冀北山地林分结构化经营初探

剪文灏，吕发，张建华，杨新兵

(1.河北木兰围场国有林场管理局，河北 承德068450；2.河北农业大学林学院，河北 保定071000)

拥有健康稳定的森林是实现森林可持续经营的基础，按照森林的自然生长规律和演替过程安排经营措施，其最终目标就是要保持森林处于一种合理的状态，因此对于偏离了预期状态的森林就必须要通过林分结构的调整使其达到人们的预期状态[1，2]。森林经营的理论和方法有很多，本研究主要通过森林结构化经营的方法调整森林结构使其满足人类生态、生产和生活需求。

1 结构化森林经营的理念和原则

结构化森林经营指在森林可持续经营的原则指导下提出的基于林分空间结构优化的一种森林经营方法[1，2]。从现代森林经营的角度出发，结构化森林经营提倡“以树为本、培育为主、生态优先”的经营理念，从而培育出健康稳定的森林。根据结构决定功能的原理，结构化森林经营应按照森林的自然生长和演替过程安排经营措施，以优化林分空间结构为手段，从而使林分空间结构状况有所改善。

结构化森林经营的原则：(1)以天然林为参考依据；(2)保证森林具有连续覆盖状态；(3)维持森林的生态有益性和物种的多样性；(4)调节中大径木竞争。

2 结构化森林经营的方法

结构化森林经营的采伐方式为：分别标记保留木和采伐木，实行单株择伐，禁止皆伐。根据经营原则和经营方向确定保留对象和采伐对象，针对林分的具体情况，采用不同的经营措施，维护森林生态系统的持续生产能力。

2.1 保留木与采伐木的确定

2.1.1 培育和保留对象

(1)稀有种、濒危种和散布在林分中的古树。为了保护林分的多样性和稳定性，禁止对珍贵濒危树种的林木进行采伐利用。

(2)顶极树种和主要伴生树种的中大径木中具有生长优势和培育价值的林木。具有生长优势是指生长健康，干形通直完满，生长潜力旺盛；具有培育价值是指同树种单木竞争中占优势种地位。不同地区有不同类型的森林群落分布，同一地区因局部环境的不同也会有不同的群落类型，每种类型森林群落的演替过程中优势种的变化也有区别。所以说确定顶极树种和主要伴生树种是确定保留和培育对象的关键环节。

2.1.2 可进行采伐利用的林木

(1)除稀有种、濒危种及古树外的所有病腐木、断梢木及特别弯曲的林木。为防止病菌滋生和蔓延，改善林分的卫生状况，应立即伐除病腐木；断梢木和特别弯曲的个体已失去了生长优势和培育前途，在经营时也可采伐，不仅可以促进林下更新，还可以产生一定的经济效益，当然这也许会增加一些抚育成本，但从长远来看，培育大径级木材所获得的效益还是远大于投入的成本。

(2)影响顶极树种、稀有种、濒危种生长发育的其他树种的林木，尽量使保留的中大径木的竞争大小比数不大于0.25，即能够使保留木处于优势地位或不受到遮盖、挤压威胁，使培育目标树尽可能地获得生长空间。

(3)达到自然成熟(达到目标直径)的树种单木。结构化森林经营不以木材生产为目的，也不排斥木材生产，而是一种保护而不保守的经营，在有效保护森林的同时对其进行合理利用。林木在进入自然成熟后，林木生长势下降，高生长停滞，生长量减少，梢头干枯，甚至出现心腐现象，因此结构化森林经营可根据林分的综合状况，在林木个体达到自然成熟时对其进行适当采伐。对于不同的树种或不同的地区，达到自然成熟的年龄和直径都是不同的。

2.2 林木分布格局的调整方法

林木分布格局是调整林分空间结构不可或缺的方面，在空间结构参数角尺度的基础上，确定采伐木的一种切实可行的操作技术。

以落叶松桦木混交林为例[3]，调整前角尺度平均值为0.52，主要树种白桦和黑桦分别为0.54和0.53，属于团状分布，是需要调整的对象；落叶松为0.506属于随机分布，无需调整。调整前角尺度分布中取值0.5的左右两侧频率相差不大；为了将林分从团状分布演变成随机分布，应对该林分的空间分布格局进行调整，从而使得角尺度左右基本对称，降低W值，角尺度取值为0.75和1的单木为潜在的调整对象。具体做法是将角尺度取值为1或0.75的目标树与其最近4株相邻木组成的结构单元作为调整对象，综合考虑目标树与相邻木的混交、竞争关系以及相邻木的个体健康状况等因素，确定调整的相邻木，并将其作为采伐木伐除。白桦调整前后的点格局分布如图1所示。上例中，经调整后，使得角尺度分布中取值0.5的左侧频率上升右侧频率下降，角尺度取值为0.5的单木比例有所升高，处于0.25、0.75和1的比例均有所下降，林分的平均角尺度降至0.475～0.517，林分分布格局转变为随机分布。

