第十章 抚育采伐的种类和技术要素.docx
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第十章抚育采伐的种类和技术要素
第十章抚育采伐的种类和技术要素
第一节抚育采伐的种类
由于森林的树种组成和年龄时期不同，抚育采伐有着不同的目的、任务，便产生了不同的抚育采伐种类。
依森林生长发育年龄时期--透光伐、除伐、疏伐、生长伐。
除此之外：
卫生伐、解放伐。
卫生伐――去除枯立木、风倒木、机械损伤的濒死木，改善森林卫生状况，减少病虫害与火灾的发生。
解放伐――在幼龄中，除去上层过熟木，使幼林不被压而得到自由生长发育。
美国的分类方法：
除伐、疏伐、自由伐、整理伐、废林伐
一、透光伐--组成抚育
在天然混交林Ⅰ龄林前半期中进行，林冠尚未完全郁闭，或已经郁闭。
林木幼小而感到密集受光不足。
对象：
砍除藤本、灌木和杂草类
强度：
小（因为林木尚未完全稳定，逐次疏开，不要形成空地）
任务：
保证优良的组成和稳定的环境，为今后成林奠定很好的基础。
时间：
夏季（便于识别树种，保护幼树；冬季落叶、冬季林木枝干硬脆易被折伤。
二除伐--组成抚育
在Ⅰ龄林后半期中进行，在透光伐之后。
实质：
在混交林中为了保证目的树种组成而进行，伐去主要树种中的劣质木、落后木。
除伐和透光伐常放在同一概念中讨论，它们的区别在于：
除伐：
次要树种压抑目的树种，尤其自由竞争次要树种有可能排挤主树种。
因而要人为的砍伐次要树种，使目的树种稳定成林。
它是应用于混交树种其他类同于透光伐。
一般这两种经济收入不抵支出。
三疏伐--干形抚育
上述两种进行后，林木组成基本确定。
Ⅱ龄期（干材林）解决立木之间竞争矛盾。
任务：
保证优良个体不被淘汰，将不良植株予以砍除；用调节密度的方法，使不同年龄阶段的林木享有适宜的营养面积，以促进留存木的生长。
（四）生长伐――为培育大径木
Ⅲ、Ⅳ龄期进行，继续疏开林分，促使林木加速工艺成熟，缩短主伐年龄。
有时为促进立木结实，将来实施天然更新。
1978年国家林业总局颁发《国有林抚育间伐、低产林改造技术试行规定》包括透光抚育、生长抚育。
1987年9月国家林业总局发布《森林采伐更新管理办法》幼龄林、中龄林的抚育采伐，包括透光抚育、生长抚育（用于纯林）综合抚育（用于混交林）
第二节抚育采伐的方法
一、透光抚育－－透光伐
保留木比较明确，抚育方法比较简单。
一般根据林分特点和经济条件分为 全面抚育法
团状抚育法
带状抚育法
考虑抚育的时间、次数、强度
在天然混交林幼林或新造人工林进行透光抚育，可采用化学除草剂进行清理，如2,4－D，但现在多使用草甘膦、丁滴等低毒除草剂。
二、生长抚育--疏伐
幼林经过透光抚育后，进入壮龄阶段，林分组成外貌已基本定型，此后进行的抚育采伐则为生长抚育（疏伐）。
--林分自壮龄后至成熟主伐前一个龄级时期内进行。
生长抚育是人工林中最主要的一种抚育采伐。
在透光抚育以后的混交林中，它还有进一步调整树种组成比例的作用。
（一）下层抚育法--下层疏伐法
--砍除居于林冠下层生长落后，径级较小的濒死木、枯立木。
即砍除在自然稀疏将被淘汰的林木。
下层抚育法并不改变自然选择进程的总方向，基本上是以人工稀疏代替林分的自然稀疏。
1应用条件：
最早起源于德国经营针叶林。
因为针叶林中，生长高大的植株往往是干形良好，树冠发育正常，生长势旺盛，具有培育前途的林木。
2方法：
利用克拉夫特分级法，确定砍伐木。
3强度：
三级：
弱度：
只伐除Ⅴ级木
中度：
砍伐Ⅴ级木，部分Ⅳ级木
强度：
砍除全部Ⅴ、Ⅳ级木，甚至少量Ⅲ级木。
4伐后林分状况：
下层疏伐法主要伐去林冠下层林木,因此对林冠结构影响不大,仍能保持林分良好的水平郁闭,只是林冠的垂直长度缩林短了,形成单层冠.
