實現(xiàn)永續(xù)利用的目的。通常，這種森林經(jīng)營管理工作每隔10年進行一次，稱為經(jīng)營管理期（經(jīng)理期）。二、同齡林和異齡林的森林調整方法按永續(xù)利用的原則，要求經(jīng)營單位的森林年伐量在輪伐期內保持長期穩(wěn)定，并在加強森林經(jīng)營，提高森林生產力基礎上實現(xiàn)森林資源越采越多，越采越好。但是，現(xiàn)實森林經(jīng)常是一種不理想的森林結構，如不經(jīng)過森林調整，要實現(xiàn)采

6、伐量穩(wěn)定的永續(xù)利用是有困難的。在此情況下，為了實現(xiàn)永續(xù)利用，需通過合理采伐，調整現(xiàn)實林的森林結構。也可以說，確定合理采伐量是調整森林結構，實現(xiàn)永續(xù)利用的重要手段。從廣義上講，在一個森林經(jīng)營管理對象范圍內，森林調整包括林種結構、樹種結構和年齡結構的調整。在進行森林經(jīng)營管理時，首先調整現(xiàn)實林的林種結構和樹種結構。傳統(tǒng)森林經(jīng)營管理學所講的森林調整，主要是指現(xiàn)實林的年齡結構按理想的森林結構模式進行調整，并預測今后一定時期內的森林收獲量（即森林采伐量）。森林收獲量調整方法與現(xiàn)實林的年齡結構有關。森林的年齡結構分同齡林與異齡林2大類，同齡林與異齡林有不同的森林收獲量調整方法。下面分別從林分和森林生態(tài)系統(tǒng)2

7、個層次，論述同齡林和異齡林的調整的內容與原則。森林調整的內容主要有樹種結構、林齡結構和空間結構及其相關關系。同齡林的理想結構見第6章法正林一節(jié)，異齡林的目標結構見表8-1。 表8-1 異齡混交林的目標結構 樹 種 結 構 林 齡 結 構 空 間 結 構 目 標 實施措施 目 標 實施措施 目 標 實施措施小生境與樹種的生態(tài)要求相適應更新選擇樹種異齡混交復層林單株擇伐利用充分利用空間的高產性和穩(wěn)定性林分結構間伐樹種及其自然分布多樣性成片或單株保護維護生態(tài)平衡要求樹齡多樣性在林中空地更新空間利用程度因地（樹種）制宜搭配個體發(fā)育不同的多樹種維護樹種的群落穩(wěn)定性樹種混交與調控，實施培育和撫育措施林齡分

8、布與立地及林木類型相適應提前更新與林冠下更新生產力高的立地與耐蔭樹種可提高空間利用樹齡的多層次并結合適當?shù)拇胧?不同經(jīng)營目的、立地與樹種要求有適應的林分結構（一）林分調整1. 樹種結構調整樹種結構是指林分中樹種的組成、數(shù)量及其彼此之間的關系。一般包括喬木樹種和灌木樹種，實際工作中以喬木樹種為主。從發(fā)揮森林的水土保持等功能的角度，還應考林下的草本和地被物，即喬灌草結構調整。樹種的多樣性是林分健康穩(wěn)定的重要特征。理想的樹種結構是對環(huán)境資源最大的利用和適應，可借助于樹種的共生互補生產出最多的物質和多樣的產品（服務）。從經(jīng)營的角度，樹種結構調整應遵循下列原則為宜：（1） 適地適樹原則。（2） 樹種的多

9、樣性原則。（3） 鄉(xiāng)土樹種優(yōu)先原則。2.年齡（時間）結構調整任何樹種都有特定的生長發(fā)育周期，任何生態(tài)因子也都有周期（年循環(huán)、季循環(huán)），時間結構調整就是利用資源因子的周期性和樹種的生長發(fā)育周期的關系，充分利用自然資源，使得林分的生長持續(xù)、穩(wěn)定和高效地進行。謬拉1913年指出，森林生態(tài)系統(tǒng)持續(xù)穩(wěn)定的前提條件是使新陳代謝過程不斷地保持平衡和暢通，這只有在樹木年齡參差不齊的林分（異齡林）才能實現(xiàn)。異齡林的最佳年齡結構，至今還缺乏深入系統(tǒng)研究。這不僅因為研究的難度大，而且需要大量的經(jīng)費（生長錐芯分析、輪枝或萌芽計算）。根據(jù)經(jīng)驗，異齡林的年齡（t）與林分株數(shù)（N）應符合下式要求： N=c1e-c2t式中：

10、C1,C2為參數(shù)，e為指數(shù)。討論異齡林的年齡結構，應考慮以下幾個方面的因素：（1） 除了通常的用時間尺度衡量的樹木年齡外，掌握各樹木所達到的發(fā)育階段（幼年、中年、成熟、衰老）也是很重要的。林木個體發(fā)育階段的持續(xù)時間，則因樹種和立地條件而異。（2） 林木的外型（樹冠、樹皮、樹枝）能反映其年齡、遺傳所決定的個體發(fā)育階段以及環(huán)境的影響等狀況和特征的。（3） 森林生態(tài)系統(tǒng)經(jīng)營所要求的年齡多樣性與樹種多樣性的關系。分析林分的年齡結構，就不難區(qū)分皆伐作業(yè)（同齡林）和擇伐作業(yè)（異齡林）的差異。異齡林分由不同林齡的樹木組成能保持持續(xù)穩(wěn)定。而同齡林則需要多個林齡相同和不同的林分組成一個作業(yè)級，形成一個經(jīng)營整體。

