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文档简介
森林成熟12森林成熟概述物质产品的森林成熟3非物质产品的森林成熟二非物质产品的森林成熟非物质产品森林成熟防护成熟自然成熟经济成熟(一)防护成熟1.概念——当林木或林分的防护效能出现最大时的状态称为防护成熟,此时的年龄称为防护成熟龄。对于生态公益林的经营起指导作用。一要研究与防护性能大小有关的主导因素;二要考虑木材材种出材率的变化,以便把防护性能的发挥和木材利用结合起来。例如:水源涵养林的防护成熟龄的确定。2.防护成熟的确定龄级变化时苔草松树林土壤的平均蓄水量
单位:mm土壤厚度/cm新采伐迹地疏密度中等时的各龄级有茂密的10-12年生幼树的V龄级林木ⅠⅡⅢⅣⅤⅥ2015129121516161350362523293633362810067455167696458481509469961061019883702001259616316314514011392从上表可以看出,土壤水分贮藏量随林龄增长而增加,但有一定限度,即达80~100年时便不增加,并保持相当久。可见水源涵养作用和这个年龄有关。
另外,从利用木材观点分析,通过这种经济材出材率的研究证明,这个林型在各个生长时期的出材率是相当高的。苔草松树林出材率变化年龄30405060708090100110120经济材出材率/%87.087.888.689.089.589.489.28988.286.8锯材原木出材率/%24.40.259.071.077.280.783.786.286.886.8其中一等锯材----2.33.03.64.87.211.0每公顷锯材平均生长量/m31.32.74.75.15.45.55.55.45.25.0从上表可以看出,在70~80年经济材出材率最大,直至110年时其出材率仍很高。此时锯材出材率亦最高,而其平均生长量最高时期在80~90年。从木材利用观点上看,这个林型保留到110年,在经济上不会产生很大的损失。
这样,把水源涵养的防护作用(大约在80~100年)和木材利用结合起来考虑,其防护成熟龄可确定为80~100年。由上例可以看出,研究林分在不同年龄的防护效能及经济用材材种出材率,并把两者结合起来进行分析,确定防护成熟的方法是正确的,符合国民经济的要求和生物学特性相结合的观点以及以防护为主综合利用的原则。1.概念又称生理成熟,当树木或林分从衰老到开始枯萎阶段时的状态,称为自然成熟。
这时的年龄称为自然成熟龄,即林木的自然寿命。它是以林木生理上自然衰老的现象为标准的,所以也称生理成熟龄。(二)自然成熟2.影响自然成熟的因子树种林木起源立地条件:硬阔叶树的自然成熟龄比针叶树和软阔叶树的高、耐荫树种比喜光树种长。:实生的树木或林分,其自然成熟龄比萌芽的高:生长在不良立地条件下的树木或林分,其自然成熟较早,而生长在良好立地条件下,则到来得较晚。(1)单株树木的确定方法:一般从树木的外部特征来判断,如高生长停止、树冠扁平、梢头干枯、树心腐烂等。(2)林分的确定方法:林分蓄积量达到最高时为自然成熟,随后林分蓄积量开始出现负生长。此时的林分即已经接近自然成熟(如表0-12)3.自然成熟的确定年龄每公顷总断面积/m3每公顷蓄积量/m3每公顷平均生长量/m3每公顷连年生长量/m312029.92882.41.114030.33202.20.716029.73041.90.218028.52951.6-0.420026.52791.3-0.922023.52511.1-1.324019.82170.9-1.7中等地位级松林主林木生长量从上表中可以看到,林分蓄积出现负生长在180年(更准确地说是在160~180年),此时达到了自然成熟。一些主要乔木树种的自然成熟龄(大概的平均数字)如表0-13。各树种的自然成熟龄树种在良好立地条件下林分的自然成熟龄/年在良好立地条件下个别树木的自然成熟龄/年落叶松200300云杉、冷杉180240红松250350桦木120150山杨、黑赤杨100120实生橡树300400萌生橡树120-白蜡200-水青曲、椴、榆150-在确定林木主伐年龄时,必须考虑自然成熟,不应在林木达到自然成熟龄时才采伐,因为此时它们的经济价值已经很小了。因此,这种成熟龄只有在特殊的情况下,例如在风景林、各种防护林、禁伐区、名胜古迹林以及森林公园等具有重要意义。(三)经济成熟1.概念:在森林生长发育过程中,货币收入达到最多时的状态称为经济成熟,此时的年龄称为经济成熟龄。