长白落叶松人工林轮伐期的研究

李 梦

(黑龙江省林业科学研究所，哈尔滨 150081)

轮伐期通常表示林木经过正常生长发育到可以采伐利用所需要的期间，它是确定森林利用量非常重要的指标。轮伐期不但决定了林分的年龄，而且在某种程度上决定了林木的大小、株数和质量，决定了在一个经营单位内的龄级分布，决定了充分利用土地及合理利用森林资源的程度，决定了经营单位内木材的收获量和经济收益。关于轮伐期的研究，自从1849年德国林务官马丁·福斯特曼关于土地期望值的研究发表以来，各国林学界开展了大量的轮伐期研究工作。我国在这方面的研究起步较早，取得了丰富的研究成果。这些研究成果往往侧重某一方面，比较零散， 没有系统地按立地、密度、材种及经济分析要求确定轮伐期，不利于在林业生产上，特别是短周期工业用材林推广使用。因此，分别立地、密度、材种及经济分析要求进行综合论证，确定合理轮伐期，为建立林分经营模型和林业生产服务。

1 研究数据

研究数据取自黑龙江省林业科学研究所承担的国家“八五”攻关项目《长白落叶松纸浆与建筑材栽培模式的研究》和黑龙江省林业科学研究所主要参加的“十一五”国家科技支撑计划重点项目《落叶松速生丰产林培育关键技术研究与示范》等课题，采用了临时样地188块，固定样地31块及经济等其他数据，数据的统计特征：年龄6～40a，密度400～6 000n/hm2，地位指数12～16m。

2 研究方法

确定轮伐期必须研究森林成熟。森林成熟有多种，对用材林主要是数量成熟、工艺成熟和经济成熟。

2.1 林分数量成熟龄的确定

林分材积平均生长量与其连年生长量相等时的年龄为林分数量成熟龄，此时林分的材积平均生长量最大。数量成熟龄通过研究林分的材积生长规律确定，经过计算分析，结果见表1。

表1 长白落叶松人工林林分数量成熟统计表

注:统计结果含义：最大平均生长量→林龄范围

从表1看出，林分数量成熟与地位指数、密度成负相关，即地位指数高，密度大的林分数量成熟到来得早，且有一定的持续期，随着地位指数和密度的降低，持续期逐渐加大。地位指数相同，小径木、中径木的数量成熟龄基本不变，随着地位指数的变化，数量成熟龄也随之变化，但变化范围不大。数量成熟龄林分28～37a，小径材15～19a， 中径材29～37a，大径材40a还未达到。

2.2 林分工艺成熟龄的确定

林分某材种材积平均生长量最大时的年龄为工艺成熟龄。工艺成熟龄是林分生长过程中的质量指标，有别于数量成熟龄。数量成熟龄是确定轮伐期的基础，工艺成熟龄则是确定轮伐期的主要依据之一。确定工艺成熟龄的方法有多种，本研究采用自然生长收获表与相应的林分材种出材率表，求出不同年龄大、中、小径材的林分出材量序列，进一步算出材种材积平均生长量序列，按材种材积平均生长量最大确定林分工艺成熟龄，结果见表2。

表2 长白落叶松人工林林分工艺成熟统计表

注:统计结果含义：最大平均生长量→林龄范围

从表2看出，林分的工艺成熟龄与地位指数、密度成反比，即随着地位指数和密度的增大，林分工艺成熟龄缩小，且有一定的持续期，随着地位指数和密度级的降低，持续期逐渐加大。地位指数相同，密度对小径材、中径材的工艺成熟龄影响不大，但地位指数对小径材、中径材的工艺成熟影响较大。工艺成熟龄林分28～38a，小径材18～23a，中径材33～39a，大径材40a还未达到。与数量成熟相比，工艺成熟龄到来的时间要略晚一些。

