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(regulation of yield)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

2、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

3、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（h m2）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

4、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，

5、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）。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

6、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

7、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

8、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

9、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： N=c1e-c2t式中：

10、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。

11、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

12、、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

13、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

14、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

15、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

16、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

17、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。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，而改为择伐，这就需要有完

18、备的配套设施：（1） 构建相当密集而又适当选线的道路网；（2） 创造集材、运材作业适当的开发条件，即集约配置作业条件；（3） 严格执行采伐程序，掌握有利于集材的伐木倒向（鱼骨形倒向）。3时间规划如果采用择伐作业，传统的轮伐期、龄级、采伐年龄、间伐、主伐等一些概念都失去了存在的意义。而时间概念仍须沿用，以便于森林调整和编制计划。森林经营离不开“时间”概念。无论是同龄林，还是异龄林，它们都是在一定的空间和时间内形成的，其作用和效益也是同时间分不开的，如效益通常是时间的函数。传统法正林作业那样机械地安排时间的概念已经过时了，而要以生物的时间尺度来衡量才是。同时要注意有机体的各个不同发育阶段（幼年、中

19、年、成熟、衰老），这些是其生命过程的时间标志，并且因立地条件（条件好的立地发育早一点，条件差的立地发育晚一点）、因树种（先锋树种早一点，顶极树种晚一点）、因生境（优势木早一点，受压木晚一点）而异，即达到同一标志的时间不一样。而且其各个发育阶段的间隔时间也不像法正林的龄级那样规则，而呈多样性。这一观点对于尚未研究出最佳的时间尺度的异龄林来说，要认真加以考虑。同龄林与异龄林的经营时间差异见表8-5。不同生境的林木，其时间概念也不同：（1） 单株树木所达到的发育阶段及其过程，取决于年龄和周围环境的影响（立地条件、群落生境）。其发育状况，因个体对外界环境的反应而有很大差异。（2） 生态系统中的树木都处

20、于一定的发育阶段，其生长速度是可测的。因而其演替过程，即演替轮回（更新 成长 成熟 利用 更新）周而复始，并始终保持平衡。 表8-5 同龄林与异龄林的经营时间差异 同龄林 异龄林1.年； 2.龄级；3轮伐期；1.与遗传基因和环境有关的个体发育速度；2.森林生态系统顶级期演替轮回速度。 森林经营离不开时间概念。森林的年生长量（m3/年公顷）与时间也是分不开的。4异龄林经营从19世纪发展起来，并不断完善的同龄林经营系统，其特点是：在一个作业级内，不同年龄的林分排列有序。林分作为整齐划一的单元，独自并不能保持生态平衡，只是在作业级水平才能显示出生产力的持续稳定性（见表8-6）。异龄林经营具有以下一些

21、特点：森林生态系统经营不像同龄林那样被一块块林分所分割，而是在空间和时间上共处于同一个经营单元内相互作用，自成一体的持续稳定的整体。 表8-6 同龄林与异龄林的综合特征 同龄林 异龄林不同龄级的树木组成不同的林分排列有序。各个林分并不处于一个生态平衡的环境中。只是在一个作业级水平才能从数量上显示出生产力的持续稳定性。不为林分块块所分割，不同发育阶段林木在时间上和空间上都处于同一经营单元内，相互依存、相互制约，自成一体，能保持大面积的森林生态系统持续稳定。异龄林经营还可按优势树种的耐荫性分类（见表8-7）。 表8-7 按按优势树种的耐荫性分类喜 光 树 种 过渡性树种（喜光与耐荫树种混交）耐荫树

22、种（择伐林）大部分的林木是处于同一发育阶段，多为单层林；通常还形成幼、中、老龄林分的马赛克嵌合体。在较大面积上，可视为整体能保持生态平衡。处于一定发育阶段的树木，形成群状单层林，并通常组成马赛克嵌合体（青、中、老三结合），作为一个整体能保持生态平衡。处于一定发育阶段的树木形成复层林，由于幼、中、老多代同堂，空间的利用率高，因而在较小面积上就可能保持生态平衡。异龄林由于各树种的光生态要求不同，由此形成结构差异，其经营体系是多样的。择伐林就是耐荫树种组成的异龄林。喜光树种严格地说是不具有择伐林结构的。5森林结构的构建（1）树种混交与配置现有的混交树种，只要不是与立地或群落不相容，就应该保留并促其发