2.适用范围:经济成熟可用于薪炭林、用材林、经济林等林种中。也可应用于防护林和特用林的经营中。在各种森林成熟龄中,一般到达最早的是更新成熟,最晚的自然成熟,介于前二者之间的是数量成熟和工艺成熟。数量成熟龄是确定轮伐期及主伐年龄的最低限度,自然成熟龄是最高限度。小结森林成熟—工艺成熟12森林成熟概述物质产品的森林成熟3非物质产品的森林成熟二物质产品森林成熟物质产品森林成熟数量成熟工艺成熟经济林成熟竹林成熟更新成熟能获得物质产品的产出量(二)工艺成熟1.概念——在林分生长发育过程中,目的材种的材积平均生长量达到最大时的状态称为工艺成熟,又称利用成熟。此刻的年龄称为工艺成熟龄。公式表示:
——树木或林分第i年的材积或蓄积量;
I——年龄,i=1,2,3……n——第i年的某材种的材积平均生长量
P材——材种出材率各材种都有一定的长度、粗度和质量要求,如原木规格:长度直径特级原木4、5、6、8m26cm以上锯切原木2—8m14—24cm小径原木2—6m6—12cm质量:裂纹、弯曲度、节子、腐朽、偏枯等蓄积量→按某材种规格造材后→某材种出材量2.工艺成熟与数量成熟的关系(1)共同点:均为衡量成熟的数量指标工艺成熟可看成是数量成熟的一个特例,即:“有一定材种规格要求的数量成熟”。(2)不同点:第一、主导因素不同;数量成熟——总蓄积量;工艺成熟——木材规格质量工艺成熟有质量指标,而数量成熟无质量要求云南松不同立地林分数量成熟龄与不同材种的工艺成熟龄不同的地位级林分数量成熟龄各材种的工艺成熟龄锯材原木一般原木矿柱原木建筑材ⅰ35120704040ⅱ37120805050ⅲ40120906060ⅳ42140908090第二、出现的条件不同无论林木或林分,数量成熟通常都会出现,而某材种的工艺成熟则不一定会出现第三、到来的时期不同第四、数量不同一个林分,数量成熟龄只有一个;而工艺成熟龄有多个3.工艺成熟的影响因素材种规格立地条件经营措施(1)材种规格材种的材长越长,小头直径越大,工艺成熟龄越高。地位级数量成熟龄工艺成熟龄锯材原木矿柱火柴材造纸材原木建筑材Ⅰα319040-60301σ3311040-6540Ⅰ3512040-7040Ⅱ3712050-8050Ⅲ4012060-9060Ⅳ4214080-9090云南松数量成熟龄与工艺成熟龄的比较(2)立地条件同一材种的工艺成熟龄,立地条件越好,工艺成熟龄越低。(3)经营措施任何提高树木生长量的措施,都可以降低工艺成熟龄。4.工艺成熟的确定方法生长过程表加材种出材量表法标准地法目的直径法(1)生长过程表加材种出材量表法此方法是最常用的方法之一。由于我国已编制了许多主要树种的生长过程表和材种出材量表,因此应用时比较简便。①按树种分别地位级,从给定的生长过程表中查出各龄级的平均树高、平均胸径、每公顷蓄积量和平均生长量,分别填入工艺成熟龄计算表中。其查定因子及计算步骤:大兴安岭落叶松生长过程表(Ⅱ地位级)落叶松出材量表(Ⅰ地位级)(2)根据各龄级的平均树高和平均胸径,从出材量表中查出每一主要材种出材量占蓄积量的百分比(即出材率),分别填入计算表中各材种的出材率栏内。大兴安岭落叶松各材种工艺成熟龄计算表(3)将各龄级的每公顷蓄积量乘以每一主要材种的出材率,即得各材种的出材量。林龄树高胸径每公顷蓄积商品材其中:车辆材合计出材率%材积生长量Z总出材率%总出材量生长量Z103.52.9
208.16.596
3011.49.9174
4014.812.92386140.4701674.25017.715.929413380.8752214.46020.418.934519791.3772654.47022.621.7388281091.6783034.38024.424.3421331391.7783284.19025.726.9445381691.9793523.910026.729463431992793663.7(4)用各龄级的平均年龄去除各相应龄级各材种的材积,即得出各主要材种不同龄级的平均生长量,填入计算表中各该树种平均生长量栏内。(5)对比某一材种各龄级的材积平均生长量,就可找出平均生长量最大时的年龄,这个年龄即为所求目的材种的工艺成熟龄。(2)标准地法此方法是在某树种没有生长过程表或现实林与标准林分的差异较大时使用。工作量大,等于重新编制生长过程表,但是更客观地反映现实林分的实际状况。1)按树种分别林型和地位级,在各个龄级的林分中设置标准地,查明每公顷的蓄积量和平均年龄。