2.3 经济成熟龄的确定

数量成熟和工艺成熟是从林分的材积数量和材种质量方面考虑确定，而经济成熟是从经济角度考虑森林成熟。经济成熟龄采用世界林业发达国家评价营林投资效果的贴现法(贴现率：6%、10%、14%、18%)进行经济分析，用净现值最大和内部收益率最大确定。在确定诸成熟龄过程中，由于年龄距1a，平均(材种)材积生长量或经济收益量最大值对应的年龄为一范围(2～5a)，本研究取其平均值做为成熟龄，结果见表3。

从表3看出，净现值确定经济成熟龄，随着贴现率的提高，主伐年龄逐渐缩小，随着地位指数和密度的降低，主伐年龄相应增大。内部收益率确定经济成熟龄，随着地位指数的降低，内部收益率逐渐减小，大约相差4～5个百分点。随着密度的减小，内部收益率逐渐增加，达到最大值后逐渐缩小。

表3 长白落叶松人工林林分经济成熟统计表

注:统计结果含义：最大纯收益现值或内部收益率→林龄

栽植密度4 400n/hm2和3 300n/hm2具有较高净现值和内部收益率。净现值和内部收益率确定经济成熟龄具有一致性。综合确定经济成熟龄，林分14～18a，小径材14～17a，中径材27～35a，大径材经济成熟龄超过40a。

3 轮伐期的确定

确定主伐年龄，主伐年龄加上更新期(2a)即为轮伐期。数量成熟是林分的材积平均生长量最大时的年龄，是评价林木生产力的数量指标。工艺成熟是林分某规格材种的最大平均生长量时的年龄，是评价林木生产力的质量指标。经济成熟是从最大经济收益的经济角度考虑的一种森林成熟。因此，确定适宜主伐年龄的原则是根据培育目标，以经济收益最大为前提，在充分发挥立地潜能的基础上，重点考虑经济成熟和工艺成熟，兼顾数量成熟。

确定主伐年龄，现在还没有适用的模型。有的学者把经济成熟做为主伐年龄，有的学者则在某种森林成熟(经济、工艺)许可范围之内，择优选取另一种森林成熟(经济、工艺)做为主伐年龄。这两种确定主伐年龄的方法都有充分的依据，本研究综合上述方法，定义决策系数的概念，提出轮伐期模型。

在经济成熟和工艺成熟之间取其一点做为主伐年龄。由于经济成熟与工艺成熟的非一致性，很难从理论上找到这一点的确切位置。设X1为经济成熟龄，X2为工艺成熟龄，Z为主伐年龄，且X1≤X2，X1≤Z≤X2，Z为X1和X2之间一动点，做线段有下式成立：

(1)

Z=X1+(X2-X1)·S

(2)

(2)式即为确定主伐年龄模型，S为决策系数。因为X1≤Z≤X2，所以0≤S≤1，当S由0逐渐变到1的过程，也就是净现值或内部收益率缓慢下降而材种质量逐渐上升的过程。公式(2)的意义，当S=0时，主伐年龄为经济成熟龄，当S=1时，主伐年龄为工艺成熟龄，当0

L=X1+(X2-X1)·S+G

(3)

(3)式即为轮伐期模型。G=2，S=0.4，用(3)式确定的林分轮伐期见表4。

表4 长白落叶松人工林林分轮伐期表

注:计算结果含义:轮伐期→收益率—生长量

从表4看出，轮伐期随着地位指数和密度的降低而变长，林分22～26a，小径材17～21a，中径材31～35a，大径材轮伐期超过40a。

4 结论

定义了决策系数的概念，提出了轮伐期模型，为科学确定轮伐期提供了一种新方法。数量成熟林分28～38a，小径材15～19a，中径材29～37a，大径材40a还未达到。工艺成熟龄林分28～38a，小径材18～23a，中径材33～39a，大径材40a未达到。经济成熟龄林分14～18a，小径材14～17a，中径材27～35a，大径材40a未达到。长白落叶松人工林轮伐期综合确定林分21～26a，小径材17～21a，中径材31～36a。

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