11、3.空間結構調整林分空間結構是指各樹種（物種）之間的層次和密度。層次是指樹種間的垂直距離，包括地上個地下2部分，密度是指樹種的水平距離。層次和密度構成樹種在空間的位置，層次越多，空間容量越大，資源利用率就越高。在一般情況下，層次越多，密度就小。為了提高森林的生產力和質量，就要充分利用上層和下層的生長空間。而要適度利用生長空間以獲取更多的生物量，這同立地條件和樹種的耐蔭性有關。生態(tài)條件好的立地和耐蔭性強的樹種，就可以更有效地更充分地利用生長空間，而生態(tài)條件差和耐蔭性弱的樹種就不其然。由此可見，最佳的空間結構和生物量（蓄積量），由于立地條件和樹種配置不同而有很大的差異。不同林齡的混交林（傘形、帶狀

12、、群狀）被認為最佳林分空間結構，但這種結構不一定適宜所有的林分，也不是任何樹種搭配都順應自然規(guī)律和生態(tài)要求，空間結構要因地、因樹種、因經(jīng)營目的制宜。（二）森林生態(tài)系統(tǒng)動態(tài)性森林生態(tài)系統(tǒng)的動態(tài)性，即生態(tài)過程的形態(tài)多樣性，主要指：（1） 各個不同營養(yǎng)級（生產者、消費者、分解者）的物質形成和呼吸作用過程，以及其物質循環(huán)和能量流；（2） 由于生長和發(fā)育進程，以及種間和種內競爭而引起的生態(tài)系統(tǒng)的結構（樹種結構、年齡分布、空間結構）變化。前一過程是生態(tài)系統(tǒng)中的生物按營養(yǎng)特性所進行的，而后一過程是自然演替。1.營養(yǎng)動態(tài)要維護森林生態(tài)系統(tǒng)持續(xù)穩(wěn)定，必需使新陳代謝過程不斷地保持平衡，這就需要生產者、消費者、分解

13、者三者之間保持一定的相互關系。表8-2所列諸項同樣適用于森林經(jīng)營。 表8-2 森林經(jīng)營與營養(yǎng)動態(tài) 營養(yǎng)動態(tài) 經(jīng)營對策生態(tài)系統(tǒng)的持續(xù)穩(wěn)定，要求新陳代謝保持平衡，并在下述三者之間保持一定的相關關系：1. 原始生產2. 各種有機體的消耗3. 有機體腐敗降解1. 生物量和蓄積保持一定的水平。2. 生物量索取要有一定的限量，禁止皆伐，不允許全樹利用，保留樹枝、樹葉和伐根。3. 提高消費的多樣性，措施是：飼料供應多樣化、加速肉食性動物繁殖，適度開放狩獵。4. 加速微生物的降解活動，措施是：保持適當?shù)奈⑸锸澄锕┣箨P系，保障微生物適生的小氣候。2.自然演替自然界的森林生態(tài)系統(tǒng)，是從低級組織的初始，經(jīng)過中間階

14、段，到達高級組織的頂生期，而構建起來的。根據(jù)立地條件和樹種的不同，區(qū)分為先鋒樹種、過渡性樹種、頂極樹種等不同的演替程序。在森林經(jīng)營中應重視這一自然過程，并進而應用到森林經(jīng)營上（見表8-3），其中特別重要的是：（1） 盡量利用天然更新；（2） 在老齡林的庇護下培育耐蔭幼齡林木；（3） 對老齡林樹木進行撫育。在森林經(jīng)營中，應盡可能地：（1） 促進進展演替，即從低級階段向高級階段發(fā)展的演替。（2） 遏制逆行演替，即從高級階段向低級階段倒行的演替。 表8-3 經(jīng)營措施要兼顧演替 演 替 期 和 階 段 經(jīng)營措施與對策 灌木化和生草化階段 協(xié)調生態(tài)利用與競爭之間的矛盾。 先鋒林階段1. 營造階段2. 老

15、化和衰亡階段 利用1. 利用先鋒樹種；2. 保護頂極樹種。 頂極林階段1. 更新階段2. 成熟階段3. 老化階段4. 衰亡階段 通過樹種調整，加速更新，延長成熟期，控制這一過程，進而預防其老化和衰亡。（三）森林經(jīng)營與生態(tài)系統(tǒng)穩(wěn)定1保持生態(tài)系統(tǒng)的持續(xù)穩(wěn)定性保持森林生態(tài)系統(tǒng)的持續(xù)穩(wěn)定是森林經(jīng)營所遵循的最高準則。所謂持續(xù)穩(wěn)定性，就是森林生態(tài)系統(tǒng)的結構與功能，各林分的相互作用能持續(xù)穩(wěn)定地得以發(fā)揮。森林生態(tài)的持續(xù)穩(wěn)定性并不是現(xiàn)成的和一成不變的，而是各林分的相互作用即森林生態(tài)系統(tǒng)的過程和作用是逐漸形成的，只有在生態(tài)系統(tǒng)層次達到穩(wěn)定，才有可能保持林分穩(wěn)定性。從生態(tài)學角度，一旦新陳代謝過程失衡或中斷，各種物質

16、循環(huán)過程受到損害或破壞，就會威脅到森林生產力的持續(xù)穩(wěn)定性（見表8-4）。 表8-4 同齡林與異齡林持續(xù)穩(wěn)定性的特點 同齡林 異齡林各林分的物質新陳代謝是不平衡的，系統(tǒng)的生態(tài)作用時而中斷的，物質、能量循環(huán)會受到破壞，危及生產力的持續(xù)穩(wěn)定。以作業(yè)級為經(jīng)營單位，在木材生產上謀求達到平衡。各個林分的新陳代謝是保持平衡的，生態(tài)系統(tǒng)的作用總是持續(xù)穩(wěn)定的，物質、能量循環(huán)不會受到破壞的。作業(yè)級為平衡范圍，收獲調節(jié)富有余地。2空間布局（1） 各種森林經(jīng)營利用規(guī)劃與評價（森林區(qū)劃）；（2） 森林可及性狀況，包括人和機具通行的便利條件，這樣可能減輕工作強度，同時又避免在伐木、集材時損傷林木（合理配置）；（3） 生態(tài)