2)通过选伐适当数量的计算木,并在现地按材种规格进行造材,求出各材种的出材量。用标准地法求工艺成熟龄的主要步骤:3)用平均年龄去除各材种的出材量,即可计算出各材种的平均生长量。4)对比同一材种各龄级的平均生长量,就可找出所需材种平均生长量最高时的年龄,即为所求目的材种的工艺成熟龄。此法只适用于同龄林,不适用于异龄混交林。标准地法虽精度较高,但需采伐大量的计算木,工作量大此法由德国马尔丁提出,故又称马尔丁法。它是求算林分平均木达到能够取得一定长度和小头直径的材积时的最低年龄作为工艺成熟龄。(3)目的直径法用公式计算:N=a+(nd)/2=a+nr式中:N--某材种工艺成熟龄;a--树高达到目的材种长度时得年龄;n—目的材种小头直径上半径方向1㎝宽度的平均年轮数;d—目的材种的小头直径;r—目的材种的小头半径。树干生长过程图树高生长:由顶端生长点细胞分裂生长。直径生长:由形成层向内木质部(木材)分外韧皮部(树皮)顶端生长点树高生长。因此:材种的工艺成熟龄为长高的年龄+长粗的年龄之和。N=a+(nd)/2=a+nr求某地杉木人工林檀材的工艺成熟龄。按有关规定,檀材长度平均为4.4m(3.6-5.0m),小头直径平均为14cm(8-18cm)。通过调查,选取平均木41主,经过树干解析,造材后并计算,得到树高达到目的材种长度时的年龄为7.9年,目的材种小头直径上半径方向1cm宽度内平均年轮数为1.7。杉木人工林檀材的工艺成熟龄为多少年?N=a+(nd)/2=7.9年+(1.7*14)/2=19.8年森林成熟12森林成熟概述物质产品的森林成熟3非物质产品的森林成熟森林成熟概述一1.森林成熟的概念森林成熟是森林经营利用中的一个重要的技术经济指标,是确定林分、林木经营周期的基础。森林成熟标志着所经营的森林为了某种用途,并发育到某一阶段,此刻收获利用效果最好,即最符合经营目的。森林成熟是指森林在其生长发育过程中达到最符合经营目的的状态。达到这一状态时的年龄称为森林成熟龄。为森林经营利用的最佳状态与时间。成熟是一种现象,而成熟龄则是这一现象的时间概念。森林成熟龄是利用森林的最佳时间。2.森林成熟的含义1.森林成熟指个别树木或经营上同类一类型林分的成熟,而不是指整个森林或“森林综合体”的成熟。2.反映和体现森林经营的目的和任务,森林成熟不仅是生物现象和林学技术问题,而且是一种经济现象。3.森林成熟反映出林业生产各方面的综合概念,成为林业生产工作中重要的林学指标与经济指标。3.森林成熟的特点不明显性效益的多样性持续时间与经营目标有关4.研究森林成熟的意义森林成熟是合理确定林分、林木轮伐期、主伐年龄的依据;也是森林经营和森林利用的依据。5.森林成熟的种类根据经营目的和任务而定。有些成熟是取决于树木或林分的自然生长过程,而另一些成熟则取决于技术计算的方法和经济条件。非物质产品森林成熟物质产品森林成熟种类二物质产品森林成熟物质产品森林成熟数量成熟工艺成熟经济林成熟竹林成熟更新成熟能获得物质产品的产出量(一)数量成熟
1.概念:林分或树木的材积平均生长量达到最大值时,称为林分或树木的数量成熟,达到此状态时的年龄称为数量成熟龄。maxZi=Vi/i式中:Vi——树木或林分第i年的材积或蓄积量;
i——年龄,i=1,2,……,n;
Zi——第i年的材积平均生长量。西南区云南松I地位级生长过程(疏密度=1.0)林分年龄/年每公顷蓄积/m3平均生长量/m3连年生长量/m3连年生长率/%10686.86.8
201768.810.88.85302769.210.04.42403578.98.12.56504198.46.21.60604717.95.21.17705187.44.70.95805566.93.80.71905886.53.20.561006156.22.70.451106385.82.30.371206575.51.90.291306735.21.60.241406874.91.40.21(1)树木幼年时期,连年生长量和平均生长量都随年龄增加而增加,但连年生长量比平均生长量增加得快。(2)连年生长量达最高峰的时间比平均生长量早。(3)平均生长量达最高峰时,连年生长量等于平均生长量,两条曲线相交。
在确定数量成熟时,把达到此交点的年龄作为数量成熟龄。平均生长量与连年生长量曲线从图中可以看出,两种生长曲线有规律的变化中,对确定数量成熟龄提供了有力的根据。
