歐陽(yáng)君祥,盧澤洋

(國(guó)家林業(yè)局調(diào)查規(guī)劃設(shè)計(jì)院,北京 100714)

森林經(jīng)營(yíng)單位合理年采伐量分析研究

歐陽(yáng)君祥,盧澤洋

(國(guó)家林業(yè)局調(diào)查規(guī)劃設(shè)計(jì)院,北京 100714)

森林采伐是調(diào)整森林結(jié)構(gòu)、改善森林質(zhì)量、提高森林功能的關(guān)鍵措施?？茖W(xué)的采伐管理是實(shí)現(xiàn)森林可持續(xù)經(jīng)營(yíng)的重要途徑。當(dāng)前我國(guó)森林采伐實(shí)行采伐限額管理制度,森林經(jīng)營(yíng)單位的年采伐限額原則上按森林經(jīng)營(yíng)方案確定的合理年采伐量核定。因此測(cè)算和確定合理年采伐量是經(jīng)營(yíng)方案編制的重要內(nèi)容。以吉林省紅石林業(yè)局為研究區(qū),對(duì)森林經(jīng)營(yíng)單位如何科學(xué)測(cè)算和確定合理年伐量進(jìn)行深入分析研究,以期在技術(shù)和方法上為森林經(jīng)營(yíng)單位編制森林經(jīng)營(yíng)方案及測(cè)算合理年采伐量提供參考。

森林采伐；合理年采伐量；森林經(jīng)營(yíng)方案

1 研究區(qū)概況

紅石林業(yè)局位于吉林省中東部,長(zhǎng)白山麓北部邊緣,是當(dāng)前我國(guó)東北重點(diǎn)國(guó)有林區(qū)森林資源質(zhì)量最好的國(guó)有林業(yè)局。根據(jù)紅石林業(yè)局2016完成的森林資源規(guī)劃設(shè)計(jì)調(diào)查成果數(shù)據(jù)*吉林紅石林業(yè)局.森林資源規(guī)劃設(shè)計(jì)調(diào)查成果數(shù)據(jù)(2016年).2016.,紅石林業(yè)局總經(jīng)營(yíng)面積299 917hm2,其中:林地294 588hm2,占98.22%；非林地5 329hm2,占1.78%。林地面積中,有林地273 693hm2,占林地92.92%。有林地面積中,純林25 532hm2,占有林地9.33%,混交林248 161hm2,占有林地90.67%。按森林類(lèi)別分,公益林204 156hm2,占林地68.07%。商品林88 917hm2,占林地29.65%。公益林中,國(guó)家一級(jí)公益林34 816hm2、二級(jí)公益林31 542hm2、三級(jí)公益林16 408hm2、其它公益林121 390hm2。

紅石林業(yè)局森林以天然林為主,天然林面積占有林地面積的96.57%,主要優(yōu)勢(shì)樹(shù)種為胡桃楸、蒙古櫟、色木槭、紫椴、榆樹(shù)、水曲柳和落葉松?，F(xiàn)有林分主要為近熟林和成熟林,幼齡林、中齡林、近熟林、成熟林、過(guò)熟林的面積比為2.37∶9.47∶37.74∶46.47∶3.95。

全局活立木總蓄積4 562.12萬(wàn)m3,有林地平均公頃蓄積為166.69m3,商品林成過(guò)熟林公頃蓄積175m3,公益林成過(guò)熟林公頃蓄積為170m3,平均年生長(zhǎng)率為0.89%,平均年生長(zhǎng)量為38.93萬(wàn)m3。

2 經(jīng)營(yíng)類(lèi)型組織

經(jīng)營(yíng)期內(nèi),紅石林業(yè)局的按經(jīng)營(yíng)類(lèi)型組織森林經(jīng)營(yíng),即將經(jīng)營(yíng)目標(biāo)相同、生長(zhǎng)發(fā)育過(guò)程相近、森林生物學(xué)特性相似、立地條件趨同、地域上不相連接的小班組織為森林經(jīng)營(yíng)類(lèi)型。

本著科學(xué)性與實(shí)用性相結(jié)合的原則,紅石林業(yè)局的經(jīng)營(yíng)類(lèi)型按立地條件、經(jīng)營(yíng)目標(biāo)、優(yōu)勢(shì)樹(shù)種和起源進(jìn)行初步劃分,然后綜合考慮小班的數(shù)量、面積和齡組構(gòu)成等因素進(jìn)行壓縮合并[1],劃分為31個(gè)森林經(jīng)營(yíng)類(lèi)型。另外,為進(jìn)一步明確經(jīng)營(yíng)小班經(jīng)營(yíng)約束條件,按森林資源主導(dǎo)功能和經(jīng)營(yíng)管理主導(dǎo)方向,從經(jīng)營(yíng)管理的角度劃分為嚴(yán)格保護(hù)、重點(diǎn)保護(hù)、保護(hù)經(jīng)營(yíng)和集約經(jīng)營(yíng)4個(gè)經(jīng)營(yíng)管理類(lèi)型*國(guó)家林業(yè)局關(guān)于印發(fā)《全國(guó)森林資源管理分區(qū)施策導(dǎo)則》(試行)的通知(林資發(fā)〔2004〕251號(hào)).2004.。