17、條件（特別是氣象條件）對林分的更新、成長和穩(wěn)定是否有利。因為隨著森林的逐步營造，林墻的形成，就會產生小氣候效應。從生態(tài)系統(tǒng)經(jīng)營的角度，林分單元和林道系統(tǒng)，進而與自然（地形）單元的邊界協(xié)調起來，這是最理想的。但實際經(jīng)營上有困難，主要由于技術（資金）和歷史（傳統(tǒng)、文化）原因而難以辦到。然而應該力爭使林分各個要素隨著時間的推移，逐漸地與自然單元融合起來，而且立地的同一性、均一性越大，對統(tǒng)一處理低層經(jīng)營單元的條件也就越好。皆伐作業(yè)的空間配置，包括采伐地點、數(shù)量、程序及其它機械因素，未必都能周全考慮自然條件，空間的動態(tài)布局只能逐步地與自然單元協(xié)調起來。禁止皆伐及其它類似采伐方式，而改為擇伐，這就需要有完

18、備的配套設施：（1） 構建相當密集而又適當選線的道路網(wǎng)；（2） 創(chuàng)造集材、運材作業(yè)適當?shù)拈_發(fā)條件，即集約配置作業(yè)條件；（3） 嚴格執(zhí)行采伐程序，掌握有利于集材的伐木倒向（魚骨形倒向）。3時間規(guī)劃如果采用擇伐作業(yè)，傳統(tǒng)的輪伐期、齡級、采伐年齡、間伐、主伐等一些概念都失去了存在的意義。而時間概念仍須沿用，以便于森林調整和編制計劃。森林經(jīng)營離不開“時間”概念。無論是同齡林，還是異齡林，它們都是在一定的空間和時間內形成的，其作用和效益也是同時間分不開的，如效益通常是時間的函數(shù)。傳統(tǒng)法正林作業(yè)那樣機械地安排時間的概念已經(jīng)過時了，而要以生物的時間尺度來衡量才是。同時要注意有機體的各個不同發(fā)育階段（幼年、中

19、年、成熟、衰老），這些是其生命過程的時間標志，并且因立地條件（條件好的立地發(fā)育早一點，條件差的立地發(fā)育晚一點）、因樹種（先鋒樹種早一點，頂極樹種晚一點）、因生境（優(yōu)勢木早一點，受壓木晚一點）而異，即達到同一標志的時間不一樣。而且其各個發(fā)育階段的間隔時間也不像法正林的齡級那樣規(guī)則，而呈多樣性。這一觀點對于尚未研究出最佳的時間尺度的異齡林來說，要認真加以考慮。同齡林與異齡林的經(jīng)營時間差異見表8-5。不同生境的林木，其時間概念也不同：（1） 單株樹木所達到的發(fā)育階段及其過程，取決于年齡和周圍環(huán)境的影響（立地條件、群落生境）。其發(fā)育狀況，因個體對外界環(huán)境的反應而有很大差異。（2） 生態(tài)系統(tǒng)中的樹木都處

20、于一定的發(fā)育階段，其生長速度是可測的。因而其演替過程，即演替輪回（更新 成長 成熟 利用 更新）周而復始，并始終保持平衡。 表8-5 同齡林與異齡林的經(jīng)營時間差異 同齡林 異齡林1.年； 2.齡級；3輪伐期；1.與遺傳基因和環(huán)境有關的個體發(fā)育速度；2.森林生態(tài)系統(tǒng)頂級期演替輪回速度。 森林經(jīng)營離不開時間概念。森林的年生長量（m3/年·公頃）與時間也是分不開的。4異齡林經(jīng)營從19世紀發(fā)展起來，并不斷完善的同齡林經(jīng)營系統(tǒng)，其特點是：在一個作業(yè)級內，不同年齡的林分排列有序。林分作為整齊劃一的單元，獨自并不能保持生態(tài)平衡，只是在作業(yè)級水平才能顯示出生產力的持續(xù)穩(wěn)定性（見表8-6）。異齡林經(jīng)營

21、具有以下一些特點：森林生態(tài)系統(tǒng)經(jīng)營不像同齡林那樣被一塊塊林分所分割，而是在空間和時間上共處于同一個經(jīng)營單元內相互作用，自成一體的持續(xù)穩(wěn)定的整體。 表8-6 同齡林與異齡林的綜合特征 同齡林 異齡林不同齡級的樹木組成不同的林分排列有序。各個林分并不處于一個生態(tài)平衡的環(huán)境中。只是在一個作業(yè)級水平才能從數(shù)量上顯示出生產力的持續(xù)穩(wěn)定性。不為林分塊塊所分割，不同發(fā)育階段林木在時間上和空間上都處于同一經(jīng)營單元內，相互依存、相互制約，自成一體，能保持大面積的森林生態(tài)系統(tǒng)持續(xù)穩(wěn)定。異齡林經(jīng)營還可按優(yōu)勢樹種的耐蔭性分類（見表8-7）。 表8-7 按按優(yōu)勢樹種的耐蔭性分類喜 光 樹 種 過渡性樹種（喜光與耐蔭樹種