此两种曲线的交叉点就是平均生长量的最高年龄,那么这个年龄就是云南松I地位级的数量成熟龄。数量成熟,也称为材积收获最多成熟,绝对成熟等。主要用于薪炭林,用材林中。与数量成熟相接近的还有重量成熟和热量成熟。重量成熟是指全树的干重量平均生长量最大时的状态。重量成熟对以生产纸浆、木浆等原材料的经营起作用。热量成熟是指单位面积土地上产生的木材燃烧时发出的热量平均生长量最大时的状态,用焦耳(J)表示。热量成熟主要在薪炭林经营中起作用。2.数量成熟的确定方法(1)生长过程表法(收获表法)此方法最简便,找出合适的生长过程表,从表中查出平均生长量最大的年龄就是数量成熟龄。从上表(也可看课本20页表0-7)中可得出西南区云南松Ⅰ地位级立地上生长的数量成熟龄为30年。(2)标准地法有些树种没有编制收获表,或已编制的收获表已不适应时必须用标准地法来确定。标准地法类似于重新编制收获表,就是疏密度不同。标准地法的密度是平均密度,而生长过程表法中的密度是最大的,疏密度=1.0。标准地法求出的数量成熟比生长过程表法所求出的数量成熟更有现实性,使用时误差小。选择标准地设立标准地伐倒木区分求积,计算材积总量和平均生长量列表,查找数量成熟龄数量成熟龄标准地法工作流程伐倒林木区分求积示意图杉木丰产林Ⅰ地位级生长过程表林分年龄调查标准地个数平均每亩蓄积量平均生长量数量成熟龄5113.80.7610128.30.83151314.50.97♥201416.80.84251218.30.7330820.20.67问题:请问下列表湿地松的数量成熟龄是?林分年龄10203040506070每公顷蓄积量
96174238294345388平均生长量
数量成熟龄时间
4.85.85.955.885.755.543.影响数量成熟的因素树种特性林分起源确定范围立地条件经营措施生长快的喜光树种,其数量成熟龄比生长缓慢的耐荫树种要早。软阔叶树较硬阔叶树生长快,所以数量成熟到来较早。(1)树种特性(2)确定范围从确定采伐木的范围来看,同一林分,如果确定范围是包括主伐(主林木)及各次间伐(副林木)在内的全林木时,则全林木的数量成熟龄要比主林木高些,一般高10~20年。这是由于间伐的材积在总生产量中的比重随年龄的增长而加大,因而推迟了数量成熟龄(如表和图)。地位级全林木成熟龄平均生长量/m3·hm-2主林木成熟龄平均生长量/m3·hm-21B4324.63815.91σ4719.93913.81A5016.24311.5马尾松全林木和主林木数量成熟龄全林木(实线)主林木(虚线)数量成熟龄(3)立地条件从立地条件来看,同一树种,立地条件好的林分,其数量成熟较立地条件差的林分到来的早,且平均生长量的值也大,这是由于立地条件好的生长迅速,自然稀疏较强(如表)林型地位型数量成熟龄平均生长量/m3·hm-2草类林Ⅰ456.0草类林Ⅱ535.3草类林Ⅲ604.8杜鹃林Ⅳ714.4杜香林Ⅳ703.5绿苔水藓林Ⅳ792.8杜香林Ⅴ862.0兴安落叶松各林型各地位级数量成熟龄(4)林分起源实生林晚于萌生林,天然林晚于人工林。同一树种在不同的气候条件下,其数量成熟龄差异也很大。林分平均生长量达最高值之后,其最高值能维持一定时期,这段时期的长短随树种和立地条件的不同而异,一般约为10~20年。大兴安岭主要树种各龄级的主林木总平均生长量树
种林
型地位级主林木总平均生长量/m3·hm-2年龄303540455060708090100110120130落叶松草类-落叶松林Ⅲ--4.6-4.84.84.64.4-----落叶松苔藓-水藓-落叶松林Ⅳ----2.72.82.82.82.72.72.6--落叶松杜香-水藓-落叶松林Ⅳ----1.71.92.02.02.02.02.01.91.9蒙古松胡枝子-柞树林Va----0.91.11.11.11.11.11.11.01.0白桦杜鹃-白桦林Ⅲ-Ⅳ3.63.73.63.5---------根据上表的材料,可以得出以下的重要结论:①确定数量成熟龄时,不仅需要查出平均生长量最高的年龄,而且需要查出最高平均生长量持续的时间。②只要在数量成熟到来以后一个龄级内进行采伐利用,就不会给森林经营带来很大的木材损失。(5)经营措施一切有利于加快林木生长的措施都会使树木数量成熟提前。4.数量成熟龄的意义数量成熟龄体现蓄积收获平均最高年龄,是薪炭林、造纸林确定主伐年龄的依据,是用材林主伐年龄的下限值。森林的数量成熟是在一定的期限保持的,因此生产上可在数量成熟龄到来后一个龄级进行采伐。森林成熟12森林成熟概述物质产品的森林成熟3非物质产品的森林成熟二物质产品森林成熟物质产品森林成熟数量成熟工艺成熟经济林成熟竹林成熟更新成熟能获得物质产品的产出量计算公式为:式中:bi—某经济林单位面积上第i年的目的产品产量