5 评价:
优:
有利于保护林地,抵抗风倒,提高林分稳定性.
简便易行
∵林冠不会形成很大空隙,砍除枯立木,濒死木,减少了病虫害。
利用林木分级即能控制合理的采伐强度,易于选木
缺:
间伐材小,经济价值不高.
（二）上层抚育法-----上层疏伐法
――砍伐那些居于上层林冠的林木.
人为改变自然选择的总方向,积极干预森林的生活
1应用条件:
最早起源于法国,用于抚育橡林,又称法国橡林抚育法,
用于阅叶林和混交林
∵ 有些阔叶树混交林中,位于林冠上层的往往是非目的树种,或虽为目的树种,但时常是树形不良,分枝多节,树冠过于庞大,经济价值低的林木
∴ 必须伐去这些干形不良，无培育前途的上层林木,
2方法：
把林木分成三级
A:
优良木-----树冠发育正常,干形优良,生长旺盛,为培育对象
B:
有益木-----能促进优良木自然整枝,有利护土,生长一般,为培育对象
C:
有害木-----妨碍优良木生长分叉木,老狼木（树冠过于庞大）,为砍伐对象
3 伐后林分状况
上层疏伐的砍伐木主要选自上层林冠,保留大小不等的优良木和有益木,因此抚育后形成复层林,垂直郁闭的复层林
4 评价
优：
比下层疏伐运用灵活,且能充分利用光照,明显促进全林分的生长,
缺：
技术要求高,易受风,雪害（抚育后林相变化较剧烈）
（三） 综合抚育法综合抚育上层疏林法和下层疏林法特点
――既可从林冠上层选伐,亦可从林冠下层选伐林木
依据：
抚育采伐后,由于环境条件（特别是光照条件）的改变,生长落后的林木能够恢复和加快生长
1应用条件天然阔叶林混交林（阔叶混交橡林）
2方法先将在生态上彼此有联系的林木划分成若干植生组,在每一植生组中划分成三级
优良木
有益木- ――保留 （控制应保留的郁闭度）
有害木―――－砍除
3 伐后林分状况
综合抚育法是在所有的高度和径级中砍伐林木,采伐强度有较大的伸缩性,采伐后保留的大,中,小林木都能直接受到充足阳光,形成多级（阶梯）郁闭
4评价
灵活性大,技术要求高（选木时要求较熟练技术和对群落特点认识）,抚育后效果经常不理想,在针叶林中易加剧风雪害.
前三种方法都是林木分级为中心的，基本上是按照"择劣而伐"的原则选择砍伐木――"选择性"的抚育采伐.
优:
能从林分的生物学特性考虑,
采伐后能使林分品质不同程度得到改善.
缺:
花费较大的人力进行选木挂号
不适合机械施工.
（四） 机械抚育法-机械砍伐法,几何抚育法
――间隔一定距离，机械地确定砍伐木的抚育采伐.
此法基本上不考虑林分级和品质优劣,只需事先确定砍伐距或株距,采伐中不论林木大小,凡在砍伐行上的一律砍掉.
应用条件:
人工林,尤其是人工纯林,分化不明显的林分.
方法:
隔行砍,隔株砍,隔行隔株砍.
依据:
林缘效应（边行效应）
――即在高度郁闭的、由喜光树种组成的幼林中，无论是林木和、的高度和粗度方面，边行均比在林分中心生长的林木生长为大，形成边行优势。
评价:
优：
工艺简单,作业方便,安全可靠,便于清理迹地.
缺：
土壤受机械破坏,小径木在林分中保留时间过长,质量有所下降.