22、混交）耐蔭樹種（擇伐林）大部分的林木是處于同一發(fā)育階段，多為單層林；通常還形成幼、中、老齡林分的馬賽克嵌合體。在較大面積上，可視為整體能保持生態(tài)平衡。處于一定發(fā)育階段的樹木，形成群狀單層林，并通常組成馬賽克嵌合體（青、中、老三結合），作為一個整體能保持生態(tài)平衡。處于一定發(fā)育階段的樹木形成復層林，由于幼、中、老多代同堂，空間的利用率高，因而在較小面積上就可能保持生態(tài)平衡。異齡林由于各樹種的光生態(tài)要求不同，由此形成結構差異，其經(jīng)營體系是多樣的。擇伐林就是耐蔭樹種組成的異齡林。喜光樹種嚴格地說是不具有擇伐林結構的。5森林結構的構建（1）樹種混交與配置現(xiàn)有的混交樹種，只要不是與立地或群落不相容，就應該

23、保留并促其發(fā)展。尤其要保護好稀有的鄉(xiāng)土樹種。樹種結構可通過以下途徑予以調整：促進天然更新，在樹冠庇蔭下或林中空地進行人工更新。根據(jù)樹種的生態(tài)學特性和發(fā)育階段，配置混交樹種及其比例，處于動態(tài)平衡。雷擊火、泥石流、病蟲害及其它災害而造成的林中空地，是混交樹種最適生的立地。隨著林分的發(fā)育進程，要注意立地和群落保持生態(tài)平衡，使混交樹種茁壯成長。（2）林齡多樣性及林齡結構樹齡的不均一性，這是森林生態(tài)系統(tǒng)保持持續(xù)穩(wěn)定的需要，并且要根據(jù)情況，因立地和樹種而制宜。從生長空間和表型觀點考慮，具體的目標結構依據(jù)經(jīng)營目的而確定的。要真正達到目標結構，就要看經(jīng)營的最終結局，這通常要經(jīng)過一段的時間。要注意，森林生態(tài)系統(tǒng)

24、所經(jīng)歷的發(fā)育過程是按照樹木年代學，而不是按照人們通常用的時間尺度衡量的。（3）空間結構樹種、林齡和空間結構是一種相互對應的關系，而且互相影響。樹種的混交或多元化和林齡多樣性，總的都要求有一個相應的一定的空間結構。森林生態(tài)系統(tǒng)的空間結構可以用水平分布（配置）和垂直層次（層次化）來說明。天然林的生態(tài)系統(tǒng)空間結構是在更高層次上以立地、以樹種的光生態(tài)學和生態(tài)系統(tǒng)的演替為依托的。商品林（人工林）的空間結構也要順應自然規(guī)律。空間結構可以用下列配置方式：耐蔭樹種可形成復層林（空間最佳利用），并使林木株數(shù)呈指數(shù)分布；喜光樹種和耐蔭樹種混交常形成雙層林或帶狀林或群狀林（簇狀分布）；喜光樹種多形成單層林，而且其更

25、新期都比較短，適用于大面積（災害跡地、倒行演替）更新造林。為了持續(xù)利用生長空間，必要時允許林分強度透光（撫育），留有較大的林中空地，但要求在近期內能被重新占領或及時得到天然更新才行。森林生態(tài)系統(tǒng)總是處于動態(tài)的平衡狀況，一般都具有類似馬賽克嵌合體結構。嵌合體的每一個細部都是一定發(fā)育階段的樹木組成的。馬賽克嵌合體細部的發(fā)育階段輪回周期，因立地條件和樹種而異。6林分發(fā)育的調控隨著利用、更新，以及培育和撫育等措施的落實，林分的動態(tài)發(fā)育得到控制。但這些措施的相互關系密切，有一些錯綜復雜的情況需要加以考慮：由于樹木利用，勢必騰出一些生長空間，這些空間必然要被更新幼林或保留下來的樹木很快占領；經(jīng)過培育和撫育

26、，林分的結構和效益得到改善，同時也增加了生物量，這對木材利用和形成腐殖質都有利。處理好以下經(jīng)營原則，森林生態(tài)系統(tǒng)的持續(xù)穩(wěn)定性就能保持在最佳狀態(tài)：（1）森林利用原則一棵樹木的采伐利用是根據(jù)它的規(guī)格尺寸（胸徑）、表型（干形）和解剖構造（年輪、髓心等）是否達到最佳狀態(tài)為標準。不同個體的樹木，其進入最佳狀態(tài)的時期是不相同的，因而采伐利用的時期也就不同。同齡林與異齡林在利用原則上是有區(qū)別的。如果樹木的各項指標已達到利用要求，就應當采伐利用，不采伐利用而留下來對林分結構、林分更新和自然保護或森林美學都是不利的。這是基本的經(jīng)營原則，此外也是為了促進森林更新，加快保留木的成長。（2）森林更新原則森林生態(tài)系統(tǒng)要

27、保持永續(xù)穩(wěn)定，森林利用與更新相互之間必須處在一種和諧協(xié)調的關系，要想縮短利用周期，加大利用強度，就需要加快和強化森林更新，反之亦然。各種樹木幼齡期的耐蔭性不盡相同，因而其更新原則各異：耐蔭樹種（頂極樹種）的更新期相當持久，適生于小面積林中空地，耐長時間庇蔭。由幼齡、中齡和老齡樹木搭配而形成的馬賽克嵌合體，面積小，森林生態(tài)系統(tǒng)的輪回循環(huán)圈小而明顯。喜光樹種（先鋒樹種）適于更新大面積的空間，并形成由幼苗、幼齡林、中齡林、成過熟林分鑲嵌而成的馬賽克嵌合體，森林生態(tài)系統(tǒng)的輪回循環(huán)圈極其明顯。如為混交林更新，因其對光照的要求不同，需要考慮不同樹種的競爭性。（3）培育與撫育原則樹木形態(tài)及其產生的經(jīng)濟價值受