Bi—该经济林单位面积上前i年目的产品的平均产量i—年数,i=1,2,……n(三)经济林成熟1.概念——目的产品平均年产量达到最高时的森林状态。一般把树龄分为:产前期;初产期;盛产期;衰产期经济林产品包括:果品、油料、树汁、调料、药材、淀粉等脐橙林苹果林八角林(1)林木定植后一段时间内不产出目的产品;(2)林木到达一定年龄后开始产出,开始时产量少,然后逐年增加;(3)到达一定年龄时产品产出量达到最大;(4)产量最大状态能持续一段时间;(5)随后产量开始逐渐下降,刚开始下降时速度较慢;(6)到达一定年龄时产量下降速度加快,直到衰老死亡。2.经济林成熟的一般规律(四)竹林成熟竹子与一般的乔木、灌木生物学特性不同。它生长迅速,笋出土后1年内高生长和直径生长就基本完成,以后的生长主要是改变竹子物理性能和化学成分,如硬度、韧性,各种成分的比重等。所以,竹林有工艺成熟和自然成熟,根据出笋的盛期还有更新成熟。竹子主要以无性方式繁殖,用母竹或鞭根移植进行。竹林的生长方式主要有两种:散生和丛生。竹子的用途广泛,可用于建筑、编织、造纸、工艺品加工、观赏、竹笋食用等。竹子种类繁多,用途多样,因此成熟的种类也多种多样。也有各种工艺成熟龄,自然成熟和类似的更新成熟。
以毛竹为例,说明其不同用途的成熟。用于造纸和纤维原料的竹材需要用嫩竹,以1年生为宜,在当年竹子新叶展开时即可收获;编织用材以2~4年生最好;建筑用材以5~6年以上,特殊用途的竹材需8年以上。我国竹林种植区有“存三去四莫留七”的谚语,意思是说:1~3度(1度为2年,相当于龄级)时留养,4度时抽砍,7度以上则不宜保留。竹林通常为异龄林,收获一般用择伐。竹林成熟龄的确定方法标号法龄痕法相秆法(1)标号法在每年的新发竹秆上,注明新竹的年份。以便以后判断成熟及进行采伐。此法适用于经济价值较高的散生竹类。(2)龄痕法新发毛竹一年后换叶,以后每2年换一次,每次留下一个龄痕。小枝上的龄痕数,即为竹子的换叶次数,也就是竹子的度数。可用公式计算竹子的年龄。即A=(2n-1)+a式中:A—竹龄;n—龄痕数;a—竹叶的年龄。(3)相秆法可根据竹秆外部的颜色判断竹龄。2年生竹1年生竹3、4年生竹5、6年生竹7、8年生竹;9、10年生竹竹类的采伐年龄必须正确地掌握,过早过迟均不适宜。3、4年生竹(五)更新成熟1.概念——树木或林分在采伐后,达到采伐以后最有利于实现天然更新的状态。这一时期的年龄称更新成熟龄。2.更新成熟的种类种子更新成熟(龄)萌芽更新成熟(龄)种子更新成熟(龄):是指树木或林分生长发育过程中达到开始大量结实的最低年龄,从该年龄起能保证更新所需的种子。萌芽更新成熟(龄):指树木或林分生长发育达到采伐以后伐根萌芽力开始衰退的最高年龄,在此年龄之前,树木采伐后伐根都具有旺盛的萌芽力,能保证萌芽更新。(1)一般概况3.影响更新成熟(龄)的因素到达时间起源立地条件林况树种萌芽实生优劣郁闭度受害状况速生阔叶树慢生针叶树早√
√小重√
晚
√√
大轻
√影响更新成熟达到时间早晚因素对比表(2)影响萌芽更新效果因素伐根的高度:“宁(可)扒土一尺,不(愿)留桩一寸”采伐季节:采伐以冬季为好轮伐期12轮伐期的概念轮伐期的作用3轮伐期的确定轮伐期的概念一轮伐期:它表示林木经过正常的生长发育到达可以采伐利用为止所需要的时间。轮伐期是一种生产经营周期包括“采伐——更新——培育”全过程。2)轮伐期属于森林经营上的概念,是在一个经营单位内建立永续利用时间序列的依据。以经营类型为对象,以实现永续利用为宗旨。注意点:采伐年龄,是指在同一经营类型里,树木或林分到达成熟而进行主伐的最低年龄,也叫伐期龄,或称主伐年龄。主伐年龄只适用于实行皆伐作业的同龄林,按一般规定,主伐年龄以龄级符号表示,如Ⅲ、Ⅳ、Ⅵ、Ⅸ等。注意点:而轮伐期则以具体年数表示,如50,70,80,100,120等。主伐年龄是指采伐成熟林的年龄,没有考虑更新的年限,而轮伐期则是包括了更新期在内的生产周期。例如,某经营单位轮伐期为50年,假定其中包括有自1年生至50年生的各龄级的林分。87654321成熟林近熟林中龄林林龄幼采伐一个轮回轮伐期示意图二轮伐期的作用轮伐期的作用轮伐期是确定利用率的依据轮伐期是划分龄组的依据轮伐期是确定间伐的依据1.