表1 紅石林業(yè)局森林經(jīng)營(yíng)類(lèi)型面積表

(續(xù)表)

注:(1)為立地條件好;(2)為立地條件中;(3)為立地條件差。

3 合理年伐量測(cè)算

3.1 模擬優(yōu)化法

建立各類(lèi)林分生長(zhǎng)模型,利用計(jì)算機(jī)模擬林分生長(zhǎng)和經(jīng)營(yíng)過(guò)程,并進(jìn)行優(yōu)化決策,確定合理年伐量[3]。本研究利用國(guó)家林業(yè)局調(diào)查規(guī)劃設(shè)計(jì)開(kāi)發(fā)設(shè)計(jì)的FMODS(Foresty Modeling and Optimization System,森林模擬優(yōu)化系統(tǒng),該系統(tǒng)和技術(shù)2009年獲梁希科學(xué)技術(shù)二等獎(jiǎng))進(jìn)行分析計(jì)算。

3.1.1 生長(zhǎng)模型

采用紅石林業(yè)局近4期森林資源連續(xù)清查的樣地和樣木數(shù)據(jù)、2016年的二類(lèi)調(diào)查樣地?cái)?shù)據(jù)擬合了主要林分生長(zhǎng)模型(表2)。

表2 主要林分生長(zhǎng)模型

(續(xù)表)

注:y為蓄積,x為林齡/5。

3.1.2 模擬測(cè)算

1) 測(cè)算方案

在公益林區(qū)劃、管理類(lèi)型劃分和經(jīng)營(yíng)類(lèi)型組織等基礎(chǔ)上,根據(jù)采伐條件、采伐方式、采伐強(qiáng)度等的不同形成4個(gè)測(cè)算方案(表3),用FMODS模擬各方案150年的經(jīng)營(yíng)過(guò)程,計(jì)算各方案的合理年采伐量。公益林的更新采伐林齡相當(dāng)于商品林的過(guò)熟林林齡,用模擬法或公式法測(cè)算合理年采伐量時(shí),公益林的林組劃分參照此標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行相應(yīng)調(diào)整,紅石林業(yè)局可采伐經(jīng)營(yíng)林分各齡組面積如表4所示。

表3 4種方案經(jīng)營(yíng)策略表

表4 可采伐經(jīng)營(yíng)林分齡組(公益林齡組調(diào)整后)面積統(tǒng)計(jì)表

2) 測(cè)算結(jié)果

4個(gè)方案前10年的合理年采伐量分別為8.45,12.93,20.53萬(wàn)m3和0m3；到150年時(shí),各方案的合理年采伐量分別為16.54,19.15,37.83萬(wàn)m3和0m3,林分總蓄積分別達(dá)到8 150.89,7 722.0,7 425.44,9 160.92萬(wàn)m3,各方案的總可收獲蓄積(林分總蓄積與已采伐蓄積之和)分別達(dá)到9 867.98,10 056.5,12 228.82,9 160.92萬(wàn)m3。各方案各經(jīng)營(yíng)期合理年采伐量、林分總蓄積、總可收獲蓄積等具體情況詳見(jiàn)表5。

表5 各方案各經(jīng)營(yíng)期(5年)主要因子對(duì)比表 萬(wàn)m3

3.2 公式法

3.2.1 測(cè)算公式

計(jì)算森林年采伐量的方法很多,為便于對(duì)比分析,采用我國(guó)常用的第一林齡公式*國(guó)家林業(yè)局.關(guān)于編制“十三五”期間年森林采伐限額的通知(林資發(fā)〔2014〕62號(hào)).2014.、第二林齡公式*國(guó)家林業(yè)局.關(guān)于編制“十三五”期間年森林采伐限額的通知(林資發(fā)〔2014〕62號(hào)).2014.、面積輪伐公式[3-4]和擇伐年伐量公式[3-4]對(duì)紅石林業(yè)的合理年采伐量進(jìn)行了計(jì)算。

第一林齡公式:

(1)

第二林齡公式:

(2)

擇伐年伐量公式:

(3)

面積輪伐公式:

(4)