23、展。尤其要保护好稀有的乡土树种。树种结构可通过以下途径予以调整：促进天然更新，在树冠庇荫下或林中空地进行人工更新。根据树种的生态学特性和发育阶段，配置混交树种及其比例，处于动态平衡。雷击火、泥石流、病虫害及其它灾害而造成的林中空地，是混交树种最适生的立地。随着林分的发育进程，要注意立地和群落保持生态平衡，使混交树种茁壮成长。（2）林龄多样性及林龄结构树龄的不均一性，这是森林生态系统保持持续稳定的需要，并且要根据情况，因立地和树种而制宜。从生长空间和表型观点考虑，具体的目标结构依据经营目的而确定的。要真正达到目标结构，就要看经营的最终结局，这通常要经过一段的时间。要注意，森林生态系统所经历的发育

24、过程是按照树木年代学，而不是按照人们通常用的时间尺度衡量的。（3）空间结构树种、林龄和空间结构是一种相互对应的关系，而且互相影响。树种的混交或多元化和林龄多样性，总的都要求有一个相应的一定的空间结构。森林生态系统的空间结构可以用水平分布（配置）和垂直层次（层次化）来说明。天然林的生态系统空间结构是在更高层次上以立地、以树种的光生态学和生态系统的演替为依托的。商品林（人工林）的空间结构也要顺应自然规律。空间结构可以用下列配置方式：耐荫树种可形成复层林（空间最佳利用），并使林木株数呈指数分布；喜光树种和耐荫树种混交常形成双层林或带状林或群状林（簇状分布）；喜光树种多形成单层林，而且其更新期都比较短

25、，适用于大面积（灾害迹地、倒行演替）更新造林。为了持续利用生长空间，必要时允许林分强度透光（抚育），留有较大的林中空地，但要求在近期内能被重新占领或及时得到天然更新才行。森林生态系统总是处于动态的平衡状况，一般都具有类似马赛克嵌合体结构。嵌合体的每一个细部都是一定发育阶段的树木组成的。马赛克嵌合体细部的发育阶段轮回周期，因立地条件和树种而异。6林分发育的调控随着利用、更新，以及培育和抚育等措施的落实，林分的动态发育得到控制。但这些措施的相互关系密切，有一些错综复杂的情况需要加以考虑：由于树木利用，势必腾出一些生长空间，这些空间必然要被更新幼林或保留下来的树木很快占领；经过培育和抚育，林分的结构

26、和效益得到改善，同时也增加了生物量，这对木材利用和形成腐殖质都有利。处理好以下经营原则，森林生态系统的持续稳定性就能保持在最佳状态：（1）森林利用原则一棵树木的采伐利用是根据它的规格尺寸（胸径）、表型（干形）和解剖构造（年轮、髓心等）是否达到最佳状态为标准。不同个体的树木，其进入最佳状态的时期是不相同的，因而采伐利用的时期也就不同。同龄林与异龄林在利用原则上是有区别的。如果树木的各项指标已达到利用要求，就应当采伐利用，不采伐利用而留下来对林分结构、林分更新和自然保护或森林美学都是不利的。这是基本的经营原则，此外也是为了促进森林更新，加快保留木的成长。（2）森林更新原则森林生态系统要保持永续稳定

