森林经营单位合理年采伐量分析研究

欧阳君祥,卢泽洋

(国家林业局调查规划设计院,北京 100714)

森林经营单位合理年采伐量分析研究

欧阳君祥,卢泽洋

(国家林业局调查规划设计院,北京 100714)

森林采伐是调整森林结构、改善森林质量、提高森林功能的关键措施。科学的采伐管理是实现森林可持续经营的重要途径。当前我国森林采伐实行采伐限额管理制度,森林经营单位的年采伐限额原则上按森林经营方案确定的合理年采伐量核定。因此测算和确定合理年采伐量是经营方案编制的重要内容。以吉林省红石林业局为研究区,对森林经营单位如何科学测算和确定合理年伐量进行深入分析研究,以期在技术和方法上为森林经营单位编制森林经营方案及测算合理年采伐量提供参考。

森林采伐；合理年采伐量；森林经营方案

1 研究区概况

红石林业局位于吉林省中东部,长白山麓北部边缘,是当前我国东北重点国有林区森林资源质量最好的国有林业局。根据红石林业局2016完成的森林资源规划设计调查成果数据*吉林红石林业局.森林资源规划设计调查成果数据(2016年).2016.,红石林业局总经营面积299 917hm2,其中:林地294 588hm2,占98.22%；非林地5 329hm2,占1.78%。林地面积中,有林地273 693hm2,占林地92.92%。有林地面积中,纯林25 532hm2,占有林地9.33%,混交林248 161hm2,占有林地90.67%。按森林类别分,公益林204 156hm2,占林地68.07%。商品林88 917hm2,占林地29.65%。公益林中,国家一级公益林34 816hm2、二级公益林31 542hm2、三级公益林16 408hm2、其它公益林121 390hm2。

红石林业局森林以天然林为主,天然林面积占有林地面积的96.57%,主要优势树种为胡桃楸、蒙古栎、色木槭、紫椴、榆树、水曲柳和落叶松。现有林分主要为近熟林和成熟林,幼龄林、中龄林、近熟林、成熟林、过熟林的面积比为2.37∶9.47∶37.74∶46.47∶3.95。

全局活立木总蓄积4 562.12万m3,有林地平均公顷蓄积为166.69m3,商品林成过熟林公顷蓄积175m3,公益林成过熟林公顷蓄积为170m3,平均年生长率为0.89%,平均年生长量为38.93万m3。

2 经营类型组织

经营期内,红石林业局的按经营类型组织森林经营,即将经营目标相同、生长发育过程相近、森林生物学特性相似、立地条件趋同、地域上不相连接的小班组织为森林经营类型。

本着科学性与实用性相结合的原则,红石林业局的经营类型按立地条件、经营目标、优势树种和起源进行初步划分,然后综合考虑小班的数量、面积和龄组构成等因素进行压缩合并[1],划分为31个森林经营类型。另外,为进一步明确经营小班经营约束条件,按森林资源主导功能和经营管理主导方向,从经营管理的角度划分为严格保护、重点保护、保护经营和集约经营4个经营管理类型*国家林业局关于印发《全国森林资源管理分区施策导则》(试行)的通知(林资发〔2004〕251号).2004.。

表1 红石林业局森林经营类型面积表

(续表)

注:(1)为立地条件好;(2)为立地条件中;(3)为立地条件差。

3 合理年伐量测算

3.1 模拟优化法

建立各类林分生长模型,利用计算机模拟林分生长和经营过程,并进行优化决策,确定合理年伐量[3]。本研究利用国家林业局调查规划设计开发设计的FMODS(Foresty Modeling and Optimization System,森林模拟优化系统,该系统和技术2009年获梁希科学技术二等奖)进行分析计算。

3.1.1 生长模型

采用红石林业局近4期森林资源连续清查的样地和样木数据、2016年的二类调查样地数据拟合了主要林分生长模型(表2)。

表2 主要林分生长模型

(续表)