3.2.2 測(cè)算結(jié)果

假設(shè)林業(yè)局各類(lèi)型林分平均齡級(jí)數(shù)為20,商品林的平均采伐強(qiáng)度為35%,公益林的平均采伐強(qiáng)度為20%。根據(jù)再次采伐時(shí)林分的單位面積蓄積須不小于當(dāng)前的單位面積蓄積原則,平均生長(zhǎng)率為0.89%計(jì)算,商品林的擇伐周期為49年,公益林的擇伐周期為25年。假設(shè)采用面積輪伐時(shí),商品林輪伐期為80年,公益林輪伐期為120年。

按第一林齡公式計(jì)算,商品林的合理年采伐量為33.90萬(wàn)m3,公益林的合理年采伐量為9.09萬(wàn)m3,總計(jì)為42.99萬(wàn)m3；按第二林齡公式計(jì)算,商品林的合理年采伐量為24.62萬(wàn)m3,公益林的合理年采伐量為37.28萬(wàn)m3,總計(jì)為61.90萬(wàn)m3；按擇伐年伐量公式計(jì)算,商品林的合理年采伐量為13.84萬(wàn)m3,公益林的合理年采伐量為7.25萬(wàn)m3,總計(jì)為21.09萬(wàn)m3；按面積輪伐公式計(jì)算,商品林的合理年采伐量為23.41萬(wàn)m3,公益林的合理年采伐量為23.67萬(wàn)m3,總計(jì)為47.08萬(wàn)m3。

4 結(jié)果分析

4.1 模擬法測(cè)算結(jié)果分析

4個(gè)方案都從生態(tài)保護(hù)保護(hù)的角度出發(fā),確定了較為嚴(yán)格的經(jīng)營(yíng)約束條件,規(guī)定嚴(yán)格保護(hù)類(lèi)型禁止任何經(jīng)營(yíng)活動(dòng),主伐和更新采伐時(shí)只能采用擇伐方式,主要區(qū)別是各類(lèi)型林分允許的采伐強(qiáng)度不同。從保留資源總量角度考慮,4個(gè)方案總蓄積量均能保持增長(zhǎng)趨勢(shì),但采伐強(qiáng)度越大的方案,林分的保留蓄積量越小。從總收獲量的角度考慮,方案三總可收獲蓄積在各經(jīng)營(yíng)期中持續(xù)最大,方案四的總可收獲蓄積相對(duì)較小,說(shuō)明在一定范圍內(nèi)采伐量越大,總可收獲蓄積越大,也就說(shuō)合理的采伐利用能促進(jìn)林分生長(zhǎng),提高生長(zhǎng)量。從近期的合理年采伐總量考慮,當(dāng)前紅石林業(yè)局的林分以中齡林為主,可采資源不多,各方案前10年的合理年采伐量都相對(duì)較小。紅石林業(yè)的主要經(jīng)營(yíng)目標(biāo)是保護(hù)、培育和發(fā)展森林資源,綜合考慮現(xiàn)有經(jīng)營(yíng)水平和條件,建議選擇方案一編制紅石林業(yè)局森林經(jīng)營(yíng)方案。

4.2 公式法測(cè)算結(jié)果分析

第二林齡公式計(jì)算的結(jié)果偏大,擇伐年伐量公式計(jì)算的結(jié)果相對(duì)較小。主要原因?yàn)榧t石林業(yè)局的中齡林面積(公益林齡組劃分參照更新采伐年齡進(jìn)行調(diào)整)嚴(yán)重偏大,第二林齡公式將中齡林納入采伐周期內(nèi)合理年采伐量計(jì)算,導(dǎo)致計(jì)算的結(jié)果偏大。擇伐年伐量公式的計(jì)算考慮了擇伐強(qiáng)度,因此計(jì)算結(jié)果相對(duì)較小。從各公式考慮因素分析,第一林齡公式考慮了近熟林、成熟林和過(guò)熟林,一般適用于近熟林、成熟林和過(guò)熟林偏少的經(jīng)營(yíng)單位；第二林齡公式考慮了中齡林、近熟林、成熟林和過(guò)熟林,一般適用于中齡林、近熟林、成熟林和過(guò)熟偏少的經(jīng)營(yíng)單位；擇伐年伐量公式考慮了擇伐強(qiáng)度,一般適用于天然林為主的經(jīng)營(yíng)單位；面積輪伐公式采用年采伐相同面積的方式經(jīng)營(yíng),一般適用于以人工林為主且齡級(jí)結(jié)構(gòu)均勻的經(jīng)營(yíng)單位。