28、遺傳基因和個體發(fā)育階段的影響，在不同程度上也受到環(huán)境因素光照條件的影響。樹木在早期發(fā)育階段（幼年期、成長期），其形態(tài)的可塑性比晚期（成熟期、衰亡期）的要大。由于樹木的遺傳基因不同，其形態(tài)的反應也各異。例如，水青岡和櫟的反應性就比樺強，而松和落葉松的反應性又比云杉和冷杉強。這在樹干（單球莖和多球莖）和樹冠（頂生和外生）對光照作用的反應上表現(xiàn)得尤其明顯。在林分培育和發(fā)育過程中對這些關系要處理好，并因勢利導：尚未定型的耐蔭的幼樹，應在老齡林木的庇蔭下促其頂生和單莖生，而遏制其側生和多莖生。當老齡樹木庇蔭已影響到幼齡和中齡樹木的生長時，就應及時打枝，以提高林木的經(jīng)濟價值；林分的郁閉度要因其立地條件和樹

29、種不同而制宜。立地條件好、樹種耐蔭性強的，其郁閉度可高一點。并可通過林分培育和撫育措施加以適當調控。同齡林的樹木的選擇應根據(jù)樹形表型，并以是否有利于林分結構和效益的改善而決定其取舍。三、合理年伐量的確定從森林資源內部條件方面，計算森林主伐量受以下一些因素影響：林分的年齡結構；經(jīng)營單位的面積和蓄積按齡級分配狀況；材積連年生長量和平均生長量；輪伐期或主伐年齡的大?。桓餍“嗟牧址中l(wèi)生狀況。從影響森林主伐量的因素可以看出，由于不同森林經(jīng)營單位的森林資源條件存在著千差萬別，所以在計算采伐量時不可能只利用一種公式或企圖找出一個通用公式。目前世界各國計算森林采伐量的公式，考慮森林資源條件多，而考慮社會經(jīng)濟因

30、素則不足。本節(jié)所介紹的一些采伐量計算公式，也都只適用于某一特定條件下的森林經(jīng)營單位。因此，某一種計算采伐量公式都只是在一定條件下適用，而不是應用于各種森林結構的通用公式。事實上也不可能找出或設計出一種能普遍應用的通用公式。通常，在計算和穩(wěn)定森林主伐量時，先要根據(jù)森林經(jīng)營單位森林資源特點和林業(yè)生產條件，選用幾個適用公式分別計算，這也就是有幾種不同的計算方案。按有關公式計算以后，得出幾種不同數(shù)值的年伐量。在此基礎上，對這些不同方案的年伐量數(shù)值進行分析、比較和論證，最后確定一個合理年伐量方案。這種年伐量又稱標準年伐量。由于各個公式的出發(fā)點和計算期不同，得出的結果也必然是大小不一，甚至差異甚大。所以在

31、最后分析論證時，要根據(jù)森林永續(xù)利用的原則，市場需求和森林調整要求，統(tǒng)籌考慮當前需要和長遠利益，結合具體經(jīng)濟條件，需材情況和森林資源特點加以論證，最后所確定的標準年伐量，只是經(jīng)營管理期內的平均年伐量，而不是整個輪伐期內的平均年伐量，這是因為經(jīng)過一個經(jīng)營管理期后，需要重新復查森林資源和重新計算、調整下一個經(jīng)營管理期的森林采伐量。森林經(jīng)營管理所定的年伐量，應當是上級主管部門向國家申報采伐限額和下達林業(yè)生產基層采伐計劃的依據(jù)，也是生產部門制定年度生產計劃的依據(jù)，但在各年度具體實施計劃時，因某些具體條件的限制或變更，實際撥交伐區(qū)的年伐量，可以在一定幅度范圍內變更。這里還需要說明，森林經(jīng)營管理所確定的森林

32、年伐量不能只是上交國家和自銷商品材所消耗的森林蓄積量。所定年伐量，應當是包括國家計劃的采伐量、地方和企業(yè)內部自用材、企業(yè)自銷材、各種工副業(yè)消耗用材和林區(qū)居民燒柴所消耗的森林總蓄積量，即是每年因各種采伐實際消耗森林蓄積的總量。第2節(jié) 森林采伐量調整一、區(qū)劃輪伐法區(qū)劃輪伐法是最簡單、最古老的森林收獲調整方法。早在14世紀已在德國中林作業(yè)中出現(xiàn)了區(qū)劃輪伐法，18世紀在德國、法國等國廣泛流行。區(qū)劃輪伐法的年伐面積為：S=F/u (8-1)式中 S：年伐面積 F：森林總面積 u：輪伐期當初主要是針對薪炭林的中林作業(yè)而提出來的，采伐后利用萌芽更新，經(jīng)過幾十年后再次采伐。它的特點是每年的采伐面積和采伐地點是

33、嚴格固定的，利用萌芽更新森林的恢復也是有保障的。生產薪炭材是當時森林利用的主要目的。區(qū)劃輪伐法是森林永續(xù)利用的最簡單的方法。預前安排幾十年間的采伐地點和面積，在以薪材利用為主要目的封建領主式經(jīng)營是合適的。隨人口增加，工業(yè)革命興起，木材的需求數(shù)量的增加，并提出材種要求，面對新的需求，區(qū)劃輪伐法越來越不適應。二、材積配分法18世紀中葉，隨工業(yè)發(fā)展和人口增多，森林利用從以薪材為主轉向用材生產為主。當時的采伐對象主要是天然林。天然林中林木個體大小差異很大。用于薪材生產時，林木直徑大小無關緊要，用于工業(yè)和建筑用材時有材種規(guī)格要求。工業(yè)和建筑用材中的大徑材多散生在立地條件好林齡大的林分中，仍采用區(qū)劃輪伐法