27、，森林利用与更新相互之间必须处在一种和谐协调的关系，要想缩短利用周期，加大利用强度，就需要加快和强化森林更新，反之亦然。各种树木幼龄期的耐荫性不尽相同，因而其更新原则各异：耐荫树种（顶极树种）的更新期相当持久，适生于小面积林中空地，耐长时间庇荫。由幼龄、中龄和老龄树木搭配而形成的马赛克嵌合体，面积小，森林生态系统的轮回循环圈小而明显。喜光树种（先锋树种）适于更新大面积的空间，并形成由幼苗、幼龄林、中龄林、成过熟林分镶嵌而成的马赛克嵌合体，森林生态系统的轮回循环圈极其明显。如为混交林更新，因其对光照的要求不同，需要考虑不同树种的竞争性。（3）培育与抚育原则树木形态及其产生的经济价值受遗传基因和个

28、体发育阶段的影响，在不同程度上也受到环境因素光照条件的影响。树木在早期发育阶段（幼年期、成长期），其形态的可塑性比晚期（成熟期、衰亡期）的要大。由于树木的遗传基因不同，其形态的反应也各异。例如，水青冈和栎的反应性就比桦强，而松和落叶松的反应性又比云杉和冷杉强。这在树干（单球茎和多球茎）和树冠（顶生和外生）对光照作用的反应上表现得尤其明显。在林分培育和发育过程中对这些关系要处理好，并因势利导：尚未定型的耐荫的幼树，应在老龄林木的庇荫下促其顶生和单茎生，而遏制其侧生和多茎生。当老龄树木庇荫已影响到幼龄和中龄树木的生长时，就应及时打枝，以提高林木的经济价值；林分的郁闭度要因其立地条件和树种不同而制宜

29、。立地条件好、树种耐荫性强的，其郁闭度可高一点。并可通过林分培育和抚育措施加以适当调控。同龄林的树木的选择应根据树形表型，并以是否有利于林分结构和效益的改善而决定其取舍。三、合理年伐量的确定从森林资源内部条件方面，计算森林主伐量受以下一些因素影响：林分的年龄结构；经营单位的面积和蓄积按龄级分配状况；材积连年生长量和平均生长量；轮伐期或主伐年龄的大小；各小班的林分卫生状况。从影响森林主伐量的因素可以看出，由于不同森林经营单位的森林资源条件存在着千差万别，所以在计算采伐量时不可能只利用一种公式或企图找出一个通用公式。目前世界各国计算森林采伐量的公式，考虑森林资源条件多，而考虑社会经济因素则不足。本

30、节所介绍的一些采伐量计算公式，也都只适用于某一特定条件下的森林经营单位。因此，某一种计算采伐量公式都只是在一定条件下适用，而不是应用于各种森林结构的通用公式。事实上也不可能找出或设计出一种能普遍应用的通用公式。通常，在计算和稳定森林主伐量时，先要根据森林经营单位森林资源特点和林业生产条件，选用几个适用公式分别计算，这也就是有几种不同的计算方案。按有关公式计算以后，得出几种不同数值的年伐量。在此基础上，对这些不同方案的年伐量数值进行分析、比较和论证，最后确定一个合理年伐量方案。这种年伐量又称标准年伐量。由于各个公式的出发点和计算期不同，得出的结果也必然是大小不一，甚至差异甚大。所以在最后分析论证

31、时，要根据森林永续利用的原则，市场需求和森林调整要求，统筹考虑当前需要和长远利益，结合具体经济条件，需材情况和森林资源特点加以论证，最后所确定的标准年伐量，只是经营管理期内的平均年伐量，而不是整个轮伐期内的平均年伐量，这是因为经过一个经营管理期后，需要重新复查森林资源和重新计算、调整下一个经营管理期的森林采伐量。森林经营管理所定的年伐量，应当是上级主管部门向国家申报采伐限额和下达林业生产基层采伐计划的依据，也是生产部门制定年度生产计划的依据，但在各年度具体实施计划时，因某些具体条件的限制或变更，实际拨交伐区的年伐量，可以在一定幅度范围内变更。这里还需要说明，森林经营管理所确定的森林年伐量不能只