注:y为蓄积,x为林龄/5。

3.1.2 模拟测算

1) 测算方案

在公益林区划、管理类型划分和经营类型组织等基础上,根据采伐条件、采伐方式、采伐强度等的不同形成4个测算方案(表3),用FMODS模拟各方案150年的经营过程,计算各方案的合理年采伐量。公益林的更新采伐林龄相当于商品林的过熟林林龄,用模拟法或公式法测算合理年采伐量时,公益林的林组划分参照此标准进行相应调整,红石林业局可采伐经营林分各龄组面积如表4所示。

表3 4种方案经营策略表

表4 可采伐经营林分龄组(公益林龄组调整后)面积统计表

2) 测算结果

4个方案前10年的合理年采伐量分别为8.45,12.93,20.53万m3和0m3；到150年时,各方案的合理年采伐量分别为16.54,19.15,37.83万m3和0m3,林分总蓄积分别达到8 150.89,7 722.0,7 425.44,9 160.92万m3,各方案的总可收获蓄积(林分总蓄积与已采伐蓄积之和)分别达到9 867.98,10 056.5,12 228.82,9 160.92万m3。各方案各经营期合理年采伐量、林分总蓄积、总可收获蓄积等具体情况详见表5。

表5 各方案各经营期(5年)主要因子对比表 万m3

3.2 公式法

3.2.1 测算公式

计算森林年采伐量的方法很多,为便于对比分析,采用我国常用的第一林龄公式*国家林业局.关于编制“十三五”期间年森林采伐限额的通知(林资发〔2014〕62号).2014.、第二林龄公式*国家林业局.关于编制“十三五”期间年森林采伐限额的通知(林资发〔2014〕62号).2014.、面积轮伐公式[3-4]和择伐年伐量公式[3-4]对红石林业的合理年采伐量进行了计算。

第一林龄公式:

(1)

第二林龄公式:

(2)

择伐年伐量公式:

(3)

面积轮伐公式:

(4)

3.2.2 测算结果

假设林业局各类型林分平均龄级数为20,商品林的平均采伐强度为35%,公益林的平均采伐强度为20%。根据再次采伐时林分的单位面积蓄积须不小于当前的单位面积蓄积原则,平均生长率为0.89%计算,商品林的择伐周期为49年,公益林的择伐周期为25年。假设采用面积轮伐时,商品林轮伐期为80年,公益林轮伐期为120年。

按第一林龄公式计算,商品林的合理年采伐量为33.90万m3,公益林的合理年采伐量为9.09万m3,总计为42.99万m3；按第二林龄公式计算,商品林的合理年采伐量为24.62万m3,公益林的合理年采伐量为37.28万m3,总计为61.90万m3；按择伐年伐量公式计算,商品林的合理年采伐量为13.84万m3,公益林的合理年采伐量为7.25万m3,总计为21.09万m3；按面积轮伐公式计算,商品林的合理年采伐量为23.41万m3,公益林的合理年采伐量为23.67万m3,总计为47.08万m3。

4 结果分析

4.1 模拟法测算结果分析

4个方案都从生态保护保护的角度出发,确定了较为严格的经营约束条件,规定严格保护类型禁止任何经营活动,主伐和更新采伐时只能采用择伐方式,主要区别是各类型林分允许的采伐强度不同。从保留资源总量角度考虑,4个方案总蓄积量均能保持增长趋势,但采伐强度越大的方案,林分的保留蓄积量越小。从总收获量的角度考虑,方案三总可收获蓄积在各经营期中持续最大,方案四的总可收获蓄积相对较小,说明在一定范围内采伐量越大,总可收获蓄积越大,也就说合理的采伐利用能促进林分生长,提高生长量。从近期的合理年采伐总量考虑,当前红石林业局的林分以中龄林为主,可采资源不多,各方案前10年的合理年采伐量都相对较小。红石林业的主要经营目标是保护、培育和发展森林资源,综合考虑现有经营水平和条件,建议选择方案一编制红石林业局森林经营方案。