轮伐期是确定利用率的依据在年龄结构均匀的条件下,其利用率公式为:例:某经营单位蓄积量为300000m3,轮伐期为50年,则:其标准年伐量为300000×4%=12000(m3)从上例中可以看出轮伐期与采伐量、生长量和蓄积量之间的关系。当轮伐期不同时,利用率亦随之变化。例如:轮伐期为100年、50年、40年、20年、10年时,则利用率相应为2%、4%、5%、10%、20%。相应年伐量为6000m3、12000m3、15000m3、30000m3和60000m3。从上式和上例还可以看出,利用率与轮伐期成反比。即轮伐期越长,则利用率越小;反之,轮伐期越短,则利用率越大。为了取得足够的木材采伐量,而且是永续利用的年伐量必须有足够数量和质量的蓄积量,即后备资源。因此,只有蓄积量增大了,才有可能扩大年伐量。而蓄积量的增大,一方面要有足够的培育时间,另一方面依靠培育期间所采取的经营管理水平。当经营单位内林分按龄级分配均匀时,轮伐期越长,它所包括的径级越多,所积累的蓄积量也越多。在培育的材种中,大径材所占的比重增大,从而蓄积量的质量提高,也就有利于实现永续利用。在成熟林、过熟林占优势的原始天然林区,林龄过大,林况恶化,自然腐朽严重,不仅木材质量降低,而且枯损量大,甚至蓄积量也会降低。缩短轮伐期,加大年伐量,以便充分、合理、及时利用现有森林资源,同时调整后继资源,以利实现永续利用。2.轮伐期是划分龄组的依据龄组(幼龄林、中龄林、近熟林、成熟林、过熟林),以表示林分培育和利用的阶段。龄组的划分标准就是轮伐期。通常把达到轮伐期的那一个龄级和高一个龄级的林分叫做成熟林;龄级更高的林分为过熟林;比轮伐期低一个龄级的林分为近熟林。其他龄级更低的林分,若龄级数为偶数,则一半为幼龄林,一半为中龄林;如果龄级数为奇数,则幼龄林比中龄林多分配一个龄级。
成熟林和过熟林构成了利用资源,或称利用蓄积。
近熟林以下的则称为经营蓄积。上表为同一经营类型,只是轮伐期不同,则各龄组的面积及其占经营类型面积的百分比就有很大差异。龄组轮伐期为120年轮伐期为80年面积/hm2百分率龄级面积/hm2百分率龄级幼龄林170028.3Ⅰ―Ⅱ5008.3Ⅰ中龄林170028.3Ⅲ―Ⅳ120020.0Ⅱ近熟林100016.7Ⅴ80013.3Ⅲ成熟林160026.7Ⅵ―Ⅶ190031.7Ⅳ―Ⅴ过熟林-
―160026.7Ⅵ―Ⅶ合计6000100―6000100
不同轮伐期林分按龄组分配木材产量主要是由主伐量和间伐量两部分构成。
轮伐期确定后,明确了经营单位的经营目的和目的材种。
林分间伐次数、生产材种、间伐量比重等,都和轮伐期的长短有直接和间接关系(如表)。3.轮伐期是确定间伐的依据轮伐期12轮伐期的概念轮伐期的作用3轮伐期的确定轮伐期的确定一1.确定轮伐期的依据根据森林成熟根据经营单位的生产力和林况根据经营单位的龄级结构(1)根据森林成熟应该根据各种森林在国民经济中的作用不同确定不同的轮伐期。一般来说,轮伐期不应低于数量成熟龄。用材林区,轮伐期应根据所培养目的材种的工艺成熟龄来确定。同时,还应根据不同的更新方式,考虑更新成熟龄。对于防护林应以防护成熟龄和自然成熟龄为主,同时也要考虑更新成熟龄和工艺成熟龄等。要用经济观点进行分析,以确定适宜的轮伐期。(2)根据经营单位的生产力和林况从充分利用林木生产力方面看,用材林的轮作期不应低于数量成熟龄。因此数量成熟龄只能作为确定轮伐期的最低年龄。如果林况(生长状况和卫生状况)不良,也应降低轮伐期,以便迅速伐去劣质林分,而代之以生产力较高的新林。当病虫害严重时,应考虑适当缩短轮伐期。有时自然灾害在一段时间里影响了森林的生长,过后又逐渐恢复了正常的发育,此刻可考虑适当延长轮伐期。(3)根据经营单位的龄级结构轮伐期是生产周期的概念,除包括合理的采伐年龄外,还应包括森林的更新年限,可用下列公式计算:u=a±v式中:u为轮伐期;a为采伐年龄;v为更新期。a.伐后立即更新:U=ab.伐后更新U=a+vc.伐前更新U=a-v用材林各主要树种主伐年龄用材林各主要树种主伐年龄(续表)上表中所规定的各主要树种的采伐年龄,加上按地区、树种、更新方式不同确定的更新期,即为轮伐期。
当前我国大都以林场为轮伐单位,往往要为林场确定综合轮伐期或平均轮伐期。可在各树种或各经营类型确定轮伐期的基础上,以加权平均法计算。其计算公式如下:
式中:N为全场(或经营单位)综合轮伐期;