32、是上交国家和自销商品材所消耗的森林蓄积量。所定年伐量，应当是包括国家计划的采伐量、地方和企业内部自用材、企业自销材、各种工副业消耗用材和林区居民烧柴所消耗的森林总蓄积量，即是每年因各种采伐实际消耗森林蓄积的总量。第2节 森林采伐量调整一、区划轮伐法区划轮伐法是最简单、最古老的森林收获调整方法。早在14世纪已在德国中林作业中出现了区划轮伐法，18世纪在德国、法国等国广泛流行。区划轮伐法的年伐面积为：S=F/u (8-1)式中 S：年伐面积 F：森林总面积 u：轮伐期当初主要是针对薪炭林的中林作业而提出来的，采伐后利用萌芽更新，经过几十年后再次采伐。它的特点是每年的采伐面积和采伐地点是严格固定的，

33、利用萌芽更新森林的恢复也是有保障的。生产薪炭材是当时森林利用的主要目的。区划轮伐法是森林永续利用的最简单的方法。预前安排几十年间的采伐地点和面积，在以薪材利用为主要目的封建领主式经营是合适的。随人口增加，工业革命兴起，木材的需求数量的增加，并提出材种要求，面对新的需求，区划轮伐法越来越不适应。二、材积配分法18世纪中叶，随工业发展和人口增多，森林利用从以薪材为主转向用材生产为主。当时的采伐对象主要是天然林。天然林中林木个体大小差异很大。用于薪材生产时，林木直径大小无关紧要，用于工业和建筑用材时有材种规格要求。工业和建筑用材中的大径材多散生在立地条件好林龄大的林分中，仍采用区划轮伐法已不适应社会

34、需要。贝克曼（Beckmann, 1759年）提出材积配分法，把全部林木按直径大小划分为成林木与未成林木2部分，如未成林木生长到成林木的时间与成林木采伐期间相等，就可实现森林永续利用。即现在的成林木被伐尽前，有一部分未成林木生长为成林木。材积配分法的年伐蓄积计算式如下。 V*P*(1+P)u E= (8-2) (1+P)u-1式中 E：年伐蓄积 V：现在成林木蓄积 P：蓄积年生长率 u：轮伐期证明：第一年末的蓄积 V（1+P）-E 第二年末蓄积 （V（1+P）-E）（1+P）-E （E(1+P)u-1） 第u年末的蓄积： V（1+P）u- =0 P该方法提出后受到较高好评，此方法不仅适用于择伐

35、作业，也适用于皆伐和渐伐作业。三、 平分法（1）分期随工业和城镇的发展，工业和建筑用材日益增加。而森林采伐收获的数量和质量因林分、林龄有很大差异，要在轮伐期内有均等的用材收获是非常困难的。有学者提出分期的概念。即把轮伐期划分为几个分期，使各分期收获量保持均等，允许每年收获量有一定变动。分期当时规定为20年，现在多为10年或5年。对于采伐地点也不象区划轮伐法那样做机械指定，而是根据森林资源的内容作适当划分。这样，森林经营的持续概念从长期（轮伐期）的每年的均等转变为各分期相等。（2）材积平分法由于森林收获量因立地条件、林龄而异，同一林分在不同时期采伐其收获量将有变化。因此，要使各分期收获量相等也不

36、是一件容易的事情。哈尔蒂希（Harrtig）在系统总结多年试验基础上，于1795年提出材积平分法。其计算式如下： V Z E= + (8-3) U 2式中 V：蓄积合计, Z：生长量合计（3）面积平分法针对材积平分法蓄积和生长量测定困难，年伐量不易控制的问题，柯塔（Cotta）于1809年提出面积平分法，其收获调整顺序如下： 分别作业级确定轮伐期和划分分期； 按15 hm2左右划分林班； 确定各林班所属的分期。确定分期时不但考虑林班的年龄和林木状态，还要考虑将来的林分配置，这点与材积平分法不同； 统计各分期的面积，并进行适当调整，使各分期的面积等于法正分期面积，即（F/u）a (8-4)式中F