4.3 模擬法與公式法對(duì)比分析

首先,與模擬法測(cè)算相比,按公式法計(jì)算的合理年伐量相對(duì)偏大。公式法能夠考慮的采伐限制條件少,很難將可采資源、各林分類(lèi)型采伐強(qiáng)度和采伐方式等多種限制條件在單一公式中體現(xiàn),計(jì)算結(jié)果一般偏大。當(dāng)前考慮的限制條件相同時(shí),模擬法與公式法的計(jì)算結(jié)果基本一致,如擇伐年伐量公式和模擬法的方案三計(jì)算的合理年采伐量基本相同。其次,公式法大多是計(jì)算輪伐期或擇伐周期內(nèi)經(jīng)營(yíng)單位內(nèi)年平均合理年采伐量,很難反映經(jīng)營(yíng)單位在輪伐期或擇伐周期內(nèi)合理年采伐量的變化,公式法主要適用于齡級(jí)結(jié)構(gòu)均勻的經(jīng)營(yíng)單位,當(dāng)經(jīng)營(yíng)單位內(nèi)林分林齡結(jié)構(gòu)不合理時(shí),計(jì)算結(jié)果與實(shí)際合理量相比可能有較大偏差。紅石林業(yè)局前10年內(nèi)的實(shí)際可采資源少,公式法計(jì)算結(jié)果反映的是長(zhǎng)期的平均合理年采伐量,對(duì)前10年來(lái)說(shuō)結(jié)果偏大。因此采用公式法計(jì)算合理年伐量時(shí),一般須通過(guò)調(diào)整系數(shù)等方式進(jìn)行適當(dāng)糾正。

5 結(jié)論和討論

1) 模擬法能長(zhǎng)周期模擬森林經(jīng)營(yíng)單位森林經(jīng)營(yíng)過(guò)程和森林資源動(dòng)態(tài)變化過(guò)程,當(dāng)前我國(guó)森林經(jīng)營(yíng)單位的林分林齡結(jié)構(gòu)大多不合理,有條件的森林經(jīng)營(yíng)單位要根據(jù)主要經(jīng)營(yíng)目標(biāo)、經(jīng)營(yíng)水平和基礎(chǔ)條件等,建立林分生長(zhǎng)經(jīng)營(yíng)模型,優(yōu)先采用模擬法綜合分析測(cè)算合理年采伐量。

2) 采用公式法計(jì)算確定合理年采伐量時(shí),要根據(jù)經(jīng)營(yíng)單位的森林資源特征,充分考慮公式的適用條件,選擇適宜的公式,并且要考慮公式法的局限性,結(jié)合資源分析等綜合確定合理年采伐量。

3) 計(jì)算公益林的合理年采伐量時(shí),不能采用二類(lèi)調(diào)查時(shí)劃分的齡組,要根據(jù)公益林的更新采伐林齡重新劃分確定林分的齡組,確保計(jì)算結(jié)果的合理性。

[1]歐陽(yáng)君祥,張崗崗,王得祥,等.小隴山林區(qū)黨川林場(chǎng)生態(tài)公益林經(jīng)營(yíng)類(lèi)型劃分研究[J].林業(yè)資源管理,2015(5):18-25.

[2]歐陽(yáng)君祥.模擬退火法在汪清林業(yè)局森林可持續(xù)經(jīng)營(yíng)決策中的應(yīng)用研究[J].林業(yè)資源管理,2005(6):55-58.

[3]LYJ101-86,林業(yè)局總體設(shè)計(jì)規(guī)范[S].

[4]于政中,宋鐵英,袁嘉祖,等.數(shù)量森林經(jīng)理學(xué)[M].北京：中國(guó)林業(yè)出版社,1995.

Analysis and Research on the Optimal Annual Forest Felling Volume of Forest Management Units

OUYANG Junxiang，LU Zeyang

(AcademyofForestInventoryandPlanning,StateForestryAdministration,Beijing100714,China)

Forest harvesting is a key measure to adjust forest structure,improve forest quality and improve forest function.Scientific harvesting management is an important way to achieve sustainable forest management.At present,forest harvesting in our country adopts the harvesting quota management system,and the annual allowable cutting quota of the management units,in principle,shall be determined according to the optimal annual forest felling volume of the forest management plan.Therefore,the calculation and determination of the optimal annual forest felling volume is the important content for drawing up the forest management plan.In this study,how to scientifically calculate and determine the optimal annual forest felling volume in the forest management unit was thoroughly investigated and analyzed in Hongshi Forestry Bureau,Jilin Province,China.The purpose of this study was to provide a reference in the technology and method for forest management units to draw up forest management plan and calculate the optimal annual forest felling volume.

forest harvesting,optimal annual forest felling volume,forest management plan

2017-07-08；

2017-07-13

歐陽(yáng)君祥(1973-),男,湖南邵東人,高工,主要從事森林經(jīng)理研究、森林資源管理、林業(yè)調(diào)查規(guī)劃設(shè)計(jì)等方面工作。Email:ouyangjunxiang@sina.com

S757.4

A

1002-6622(2017)04-0030-07

10.13466/j.cnki.lyzygl.2017.04.006