34、已不適應社會需要。貝克曼（Beckmann, 1759年）提出材積配分法，把全部林木按直徑大小劃分為成林木與未成林木2部分，如未成林木生長到成林木的時間與成林木采伐期間相等，就可實現(xiàn)森林永續(xù)利用。即現(xiàn)在的成林木被伐盡前，有一部分未成林木生長為成林木。材積配分法的年伐蓄積計算式如下。 V*P*(1+P)u E= (8-2) (1+P)u-1式中 E：年伐蓄積 V：現(xiàn)在成林木蓄積 P：蓄積年生長率 u：輪伐期證明：第一年末的蓄積 V（1+P）-E 第二年末蓄積 （V（1+P）-E）（1+P）-E （E(1+P)u-1） 第u年末的蓄積： V（1+P）u- =0 P該方法提出后受到較高好評，此方法不

35、僅適用于擇伐作業(yè)，也適用于皆伐和漸伐作業(yè)。三、 平分法（1）分期隨工業(yè)和城鎮(zhèn)的發(fā)展，工業(yè)和建筑用材日益增加。而森林采伐收獲的數(shù)量和質量因林分、林齡有很大差異，要在輪伐期內有均等的用材收獲是非常困難的。有學者提出分期的概念。即把輪伐期劃分為幾個分期，使各分期收獲量保持均等，允許每年收獲量有一定變動。分期當時規(guī)定為20年，現(xiàn)在多為10年或5年。對于采伐地點也不象區(qū)劃輪伐法那樣做機械指定，而是根據(jù)森林資源的內容作適當劃分。這樣，森林經(jīng)營的持續(xù)概念從長期（輪伐期）的每年的均等轉變?yōu)楦鞣制谙嗟取＃?）材積平分法由于森林收獲量因立地條件、林齡而異，同一林分在不同時期采伐其收獲量將有變化。因此，要使各分期收

36、獲量相等也不是一件容易的事情。哈爾蒂希（Harrtig）在系統(tǒng)總結多年試驗基礎上，于1795年提出材積平分法。其計算式如下： V Z E= + (8-3) U 2式中 V：蓄積合計, Z：生長量合計（3）面積平分法針對材積平分法蓄積和生長量測定困難，年伐量不易控制的問題，柯塔（Cotta）于1809年提出面積平分法，其收獲調整順序如下： 分別作業(yè)級確定輪伐期和劃分分期； 按15 hm2左右劃分林班； 確定各林班所屬的分期。確定分期時不但考慮林班的年齡和林木狀態(tài)，還要考慮將來的林分配置，這點與材積平分法不同； 統(tǒng)計各分期的面積，并進行適當調整，使各分期的面積等于法正分期面積，即（F/u）

37、5;a (8-4)式中F為森林總面積，a為分期年數(shù)； 僅計算第一分期收獲預定量和年伐量； 第二分期以后收獲量暫不計算，到時再進行計算和調整。不足之處是最初的輪伐期期間收獲量未必相等。（4）折衷平分法在面積平分法基礎上柯塔進一步提出折衷平分法，后經(jīng)多人補充形成體系，其主要內容如下： 作業(yè)級、輪伐期、齡級、分期等的設置與面積平分法相同； 森林區(qū)劃在林班內進一步細劃分小班； 與面積平分法相同，組織分期，計算各分期采伐預定量和年伐量； 為使第一分期采伐量與第二分期相等，進行必要的面積調整。折衷平分法在實現(xiàn)材積永續(xù)利用同時，謀求實現(xiàn)齡級分配正常，因而吸取了材積平分法和面積平分法的長處，實施比較簡單可靠，

38、所以在十八世紀，被北歐各國廣泛應用。平分法首先要決定各林分所屬的分期，然后進行收獲調整。其調整手段有3種，第一種是通過平分各分期材積實現(xiàn)法正林。第二種是通過平分各分期面積謀求永續(xù)利用和林分配置的正常，實現(xiàn)法正林狀態(tài)。折衷平分法綜合了前兩種方法的長處。四、 齡級法為確保森林永續(xù)利用，齡級結構的調整是關鍵，根據(jù)林分現(xiàn)狀以中期規(guī)劃為主，通過比較現(xiàn)有林和法正林的齡級分配，分期調整森林結構是有效方法，基于這種想法計算和確定各分期森林采伐量計劃的森林收獲調整法稱為齡級法。齡級法是柯塔針對云杉林皆伐后易受風害，認為要確保森林永續(xù)利用，齡級結構的調整是關鍵，為此需要考慮林分的空間配置而于1811年提出的，其主

39、要內容如下：調查現(xiàn)有林的各齡級面積，按一定的輪伐期計算法正齡級分配，對兩者進行比較，并編制齡級分配比較表，以此為基礎，計算第一分期的預定收獲面積，計算公式為： E=(F/u)×a (8-5)確定第一分期采伐地點（伐區(qū)配置），選定采伐地點時要考慮：·盡量選擇高齡級林分；·按法正林要求考慮采伐林分的選定；·根據(jù)齡級比較表，采伐面積盡可能接近法正齡級面積。計算第一分期的收獲量和年伐量。本方法與平分法相同，僅適用于伐區(qū)式作業(yè)，但不像平分法那樣劃分分期和預定各分期的采伐地點。本方法的特點是比較現(xiàn)實林齡級與法正林的關系，以齡級作為調整的基礎，并從老齡林分開始采伐，安