37、为森林总面积，a为分期年数； 仅计算第一分期收获预定量和年伐量； 第二分期以后收获量暂不计算，到时再进行计算和调整。不足之处是最初的轮伐期期间收获量未必相等。（4）折衷平分法在面积平分法基础上柯塔进一步提出折衷平分法，后经多人补充形成体系，其主要内容如下： 作业级、轮伐期、龄级、分期等的设置与面积平分法相同； 森林区划在林班内进一步细划分小班； 与面积平分法相同，组织分期，计算各分期采伐预定量和年伐量； 为使第一分期采伐量与第二分期相等，进行必要的面积调整。折衷平分法在实现材积永续利用同时，谋求实现龄级分配正常，因而吸取了材积平分法和面积平分法的长处，实施比较简单可靠，所以在十八世纪，被北欧各

38、国广泛应用。平分法首先要决定各林分所属的分期，然后进行收获调整。其调整手段有3种，第一种是通过平分各分期材积实现法正林。第二种是通过平分各分期面积谋求永续利用和林分配置的正常，实现法正林状态。折衷平分法综合了前两种方法的长处。四、 龄级法为确保森林永续利用，龄级结构的调整是关键，根据林分现状以中期规划为主，通过比较现有林和法正林的龄级分配，分期调整森林结构是有效方法，基于这种想法计算和确定各分期森林采伐量计划的森林收获调整法称为龄级法。龄级法是柯塔针对云杉林皆伐后易受风害，认为要确保森林永续利用，龄级结构的调整是关键，为此需要考虑林分的空间配置而于1811年提出的，其主要内容如下：调查现有林的

39、各龄级面积，按一定的轮伐期计算法正龄级分配，对两者进行比较，并编制龄级分配比较表，以此为基础，计算第一分期的预定收获面积，计算公式为： E=(F/u)a (8-5)确定第一分期采伐地点（伐区配置），选定采伐地点时要考虑：尽量选择高龄级林分；按法正林要求考虑采伐林分的选定；根据龄级比较表，采伐面积尽可能接近法正龄级面积。计算第一分期的收获量和年伐量。本方法与平分法相同，仅适用于伐区式作业，但不像平分法那样划分分期和预定各分期的采伐地点。本方法的特点是比较现实林龄级与法正林的关系，以龄级作为调整的基础，并从老龄林分开始采伐，安排今后10-20年间经营计划，每隔一定时期（经理期）重新编制经营计划，确

40、定适当的收获量。区划轮伐法、面积平分法和龄级法的年伐面积式都是F/u，那么3者的区别在哪儿呢？主要区别是时间尺度的不同，区划轮伐法考虑在遥远将来（多个轮伐期）内森林的收获调整；面积平分法只考虑一个轮伐期的森林收获调整，重点是第一分期；龄级法仅考虑第一分期的森林收获调整。五、 林分经济法19世纪中叶，随资本主义发展，林业越来越重视经济收益性。虽然龄级法适用于老龄林占优势的森林，考虑到龄级分配仍有一部分老龄林将在第二分期采伐。从经济的角度老龄林分尽早采伐，用生长旺盛的中幼龄林取而代之更为有利。尤代希（Judeich）1871年提出以林分经济收益最有利时期作为确定采伐原则的林分经济法。这种收获调整法

41、的概要如下。 首先在作业级内编制采伐列区计划，分别采伐例区决定采伐顺序。确定采伐顺序时如果某林分的上风方向有更高龄级林分的话先采伐称为离伐。离伐后幼龄林起来后，再把老龄林全部采完，这样可以减轻风对幼龄林的危害。 分别林分计算土地期望价（Be），把Be最大作为确定轮伐期的依据。由于经营环境的复杂性，轮伐期可以有一定（1020年）的变动幅度。 第一分期采伐地点确定顺序为：经营需要采伐的林分（如离伐）；明显达到成熟期的林分；为了调整森林空间配置不得不进行的采伐；用指率来判定林分是否成熟。这里的指率是判断林分采伐的时间的指标，即如果该林分不采伐继续生长的指率小于市场利率的话，应该采伐。利用复利的指率计