三、卫生伐和拯救伐
卫生伐--是由维护与改善整个林分的卫生状况而进行的抚育采伐。
一般是结合其它采伐进行的，只有林分突然遭受自然灾害，大量林木被损害时，才单独进行。
灾害伐--在大面积森林病虫害、雷击、风灾与火烧后，及时砍伐受害木，把行将失去经济价值的林木抢救出来，加以利用的采伐。
以上两者都是灾害伐。
伐后林分通常保持郁闭率0.5，不是把受害木砍得越光越好。
因为林分中的一些大而不健康的树是各种野生动物和昆虫的食料来源和生活场所，而且它们是森林生态系统的组成部分。
第三节抚育采伐的基本要素
为使抚育采伐得到最良好的效果，各种抚育采伐方式应研究以下几个技术要素：
抚育间伐开始期、抚育间伐强度、抚育间伐间隔期、抚育间伐选木原则。
一、抚育间伐的开始期
重要性开始早:
不利于优良干形形成，减少所得木材的经济收益。
开始晚：
影响保留木的生长
除伐中因未及时间伐而使目的树种被非目的树种排挤，降低林分质量。
林分密度过大，原有营养成分已不能满足林木要求生长受到抑制，生长量受到下降，尤其是D↘）
经济经营：
阳性、速生、密植、立地条件好的林分，开始期早；
反之，开始期晚。
以疏伐为例，确定开始期的几种方法：
（一）根据林分生长量分析确定
林分直径和胸高断面积连年生长量的变化，能明显地反映出林分的密度状况。
林分的生长量因林分密集而减慢。
按林木年龄来说，在还不应该出现连年生长量下降的时候，因过密造成连年生长量降低，如及时疏开，其连年生长量又可恢复。
所以连年生长量明显下降的年龄，就是应该开始疏伐的时期。
见书例P300
（二）根据林木分化程度确定
1在同龄林中林木径级有明显分化时，如小于平均直径的林木株数达40%以上
分化越强，林木间直径相差越大，小径木数量越多
2Ⅳ、Ⅴ级木占林分株数30%以上
在林木分化过程中，Ⅳ、Ⅴ级木数量比例随年龄的增长而增长。
3林分直径离散度≧0.9时
林分直径离散度是指林分平均直径与最大直径和最小直径的倍数之间的距离。
（三）根据自然整枝高度
在杉木林中，自然整枝高度是林分生长状况最直观的反应。
自然整枝高度明显加强的时期，树冠体积缩小的时期，林分直径生长量明显下降时期是一致的。
自然整枝高度达到全高的1/3-1/2，首次间伐
福建洋口林场不同年龄杉木林分的枝下高变化
标准地号
年龄
林分平均高
林分平均枝下高
枝下高占全高的%
黄8
6
5.7
1.3
23
鹿3
7
8.1
2.7
34
白7
8
8.2
4.3
52
打19
9
9.2
5.2
57
摘自《杉木林抚育间伐》P37
6-7年生，枝下高度接近全高的1/3，当枝下高度达1/2全高时林分已进入8-9龄，施行抚育间伐为时已晚。
所以杉木林h=H/3时间伐适当。
林龄相同的情况下，自然整枝高是随造林密度↗而↗。
9年生杉木林：
94-167株/亩，自然整枝高占树高11-14%约1/9-1/7。
林分密集引起林内光照不足，当林冠 下层的光照强度低于该树种的补偿点时，则林木下部枝条开始枯萎脱落，从而使活枝下高增高。
（四）按林分密度管理图确定
在系统经营的林区，可将林分实际密度与同树种、同年龄、同立地条件的林分密度管理图的最适宜密度比较。
如实际密度已高于图表中的最适宜密度，表明该林分应疏伐。
另外，易发生风害的地区，应及早抚育间伐，一加粗直径生长和根系发育，增强抵抗力。
要培育特殊通直材，为防止多节，尖削度过大、可推迟首次间伐。
二、抚育间伐的强度
强度直接影响保留木的多少和对林内环境条件的改善程度，对D、V、H生长及材质等产生不同程度的影响。
强度太小：
对林分生长环境条件改善不明显，不能充分发挥间伐的作用
强度太大：
虽对单株有利，但由于单位面积株数太少，就不能充分利用地力，致使单位面积产量降低，且增加采伐工作量。
确定合理间伐强度是很重要的问题。