40、排今后10-20年間經(jīng)營計劃，每隔一定時期（經(jīng)理期）重新編制經(jīng)營計劃，確定適當?shù)氖斋@量。區(qū)劃輪伐法、面積平分法和齡級法的年伐面積式都是F/u，那么3者的區(qū)別在哪兒呢？主要區(qū)別是時間尺度的不同，區(qū)劃輪伐法考慮在遙遠將來（多個輪伐期）內森林的收獲調整；面積平分法只考慮一個輪伐期的森林收獲調整，重點是第一分期；齡級法僅考慮第一分期的森林收獲調整。五、 林分經(jīng)濟法19世紀中葉，隨資本主義發(fā)展，林業(yè)越來越重視經(jīng)濟收益性。雖然齡級法適用于老齡林占優(yōu)勢的森林，考慮到齡級分配仍有一部分老齡林將在第二分期采伐。從經(jīng)濟的角度老齡林分盡早采伐，用生長旺盛的中幼齡林取而代之更為有利。尤代希（Judeich）1871年

41、提出以林分經(jīng)濟收益最有利時期作為確定采伐原則的林分經(jīng)濟法。這種收獲調整法的概要如下。 首先在作業(yè)級內編制采伐列區(qū)計劃，分別采伐例區(qū)決定采伐順序。確定采伐順序時如果某林分的上風方向有更高齡級林分的話先采伐稱為離伐。離伐后幼齡林起來后，再把老齡林全部采完，這樣可以減輕風對幼齡林的危害。 分別林分計算土地期望價（Be），把Be最大作為確定輪伐期的依據(jù)。由于經(jīng)營環(huán)境的復雜性，輪伐期可以有一定（1020年）的變動幅度。 第一分期采伐地點確定順序為：·經(jīng)營需要采伐的林分（如離伐）；·明顯達到成熟期的林分；·為了調整森林空間配置不得不進行的采伐；·用指率來判定林分是否

42、成熟。這里的指率是判斷林分采伐的時間的指標，即如果該林分不采伐繼續(xù)生長的指率小于市場利率的話，應該采伐。利用復利的指率計算公式如下： n At+n+B+V W=（ -1 ）×100% (8-6) At+B+V式中, W：指率 At：t年時林分立木價格 At+n：t+n年時林分立木價格 B：林地價格（地價） V：管理費用六、 法正蓄積法1法正蓄積法概述法正蓄積法是通過比較法正林蓄積量、生長量與現(xiàn)實蓄積量、生長量關系，把現(xiàn)實林調整到法正林，而確定每年收獲量的各種調整方法總稱。與上述收獲調整法比較，法正蓄積法有以下2個特點。第一個特點是通過比較現(xiàn)實林蓄積與法正林蓄積確定年伐量。這樣現(xiàn)實林蓄

43、積有意外變化時可隨時調整年伐量，使得森林經(jīng)營能適應經(jīng)營環(huán)境的變化更具適應性。第二個特點是重視現(xiàn)場經(jīng)驗和判斷，森林是多樣的變化的，固定收獲量是不可取的。因此，采伐地點的選定和收獲量的確定由經(jīng)營者在現(xiàn)場確定。2法正蓄積的定義具有法正齡級分配且各林分有對應的正常（理想）蓄積稱為法正蓄積。設輪伐期為u年的法正林，其面積為u hm2，即各年齡林分的面積為1 hm2。則法正蓄積：V=V1+V2+V u-1+V u=Vi式中 Vi：各林齡林分單位面積蓄積（m3/ hm2）當各齡級面積相當時，法正蓄積與輪伐期長短有關。把第u年蓄積列入計算的稱為秋季法正蓄積，把第u年蓄積不列入計算的稱為春季法正蓄積。通常多采用

44、春季和秋季平均值的夏季法正蓄積。3法正蓄積計算法法正蓄積計算有以下3種方法： m3/ hm2 V u 1 2 u 圖8-1 法正蓄積示意圖（1）三角形面積法法正蓄積相當于對材積生長曲線的積分，即以年齡為橫坐標，蓄積為縱坐標的近似三角形面積（圖8-1），其計算式為 ：V= u·V u/2（2）平均生長量法平均生長量法的計算式為： V=Z·u 式中 Z：為輪伐期平均蓄積生長量（m3/ hm2）（3）收獲表法收獲表上記載有每隔n年的主林木（Vn）和副林木（dn）的蓄積（m3/ hm2），2者合計為林分蓄積記為min，則uhm2的法正蓄積（夏季）計算如下： V夏=n（m1n+m2n

45、+mu-n+ mu/2（d1n+d2n+du-n）/2） =n（V1n+V2n+Vu-n+ Vu/2+（d1n+d2n+du-n）/2）4較差法1788年在奧地利皇室林法中作為森林評價標準提出了卡美拉爾塔克斯（Kameraltaxe）法，即奧地利評價法，后經(jīng)海耶（C.Heyer）修改，所以又稱為海耶公式，其年伐蓄積（EW）由下式求得：EW = ZW + （VWVn）/a （8-7）式中 ZW：現(xiàn)實林連年生長量 VW：現(xiàn)實林蓄積量 Vn：法正蓄積量 a：調整期公式中的Z當時是指輪伐期平均生長量或各齡級的平均生長量之和?，F(xiàn)在多為連年生長量。平均生長量計算比較簡單。而連年生長量隨年齡而變化，計算較困