42、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年时林分立木价格 At+n：t+n年时林分立木价格 B：林地价格（地价） V：管理费用六、 法正蓄积法1法正蓄积法概述法正蓄积法是通过比较法正林蓄积量、生长量与现实蓄积量、生长量关系，把现实林调整到法正林，而确定每年收获量的各种调整方法总称。与上述收获调整法比较，法正蓄积法有以下2个特点。第一个特点是通过比较现实林蓄积与法正林蓄积确定年伐量。这样现实林蓄积有意外变化时可随时调整年伐量，使得森林经营能适应经营环境的变化更具适应性。第二个特点是重视现场经验和判断，森林是多样的变化的，固定

43、收获量是不可取的。因此，采伐地点的选定和收获量的确定由经营者在现场确定。2法正蓄积的定义具有法正龄级分配且各林分有对应的正常（理想）蓄积称为法正蓄积。设轮伐期为u年的法正林，其面积为u hm2，即各年龄林分的面积为1 hm2。则法正蓄积：V=V1+V2+V u-1+V u=Vi式中 Vi：各林龄林分单位面积蓄积（m3/ hm2）当各龄级面积相当时，法正蓄积与轮伐期长短有关。把第u年蓄积列入计算的称为秋季法正蓄积，把第u年蓄积不列入计算的称为春季法正蓄积。通常多采用春季和秋季平均值的夏季法正蓄积。3法正蓄积计算法法正蓄积计算有以下3种方法： m3/ hm2 V u 1 2 u 图8-1 法正蓄积

44、示意图（1）三角形面积法法正蓄积相当于对材积生长曲线的积分，即以年龄为横坐标，蓄积为纵坐标的近似三角形面积（图8-1），其计算式为 ：V= uV u/2（2）平均生长量法平均生长量法的计算式为： V=Zu 式中 Z：为轮伐期平均蓄积生长量（m3/ hm2）（3）收获表法收获表上记载有每隔n年的主林木（Vn）和副林木（dn）的蓄积（m3/ hm2），2者合计为林分蓄积记为min，则uhm2的法正蓄积（夏季）计算如下： V夏=n（m1n+m2n+mu-n+ mu/2（d1n+d2n+du-n）/2） =n（V1n+V2n+Vu-n+ Vu/2+（d1n+d2n+du-n）/2）4较差法1788年在

45、奥地利皇室林法中作为森林评价标准提出了卡美拉尔塔克斯（Kameraltaxe）法，即奥地利评价法，后经海耶（C.Heyer）修改，所以又称为海耶公式，其年伐蓄积（EW）由下式求得：EW = ZW + （VWVn）/a （8-7）式中 ZW：现实林连年生长量 VW：现实林蓄积量 Vn：法正蓄积量 a：调整期公式中的Z当时是指轮伐期平均生长量或各龄级的平均生长量之和。现在多为连年生长量。平均生长量计算比较简单。而连年生长量随年龄而变化，计算较困难。通常利用收获表来间接推算连年生长量。但计算复杂，另外收获表本身也有误差。此外，还有一些与海耶公式相近的公式，其中较著名的有格尔哈德（E. Gehrhmr

46、dt）公式，由德国格尔哈德于1923年提出，其公式如下：EW = （ZW+Zn）/2+ （VWVn）/a （8-8）式中 EW：年伐量（包括主伐量和间伐量） ZW：现实林连年生长量，由于不能对每个林分实测，可按树种决定其平均地位 级和疏密度，分别龄级从收获表中求得 Zn：法正生长量，从收获表中查得 VW：现实林蓄积量，老龄林实测，其他龄级用收获表测定； a：调整期，从10u/2年范围内确定5数式平分法本法最初由日本和田国次郎提出，故又称和田公式，1975年前在日本国有林中曾广泛应用。其公式如下： EW=VW/u+ZW/2 （8-9）式中 EW：年伐蓄积 VW：经营单位总蓄积量 ZW：各龄级平均