（一）概念和表示方法
1概念
采伐强度--抚育采伐时采伐多少，保留多少的指标。
抚育采伐总强度--每次采伐所得木材量之和与主伐时蓄积量的百分率
2 表示方法：
①以株数表示：
Pn=n/N×100%=采伐木株数/伐前林分株数×100%
反映出间伐前后林木营养面积的变化动态，便于施工掌握。
但密度不同，Pn相同时，保留木密度有差异。
因为上层抚育、下层抚育、机械抚育后，林分结构有差异。
②以胸高断面积或材积表示：
Pg=g/G×100%=采伐木断面积总和/伐前林分断面积总和×100%Pv=v/V×100%
反映出采伐木的数量，不易施工，说明不了营养面积的变化。
所以在实际工作中为了更好地说明生长抚育强度，Pn与Pv结合用。
即：
d=d2/d1=采伐木平均直径/伐前林分平均直径
Pv=d2Pn→d2=Pv/P
实际意义为
当d>1即d2>d1,则Pv>Pn多出现于上层抚育法
当d<1即d2当d=1即d2=d1则Pv=Pn多出现于机械抚育法
综合抚育时三种情况均可能出现。
抚育间伐强度等级（下层）
强度等级
弱
中
强
极强
Pn%
10-25
26-35
36-50
>50
Pv%
10-15
16-25
26-35
>35
（二）合理采伐强度的标准
强度取决于①经营目的、运输劳力、小径材销路--经济状况
②树种特性、林分密度、年龄、立地条件--生物性状
顶端优势明显的速生树种--大强度
壮龄期树木生长旺盛、抚育后恢复快--大强度
中龄期树木生长减弱--小强度
立地条件好--大强度反之--小强度
（三）作用
1 能提高林分的稳定性，不致因林分稀疏而招致风雪害，杂草生长。
2 有利改善林分的生态条件，促进保留木的材质生长和形质生长
3 有利于经济收入，每次间伐力求稍大些，但最终可伐少木材的总产量。
抚育采伐量<年生长量。
（四）抚育采伐强度的确定方法
就其性质不同，分为定性间伐和定量间伐。
1定性间伐把注意力放在间伐木的选择，按照林木分级确定应该砍去什么样的林木，由选木结果计算间伐量。
1）按林木分级确定
①砍伐全部Ⅴ、Ⅳ级木--强度间伐
砍伐全部Ⅴ级木，部分Ⅳ级木--中度间伐
只砍Ⅴ级木--弱度间伐
② 优势木
有益木 采取上层疏伐或综合疏伐，
有害木砍伐
一般很少用这种方法确定P，但这种分级法在选择采伐木上时很大用处。
2）根据林分疏密度或郁闭度确定
当林分疏密度或郁闭度达0.9左右，则间伐。
∵枝叶交接重叠，树冠发育受阻，此时表明株数过多，应该间伐，疏开林冠，以林分疏密度或郁闭度降低程度来确定保留株数和间伐株数计算间伐强度P。
强度控制在：
郁闭度0.6，疏密度0.7以上
疏密度：
弱度0.8-0.9
中度0.7-0.8
强度0.6-0.7
极强度0.5-0.6
这种方法在选木时，没有明确的是非界限和客观标准，故有很大差异，但技术熟练人员能比较好的掌握，且能达到较好的效果。
2定量间伐--根据林分生长和立木之间的数量关系，在不同的生长阶段按照合理密度，确定砍伐木或保留木的数量。
因为影响林木生长的诸因素当中，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，以影响林分生长。
①根据胸高直径与冠幅的相关规律确定
冠幅大小，反映了单株林木营养面积的大小，对直径生长量影响甚大。
冠幅越大，所占据的生长空间也就越大，则D越粗，两者的相关程度可用回归方程表示，根据回归方程求出不同径级应保留的立木株数，以此作为确定间伐强度的依据
不同立地条件，不同类型的杉木林中，调查了1136株5-20厘米树冠面积和胸径，发现树冠面积依胸径变化呈双曲线关系。
回归方程为Cw=D/（2.8167-0.03498D）
相关系数r=0.98
回归估测误差5.1%左右