4.2 公式法测算结果分析

第二林龄公式计算的结果偏大,择伐年伐量公式计算的结果相对较小。主要原因为红石林业局的中龄林面积(公益林龄组划分参照更新采伐年龄进行调整)严重偏大,第二林龄公式将中龄林纳入采伐周期内合理年采伐量计算,导致计算的结果偏大。择伐年伐量公式的计算考虑了择伐强度,因此计算结果相对较小。从各公式考虑因素分析,第一林龄公式考虑了近熟林、成熟林和过熟林,一般适用于近熟林、成熟林和过熟林偏少的经营单位；第二林龄公式考虑了中龄林、近熟林、成熟林和过熟林,一般适用于中龄林、近熟林、成熟林和过熟偏少的经营单位；择伐年伐量公式考虑了择伐强度,一般适用于天然林为主的经营单位；面积轮伐公式采用年采伐相同面积的方式经营,一般适用于以人工林为主且龄级结构均匀的经营单位。

4.3 模拟法与公式法对比分析

首先,与模拟法测算相比,按公式法计算的合理年伐量相对偏大。公式法能够考虑的采伐限制条件少,很难将可采资源、各林分类型采伐强度和采伐方式等多种限制条件在单一公式中体现,计算结果一般偏大。当前考虑的限制条件相同时,模拟法与公式法的计算结果基本一致,如择伐年伐量公式和模拟法的方案三计算的合理年采伐量基本相同。其次,公式法大多是计算轮伐期或择伐周期内经营单位内年平均合理年采伐量,很难反映经营单位在轮伐期或择伐周期内合理年采伐量的变化,公式法主要适用于龄级结构均匀的经营单位,当经营单位内林分林龄结构不合理时,计算结果与实际合理量相比可能有较大偏差。红石林业局前10年内的实际可采资源少,公式法计算结果反映的是长期的平均合理年采伐量,对前10年来说结果偏大。因此采用公式法计算合理年伐量时,一般须通过调整系数等方式进行适当纠正。

5 结论和讨论

1) 模拟法能长周期模拟森林经营单位森林经营过程和森林资源动态变化过程,当前我国森林经营单位的林分林龄结构大多不合理,有条件的森林经营单位要根据主要经营目标、经营水平和基础条件等,建立林分生长经营模型,优先采用模拟法综合分析测算合理年采伐量。

2) 采用公式法计算确定合理年采伐量时,要根据经营单位的森林资源特征,充分考虑公式的适用条件,选择适宜的公式,并且要考虑公式法的局限性,结合资源分析等综合确定合理年采伐量。

3) 计算公益林的合理年采伐量时,不能采用二类调查时划分的龄组,要根据公益林的更新采伐林龄重新划分确定林分的龄组,确保计算结果的合理性。

[1]欧阳君祥,张岗岗,王得祥,等.小陇山林区党川林场生态公益林经营类型划分研究[J].林业资源管理,2015(5):18-25.

[2]欧阳君祥.模拟退火法在汪清林业局森林可持续经营决策中的应用研究[J].林业资源管理,2005(6):55-58.

[3]LYJ101-86,林业局总体设计规范[S].

[4]于政中,宋铁英,袁嘉祖,等.数量森林经理学[M].北京：中国林业出版社,1995.

Analysis and Research on the Optimal Annual Forest Felling Volume of Forest Management Units

OUYANG Junxiang，LU Zeyang

(AcademyofForestInventoryandPlanning,StateForestryAdministration,Beijing100714,China)

Forest harvesting is a key measure to adjust forest structure,improve forest quality and improve forest function.Scientific harvesting management is an important way to achieve sustainable forest management.At present,forest harvesting in our country adopts the harvesting quota management system,and the annual allowable cutting quota of the management units,in principle,shall be determined according to the optimal annual forest felling volume of the forest management plan.Therefore,the calculation and determination of the optimal annual forest felling volume is the important content for drawing up the forest management plan.In this study,how to scientifically calculate and determine the optimal annual forest felling volume in the forest management unit was thoroughly investigated and analyzed in Hongshi Forestry Bureau,Jilin Province,China.The purpose of this study was to provide a reference in the technology and method for forest management units to draw up forest management plan and calculate the optimal annual forest felling volume.

forest harvesting,optimal annual forest felling volume,forest management plan

2017-07-08；

2017-07-13

欧阳君祥(1973-),男,湖南邵东人,高工,主要从事森林经理研究、森林资源管理、林业调查规划设计等方面工作。Email:ouyangjunxiang@sina.com

S757.4

A

1002-6622(2017)04-0030-07

10.13466/j.cnki.lyzygl.2017.04.006