47、生长量之和 u：轮伐期根据法正林理论，在轮伐期u年内经营单位的总采伐量为法正蓄积量Vn和u年间经营单位总生长量合计的1/2，即Vn + u Zn/2。今以现实林蓄积量VW和总生长量合计（即ZW/2）代替Vn及u Zn/2，即得下式 EW = （VW + u ZW/2）/u= VW/u+ZW/2本式计算年伐蓄积时，既考虑到现有林蓄积量，也考虑到经营单位的平均生长率，也属蓄积量结合生长量公式。本公式适用于龄级结构相对均匀或成、过熟林比重较大的经营单位，不适用于幼、中龄林占优势的经营单位。当一个经营单位内成、过熟林占优势时拥有较多的利用蓄积量，而其生长量已趋下降阶段。但在正常情况下，在成、过熟林到达

48、自然成熟之前，仍会有一定数量的生长量。因此年伐量除了有VW/u这项之外，还需要在公式中加上生长量ZW/2这项。在老龄林占优势时采用此公式，目的是在一个轮伐期内尽量延长利用蓄积的采伐年限，以实现森林永续利用。6洪德斯哈根利用率法最初年由保尔森（C. Paulsen，1787）提出，并在实际中应用。1821年德国学者洪德斯哈根（J. C. Hundeshagen）在不知已有此公式情况下，也提出这个公式。所以，利用率法也称为Paulsen-Hundeshagen公式，其年伐量计算公式为： EW = VWEn/Vn (8-10)式中 EW：年伐蓄积 Vn：法正蓄积量 VW：现实林蓄积 En：法正收获量

49、VW是从现实林中测定计算而得。Vn法正蓄积量可从收获表中查得。En（法正收获量）用收获表中伐期林分材积，也等于法正林各龄级林分连年生长量之和。洪德斯哈根把En/Vn称为利用率（采伐比）。在法正林条件下，利用率等于法正生长率。用生长率乘以经营单位森林蓄积量，即为该经营单位的生长量。此公式的实质是经营单位的年伐量用生长量来控制，所以利用率法也是一种间接的生长量法。7曼特尔利用率法在法正林条件下，年伐量等于年生长量。在整个轮伐期间所获得的全部采伐量为UZU，也就是等于法正蓄积量的两倍，即2Vn。由此得法正年伐量En。 En =2Vn/u= Vn/u/2 （8-11）德国学者曼特尔（V. Mantel

50、）把上式中的法正蓄积Vn用现实蓄积VW代替，即得下述公式，即Mantel公式：年伐蓄积 EW =2VW/u （8-12）年伐面积 SW = EW/m （8-13）式中, m：为成、过熟林平均每公顷蓄积量。在曼特尔公式中，把2/u看成是利用率，所以把它看成法正蓄积法中一种利用率公式。因为公式是根据法正林理论推导而来，所以当经营单位内龄级结构均匀分配条件下，采用本公式才较合适。由于公式计算简单，常作粗略计算年伐量之用。与洪德斯哈根利用率相比较，这个方法除不用计算现实林生长量外，没有收获表地区仍可使用，只要知道现实林蓄积即可求得年伐量。七、 生长量法1 平均生长量法此法最初是由德国学者马尔丁（K.

51、L. Martin）在1832年提出，故也称马尔丁法。其理论根据也是来源于法正林理论。在经营单位内龄级结构调整均匀分配的法正状态时，使收获量等于各林分的连年生长量，用生长量来控制收获量，以实现经营单位内的永续利用。由于在实际工作中，对大面积的森林难以测定其连年生长量，马尔丁提出用各龄级平均生长量之和代替各林分的连年生长量之和，以求其近似值。其公式如下： 年伐蓄积=Z1+Z2+Z3+Zn =m1/a1+m2/a2+m3/a3+mn/an （8-14）式中, Z1、Z2、Z3Zn：各龄级平均生长量 m1、m2、m3mn：各龄级的蓄积量 a1、a2、a3an：各龄级年龄中值经过长期努力，调整经营单位的龄级结构之后，按生长量确定采伐量可以保证实现森林的永续利用。所以它是国内外常用的一种确定采伐量方法。我国森林法规定以县或国营林业局为单位，每