图1 白桦种群团状分布调整对比图

2.3 树种组成的调整方法

2.3.1 林分混交度调整 在需要经营的林分内，如果中、大径级林木中不缺乏顶极树种或主要伴生种，而有足够的母树或更新幼苗时，树种组成调整的任务就是对混交度进行调节。一般认为，随着演替进展，林分内各树种间的隔离程度增加，这是稳定森林结构中相同树种减少对各种资源竞争的一种策略，也就是说，树种隔离程度越高，林分结构越稳定。因此，当林分组成以顶极树种或乡土树种占优势，林下更新良好时，林分调整方向应该是提高林分混交度，优化资源配置。在进行经营时，将林分中主要树种的混交度取值为0、0.25的单木作为潜在的调整对象然后综合考虑林木的分布格局、竞争关系、目标树培养、树种多样性等因素进行调整。

落叶松与桦木混交林中混交度为0和0.25的主要树种有落叶松、黑桦和白桦，在调整混交度时要明确调整目的，围绕落叶松进行调整，因为从格局调整来看白桦和黑桦混交度低主要是由于其分布成团状造成的，在降低角尺度的同时就自动增加其混交度。在对混交度进行调整的时候必须综合考虑各种因素不可简单地通过伐除同类相邻树种为主要调整方式。

2.3.2 调整顶极树种或乡土树种比例 在天然或人为有目的造成的林隙或林窗中，以单株或植生组形式栽植顶极树种或主要伴生种的单木。补植的株数根据采伐株数确定，补植的强度应与采伐强度持平或略高以保证相同的经营密度，补植时也应充分考虑物种多样性原则。

2.4 竞争关系的调整方法

林木竞争关系调节必须依托于可靠的并且简洁直观的量化指标。大小比数将参照数与相邻木的性对关系数量化，可直接应用于竞争关系的判定和调整。因为大小比数体现了结构单元中参照树与相邻木在胸径、树高或冠幅等方面大小关系，在竞争调节中更富有成效，特别是在目标树单木培育体系中更容易表达目标树与其周围相邻木的竞争关系，在实际中容易操作。当然，不可能在森林中针对每株林木个体进行调节，一个富有成效而可行的经营策略显然就是要围绕经营目标，采取针对顶极树种或主要伴生树种的中、大径木来进行竞争关系的调整。调整顶极树种小径木(包括更新幼苗幼树)的竞争树大小比数，为其生长提供有利的空间环境。调整顶极树种或主要伴生树种的中、大径级林木时应使经营对象的竞争大小比数不大于0.25。

2.5 径级结构的调整方法

于政中等人[4]曾指出大部分天然林的直径分布为倒J形，因此经营后的林分直径分布也应该呈这种分布状态。在对同龄林或人工林的径级结构调整时，要在保持林分郁闭度为0.6以上的前提下，逐步降低胸高直径在平均直径所在径阶范围附近的林木株数比例，同时，保留干形通直完满，生长健康胸径较大的林木，并促进林下天然更新，增加小径木的比例，引入高价值和优良的乡土树种，提高森林生态系统的树种多样性，改善林分结构。

2.6 林分更新

保持持续的林下更新能力是结构化森林经营的一个重要的目标。结构化森林经营方法的抚育采伐方式主要是单株择伐作业或群团状择伐，因此，森林更新的方式比较灵活多样，具体方式依据经营林分类型和经营目标确定。对人工林而言，主要以人工更新的措施为主，在林间空地、林缘引入乡土树种和顶极树种进行补植补造，辅以天然更新；对于次生林以天然更新为主，人工促进天然更新和人工更新为辅[5]。

3 结语

将点格局理论和林木空间整体结构理论结合起来，通过对健康森林生态系统和顶级群落结构特征的分析和模拟，得出森林生态系统的结构最优化模式；对林木水平分布格局，树种组成和竞争关系的调整使得森林生态系统结构化最优。通过结构化森林经营摸索出一定的空间结构优化规律，优化森林经营方案，在没有定位数据的大规模经营时，根据单株林分所处小环境的具体情况，制定经营措施，实现森林的可持续经营。

[1]惠刚盈，Klaus von Gadow，胡艳波，等.结构化森林经营[M].北京：中国林业出版社，2007：6-7

[2]惠刚盈，赵中华，胡艳波.结构化森林经营技术指南[M].北京：中国林业出版社，2010

[3]刘凤芹，曹云生，杨新兵，等.冀北山区华北落叶松桦木混交林空间结构分析[J].内蒙古农业大学学报，2011，32(3)32-38

[4]于政中.森林经理学[M].北京：中国林业出版社，1993

[5]胡艳波.基于结构化森林经营的天然异龄林空间优化经营模型研究[D].北京：中国林业科学研究院，2010