Ni为某一经营类型(或某树种)的轮伐期(i=1,2,……n);Si为某一经营类型(或某树种)的面积(i=1,2,……n);S为林场(或经营类型)的总面积。择伐周期12择伐周期的概念择伐周期的确定方法3择伐周期的影响因素择伐周期的概念一在异龄林经营中,采伐部分达到成熟的林木,使其余保留林木继续生长,到林分恢复至伐前的状态时,所用的时间称为择伐周期,也叫回归年。用比较简单的定义为:两次相邻择伐的间隔期。择伐周期=20年异龄林与择伐周期的关系假设根据经济条件和立地条件,将择伐作业的择伐木胸径规定为32~44cm,那么树木生长到32cm时所需年数为40年,这叫做择伐作业的最低年龄。而树木生长到44cm时所需年数为60年,这叫做择伐作业的最高年龄。根据规定的择伐径级,则择伐周期(回归年)为60-40=20年。因此,两次择伐作业之间相隔的年数,就等于最高年龄与最低年龄之差,也就是择伐作业的生产周期。如果逐渐降低择伐径级,择伐周期就相应延长。当把择伐径级降低到林分中最小胸径时,就是皆伐作业了,此时择伐周期就等于主伐年龄。
择伐周期是择伐作业的生长周期。在此周期内,不是像轮伐期那样要恢复整个林分,而只是恢复已经被采伐掉的那部分林木。
也就是说,经过择伐的林分仅有一部分被采伐和更新。二择伐周期的确定方法1.根据年龄与胸径的相关关系1)查出最大采伐直径时所需要的年数,即为最高年龄;2)查出生长到最小采伐直径时所需要的年数,即为最低年龄;3)最高年龄与最低年龄之差即为择伐周期。2.径级法将某一径级以上的林木全部采掉的择伐。计算公式为:A=a×n式中:A—择伐周期;a—所采林木平均生长1个径级所需年数;n—采伐的径级数首先根据木材销售条件和立地条件,确定最小原木的小头直径和长度具有一定工艺价值的最大原木的小头直径,同时确定所需原木的长度。
其次,在林分中采伐适当数量(一般不少于50株)的标准木,按所需原木长度造成,并在小头断面上查数生长一个径阶(或径级)所需年数。例如:有一异龄林分进行择伐作业,计划凡直径大于30cm的林木都采掉。林分中最大径级的林木为40cm。在此林分中,30~40cm的林木没生长1个径级(2cm)平均用4年。
则:A=a×n=4年x5=20年三择伐周期的影响因素择伐周期的影响因素择伐强度树种特性经营水平立地条件(1)择伐强度目前多数人认为强度应小些,周期要短些,虽然每次的收获量少一些,成本高一些,但能较好的保持林分结构、生态系统稳定和减少环境破坏等
喜光树种择伐强度可大些,回归年相应长些;耐荫树种择伐强度应小些,回归年也短些。浅根性树种抗风倒能力差,回归年应短些。(2)树种特性经营水平高,集约经营时回归年可短些,强度要小。(3)经营水平(4)立地条件立地条件相对差的地方,回归年短、强度要小。材积控制法材积控制法:就是期望在轮伐期间有等量年伐材积,并用材积控制年伐面积。
应用材积控制法是弥补面积控制法中年伐蓄积不稳定的缺欠。采用材积控制法,影响年伐量计算的主导因子是现实林的蓄积量与生长量。
12按法正蓄积计算年伐量按蓄积量结合生长量计算年伐量3按平均生长量计算的年伐量按法正蓄积计算年伐量一
式中U为轮伐期,UZ为经营单位内达到主伐年龄时的林分蓄积量,即相当于该经营单位的年生长量。
通过比较法正林蓄积量、生长量与现实林蓄积量、生长量的关系,把现实林调整到法正林状态而确定每年收获量。用现实采伐量代替法正采伐量,又用现实蓄积量代替法正蓄积量,则有:①曼德尔(Mantel)公式式中:Vw——现实林各龄级蓄积之和;
U——轮伐期。公式特点
优点:公式简单,计算的因子少,常用为粗略计算年伐量之用适用范围适用于龄级结构均匀的经营单位
缺点:对中幼林占优势的林分,很可能采伐到未成熟林;
成过熟林占优势的天然林中,计算出的年伐量肯定偏大根据表中的数据,采用此公式计算其年伐量为:②改正式(兰多利特(Landoridt)公式)
当成过熟林占优势时,为了避免出现计算结果偏大,兰多利特提出一个修正公式。
Ew=2Vw/u=Vw/0.5u
由于改正系数0.6比0.5计算的年伐量减少17%,因此常用0.6作为改正系数。
式中0.6为修正系数,依此避免按年伐蓄积=公式计算产生的偏大的现象。适用于成、过熟林占优势的经营类型。例如:根据表中材料,其年伐量为:二按平均生长量计算的年伐量马尔丁公式:其理论根据来源于法正林理论,用各龄级平均生长量之和代替各林分的连年生长量之和。式中:m1、m2……mn——各龄级的蓄积量;a1、a2……an——各龄级的平均年龄;z1、z2……zn——各龄级的平均生长量年伐量应高于平均生长量成、过熟林占优势年伐量应低于平均生长量幼、中龄林占优势适用范围适用于龄级结构均匀的经营单位仍以表中材料为例,其年伐量为:三按蓄积量结合生长量计算年伐量当经营类型内龄级结构不均匀时,采伐量应综合考虑生长量和蓄积量两方面因素。①较差法(海耶尔公式)②数式平分法(和田公式)①较差法较差法是以现实林蓄积量、生长量与法正蓄积的关系为基础计算年伐量。式中:ZW—现实林平均生长量;VW—现实林蓄积量;VN—法正蓄积量;A—调整期。经过一定时期调整,将现实林蓄积量导向法正蓄积量,使年伐量等于年生长量a、现实林蓄积与法正蓄积相等时,即Vw=VN