46、難。通常利用收獲表來間接推算連年生長量。但計算復雜，另外收獲表本身也有誤差。此外，還有一些與海耶公式相近的公式，其中較著名的有格爾哈德（E. Gehrhmrdt）公式，由德國格爾哈德于1923年提出，其公式如下：EW = （ZW+Zn）/2+ （VWVn）/a （8-8）式中 EW：年伐量（包括主伐量和間伐量） ZW：現(xiàn)實林連年生長量，由于不能對每個林分實測，可按樹種決定其平均地位 級和疏密度，分別齡級從收獲表中求得 Zn：法正生長量，從收獲表中查得 VW：現(xiàn)實林蓄積量，老齡林實測，其他齡級用收獲表測定； a：調整期，從10u/2年范圍內確定5數(shù)式平分法本法最初由日本和田國次郎提出，故又稱和田

47、公式，1975年前在日本國有林中曾廣泛應用。其公式如下： EW=VW/u+ZW/2 （8-9）式中 EW：年伐蓄積 VW：經(jīng)營單位總蓄積量 ZW：各齡級平均生長量之和 u：輪伐期根據(jù)法正林理論，在輪伐期u年內經(jīng)營單位的總采伐量為法正蓄積量Vn和u年間經(jīng)營單位總生長量合計的1/2，即Vn + u Zn/2。今以現(xiàn)實林蓄積量VW和總生長量合計（即ZW/2）代替Vn及u Zn/2，即得下式 EW = （VW + u ZW/2）/u= VW/u+ZW/2本式計算年伐蓄積時，既考慮到現(xiàn)有林蓄積量，也考慮到經(jīng)營單位的平均生長率，也屬蓄積量結合生長量公式。本公式適用于齡級結構相對均勻或成、過熟林比重較大的經(jīng)

48、營單位，不適用于幼、中齡林占優(yōu)勢的經(jīng)營單位。當一個經(jīng)營單位內成、過熟林占優(yōu)勢時擁有較多的利用蓄積量，而其生長量已趨下降階段。但在正常情況下，在成、過熟林到達自然成熟之前，仍會有一定數(shù)量的生長量。因此年伐量除了有VW/u這項之外，還需要在公式中加上生長量ZW/2這項。在老齡林占優(yōu)勢時采用此公式，目的是在一個輪伐期內盡量延長利用蓄積的采伐年限，以實現(xiàn)森林永續(xù)利用。6洪德斯哈根利用率法最初年由保爾森（C. Paulsen，1787）提出，并在實際中應用。1821年德國學者洪德斯哈根（J. C. Hundeshagen）在不知已有此公式情況下，也提出這個公式。所以，利用率法也稱為Paulsen-Hun

49、deshagen公式，其年伐量計算公式為： EW = VW·En/Vn (8-10)式中 EW：年伐蓄積 Vn：法正蓄積量 VW：現(xiàn)實林蓄積 En：法正收獲量VW是從現(xiàn)實林中測定計算而得。Vn法正蓄積量可從收獲表中查得。En（法正收獲量）用收獲表中伐期林分材積，也等于法正林各齡級林分連年生長量之和。洪德斯哈根把En/Vn稱為利用率（采伐比）。在法正林條件下，利用率等于法正生長率。用生長率乘以經(jīng)營單位森林蓄積量，即為該經(jīng)營單位的生長量。此公式的實質是經(jīng)營單位的年伐量用生長量來控制，所以利用率法也是一種間接的生長量法。7曼特爾利用率法在法正林條件下，年伐量等于年生長量。在整個輪伐期間所獲

50、得的全部采伐量為UZU，也就是等于法正蓄積量的兩倍，即2Vn。由此得法正年伐量En。 En =2Vn/u= Vn/u/2 （8-11）德國學者曼特爾（V. Mantel）把上式中的法正蓄積Vn用現(xiàn)實蓄積VW代替，即得下述公式，即Mantel公式：年伐蓄積 EW =2VW/u （8-12）年伐面積 SW = EW/m （8-13）式中, m：為成、過熟林平均每公頃蓄積量。在曼特爾公式中，把2/u看成是利用率，所以把它看成法正蓄積法中一種利用率公式。因為公式是根據(jù)法正林理論推導而來，所以當經(jīng)營單位內齡級結構均勻分配條件下，采用本公式才較合適。由于公式計算簡單，常作粗略計算年伐量之用。與洪德斯哈根利

51、用率相比較，這個方法除不用計算現(xiàn)實林生長量外，沒有收獲表地區(qū)仍可使用，只要知道現(xiàn)實林蓄積即可求得年伐量。七、 生長量法1 平均生長量法此法最初是由德國學者馬爾?。↘. L. Martin）在1832年提出，故也稱馬爾丁法。其理論根據(jù)也是來源于法正林理論。在經(jīng)營單位內齡級結構調整均勻分配的法正狀態(tài)時，使收獲量等于各林分的連年生長量，用生長量來控制收獲量，以實現(xiàn)經(jīng)營單位內的永續(xù)利用。由于在實際工作中，對大面積的森林難以測定其連年生長量，馬爾丁提出用各齡級平均生長量之和代替各林分的連年生長量之和，以求其近似值。其公式如下： 年伐蓄積=Z1+Z2+Z3+Zn =m1/a1+m2/a2+m3/a3+mn/an （8-14）式中, Z1、Z2、Z3Zn：各齡級平均生長量 m1、m2、m3mn：各齡級的蓄積量 a1、a2、a3an：各齡級年齡中值經(jīng)過長期努力，調整經(jīng)營單位的齡級結構之后，按生長量確定采伐量可以保證實現(xiàn)森林的永續(xù)利用。所以它是國內外常用的一種確定采伐量方法。我國森林法規(guī)定以縣或國營林業(yè)局為單位，每年森