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--树冠系数（随树种、年龄、林分密度不同而发生变化）
在密度适中，连年生长量较大的林分内测得树冠系数，可用来确定其他林分的间伐强度
据南林对福建洋口林场杉木丰产林调查杉木树冠系数：
4-10年生变动于1/2-1/4
10-20年变动于1/4-1/7
20-30年变动于1/6-1/8
一般计算间伐强度时常取1/5
每株营养面积（冠径）2=（树冠系数×树高）2=（H/5）2=H2/25则保留株数N=10000/（H2/25）=250000/H2
测的林分树高后，即可确定间伐强度、算出单位面积保留株数。
2用林分密度管理图求得
林分管理图--标是林分生长于密度之间数量变化关系应用于定量间伐和森林清查，生长预测和划分经营类型。
密度效应--立木密度队与林分生长有制约因素。
根据林分密度效应，研制出密度管理图。
人工落叶松林密度控制图
五条线：
等直径线、等树高线、等疏密度线、最大密度线、自然稀疏伐。
等直径线：
平均直径相等情况下，平均单株材积或单位面积蓄积随株数变化而变化的关系曲线。
等树高线：
上层高相等情况下，平均单株材积或单位面积蓄积随株数变化而变化的关系曲线。
等疏密度线：
森林经营中调节林分密度的线，以各等树高线的最大蓄积量为1，沿各等高线以10分的比数下降为0.9、0.8、0.7…….，将相同点连接成线而得。
最大密度线：
当林分在某一生长阶段中，平均单株材积最大、单位面积蓄积量最高、株数密度最多的关系曲线。
自然稀疏线：
林木株数随着林分的生长而日益减少过程的曲线。
如:
设某人工落叶松林的直径D=12厘米，密度N=2000株/公顷，要求下层疏伐后疏密度不低于0.8。
求：
单位面积蓄积量M，疏密度P、优势木高H。
间伐株数、间伐材积、伐后直径。
查表D、N→得：
M=174m3/hm2P=0.94H=15m
查表P1、H→得：
M1=148m3/hm2 N1=1400株 D1=13cm
蓄积减少量=26m3/hm2 株数减少量=600株。
三、抚育采伐的选木原则
这是一个重要的技术要素，没有正确的选木就没有林木的优质丰产，就不能实现森林既定目的，所谓抚育间伐方法实际上也就是林木淘汰方法。
选木原则：
（一）砍坏留好：
淘汰低价值树种，砍去品质低劣和生长落后的林木，伐除对森林环境卫生有碍的林木；留目的树种，留干形良好的生长健壮的立木。
风景绿化树，以观赏价值评定好坏，防护林，以保护性能的大小评定好坏。
（二）砍小留大：
在用材纯林中应用，并照顾立木品质的优劣。
（三）砍密留稀：
任何林中、任何抚育种类方法中，为调节营养面积，防止造成林间空地，调节立木密度。
（四）保留维持生态平衡，提高生态系统功能的有益植物。
因森林生态系统中，各个生物和非生物因素是互相联系，森林生物以全物链形式赖以生存。
四、抚育采伐的间隔期
（一）间隔期的概念和确定原则
1概念--是指相邻两次抚育采伐间隔的年限，也称重复期。
间隔期长短主要取决于林分郁闭度增长的快慢，间伐后林冠重新开始相互干扰，使林木生长又开始下降，此时再次间伐。
2确定原则：
①考虑抚育采伐强度强度越大林冠恢复郁闭所需的年限越长，间隔期也长。
②林分生长量年平均生长量大，抚育间伐期短；反之，则长。
③树种特性速生树种生长速度快，树冠扩展也较快，间隔期宜短些；壮龄期，林分生长旺盛，树冠恢复郁闭快，间隔期宜短。
④经济条件交通方便，缺柴少材地区，适用强度小，间隔期短；交通闭塞，劳力缺乏和间伐材无销路，则大强度，间隔期长。
一般经济条件允许，用采伐量小，间隔期短多次的抚育方式抚育良材。
至此，各国进行间伐时，所选用的间隔期大致为5-10年。
杉木间伐所用的间隔期大致为4~6年。
（二） 间隔期内林分的动态分析
1林分内径级的分布的变化