,EW=Zw年伐蓄积=现实林生长量龄级结构均匀时龄级结构不均匀时当成、过熟林占优势Vw>VNEW=ZW+年伐蓄积>现实林平均生长量年平均分配采伐导向法正蓄积龄级结构不均匀时当幼、中龄林占优势Vw<VNEW=ZW-年伐蓄积<现实林平均生长量积累蓄积导向法正蓄积例如,某经营单位成、过熟林占优势,其年平均生长量为6200立方米,现实林总蓄积为300000立方米,当现实林龄级结构调整后总蓄积为200000立方米,预定调整期为40年,成过熟林平均每公顷蓄积为235立方米。②数式平分法式中:VW
——经营单位现实总蓄积;
ZW
——各龄级平均生长量之和;
u
——轮伐期公式特点优点:尽量延长利用蓄积的采伐年限,以实现森林永续利用适用范围适用于成、过熟林及需要改造的林分占优势的原始天然林缺点:没有考虑现实林的林况和龄级结构仍按表中的材料,则其采伐量为:以上一些对同龄林计算年伐量的公式应结合森林资源的具体情况而选定。最终分析论证确定的年伐量可能不与任何公式计算的年伐量一致,但不应小于按林况计算的年伐量数值,以防止木材质量的下降,同时应注意使资源数量、质量上升,维护生态平衡。年伐量分析1.用材林年伐量要低于其生长量,坚持限额采伐制度2.年采伐量与现有资源的比较3.年采伐量与林分总生长量的关系4.计算采伐面积与林区面积的比例5.比较各经营单位按年伐量进行采伐后,其龄级结构是否发生明显的变化面积控制法12按面积轮伐计算年伐量按成熟度计算年伐量3按各龄级面积分配计算按林龄公式计算年伐量45按林况计算年伐量三按成熟度计算年伐量在一个龄级期内采伐完现有的成、过熟林资源。公式特点
现有成、过熟林资源能及时利用,但不考虑后备资源的多少。年伐量在1个龄级期内保持相等。年伐量会因森林龄级结构的不均匀而发生急剧变化。适用范围后备资源足够时。即(幼、中龄林占优势适用)仍以上表为例,其年伐量为:四按各龄级面积分配计算式中:n—以10年为单位的轮伐期(如轮伐期为60年,则n=6);f01—最近10年的采伐量(面积)f11—龄级表中最大龄级的有林地面积;f21—比最大龄级小一龄级的有林地面积;fn1—龄级表中最小龄级的有林地面积,n=1,2,3,……适用范围龄级结构均匀的经营单位仍以表5-1为例,设更新期为0,轮伐期u=60(主伐年龄),则n=6。五按林况计算年伐量a——采伐期限公式特点特殊形式,列入采伐的对象不考虑是否达到主伐年龄,而是采伐那些生长不良的林分:a.超过自然成熟的过熟林(老林)b.遭病虫害的病枯木c.滥砍乱伐,林相残破的林分适用范围成过熟林占优势的经营类型以上几种公式都是先计算年伐面积,然后再根据年伐面积和成、过熟林平均每公顷蓄积量来推算年伐蓄积。但在现实林中,同一经营类型(作业级)中小班蓄积不仅与年龄有关,还与疏密度及立地质量等有关。如果每年仅按年伐面积拨交伐区,实际采伐所得年伐蓄积必然与计算的年伐蓄积不等。面积控制法主伐是森林采伐中一种最主要的采伐。同龄林异龄林皆伐作业方式渐伐作业方式:择伐作业方式面积控制法:同龄林理想的森林结构是要求轮伐期内各龄级的面积相等,所以对现实同龄林的森林调整,其主要任务是调整各龄级不合理的面积分配。现实林主伐量计算面积控制法材积控制法12按面积轮伐计算年伐量按成熟度计算年伐量3按各龄级面积分配计算按林龄公式计算年伐量45按林况计算年伐量按面积轮伐计算年伐量一年伐蓄积=年伐面积×成、过熟林平均每公顷蓄积量优点1、简单方便,一个轮伐期后森林面积结构调整优化到位,容易实现森林永续利用
2、采伐面积和采伐地点是严格固定的不足之处1、没有考虑到森林资源面积结构,容易造成森林蓄积量损失
2、适用范围有限,一般只在薪炭林经营应用适用范围适用于成过熟林占优势的原始天然林。不适用于幼中龄林占优势的经营单位。二按林龄公式计算年伐量①第一林龄公式考虑将近、成、过熟林在两个龄组年数内采伐完,或将中、将近、成、过熟林在3个龄组年数内采伐完。将近熟林
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