同一种抚育方法，径级的分布范围，随采伐强度↗而↘。
采伐后至下一采伐前的间伐期内，林分径级接近常态曲线。
2林分平均直径的变化
抚育采伐后，伐去了一定数量的不同直径的林木，因而改变了整个林分的平均直径d3
如：
砍伐木平均直径d2<伐前林分平均直径d1则伐后整个林分平均直径d3增高，即：
d2d2>d1,则d3↘上层抚育法
d2=d1,则d3不变 机械抚育法、综合抚育法
伐育采伐后平均直径d3=[（d12-d22×1×Pn）/（1-Pn）]1/2
（三）生长抚育结束期及季节
结束期，进行到主伐利用前一个龄级为止；
季节，全年
南方--秋末冬初-早春（休眠期）
五、抚育采伐的效果分析
正如抚育采伐的目的和任务所提及，抚育采伐的效果就是讨论实践中是否达到了预期目的。
（一）提高了林木质量，缩短了成材年限
1采伐提高了林内光照强度
杉木经抚育采伐后，株数下降了，林冠郁闭度下降，改变了林内光照条件。
采伐引起了光强的变化，主要是提高了散射光和透过林冠空隙的直射光。
安徽黄山茶林场7-9年生杉木生长季节晴天
未间伐（对照）林下平均光强（<1000烛光/米，为空旷地光强的0.8%）
Pn 30%比对照区增强3-4倍
40%比对照区增强10倍
50%比对照区增强了30倍（占空旷地光强24.6%）
2采伐改变了林内温度和湿度。
例子（同上）
Pn30% 白天温度比对照区高0.3-0.60C地温高10C
40%-50%白天温度比对照区高10C地温高1.5-2.40C
间伐对林内空气相对湿度影响随Pn↗而↘。
例子（同上）Pn30%湿度比对照区下降3-4.4%
40%湿度比对照区下降6.6%
50%湿度比对照区下降7.6%
3土壤肥力影响：
影响是显著的
①增加了土壤有效养分的含量：
改进了林内小气候，促进了土壤微生物活动，加速了地被物分解，从而提高了土壤肥力。
如：
杉木：
死地被物为枯枝落叶，在密林中不易分解，呈棕褐色，对阳光热量的吸收较强。
间伐后提高了林内死地被物表面温度，加速其分解。
②引起林内土壤营养元素含量降低
因为温度升高，有机质分解速度加快，来自林冠的凋落物下降，所以，导致土壤肥力下降。
一般通过抚育采伐均能不同程度改善林分小气候条件，提高土壤肥力，促进林木生长，缩短培育年限。
（二）提高林分稳定性
森林最常遭受的自然灾害--雪害、风害、病害、虫害
①雪害--雪折、雪崩未经间伐的密度较大的林木幼林最易遭受雪害。
间伐的，由于立木粗壮，根系发达没有雪压、雪折。
②风害--风倒、风折如密度过大，立木细长，突然大强度间伐，易受风害；在风速严重区，适时多次弱度间伐，可提高抗风性。
③病虫害--因雪、风害后的受害木引起。
间伐改善了林分的卫生状况，增强了林分对病虫害的抵抗力。
（三）增加了大径材的出材率。
规格
长度╳粗度cm
间伐度43.13%
强度33.86%
系数
出材量m3/亩
系数
出材量m3/亩
4╳14
19
1.5580
20
1.6400
4╳16
11
1.1440m3
5
0.0520
6╳14
2
0.2840
1
0.1420
6╳16
2
0.3540
4
0.1770
8╳14
1
0.2140
8╳16
1
0.2640
（四）增加了木材总利用量
总产量M=间伐量m+主伐量m+枯损量u
w↗则u↘;w↗则中小径材；利用量↗，与主伐量m相加↗，总利用量↗。
（五）经济效果
杉木：
通过抚育间伐促进了林木的直径D和材积V生长，缩短了林木的成材期，使主伐龄提前
1．抚育间伐能够提高经济出材率
2．获得一定经济收入
用于扩大再生产,做到以短养长,促进林业生产。
例：
《杉木速生丰产优质技术》P134表7-4
杉木林抚育间伐次数、时间、间伐量参考表。
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