【林家讲堂】多功能森林作业法技术体系(下期)

二级:森林类型作业法,区域或省级规划

三级:林分或小班作业法,县域规划或小班经营计划

• 我们总结的这7种作业法是从经营强度或说是人工林的近自然程度这个维度对森林经营技术做的第一级分类和设计。

• 不同的作业法代表着不同的人工控制强度和人工林的近自然程度,是在人与自然关系之间的折中决策。

• 纯粹种植业特征的人工商品林皆伐经营作业作业法本质上是农业耕作模式,因为忽视了森林的自然生态系统特征而不适宜大面积实施;

• 只考虑自然生态服务功能的自然保护区管理或严格的公益林保护经营模式因为失去了森林经营的物质生产和经济收益目标,也不可能在大规模区域长期推行;另一方面,这种被动保护的模式使得人类失去了利用土地和森林的基本自然力量进行物质生产并通过科学经营的能动作用来促进森林生态系统功能快速提高的可能性。所以,这两部分内容在森林经营的整体空间中都只能保持在一个有限的范围之内。

• 2-7作业法均衡了自然特征和社会需求,是新一代人工林多功能可持续森林经营的主流作业法,是兼顾林业生产及生态保护和环境建设的陆地生态系统经营的主体内容,是人与自然和谐发展的必然道路

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森林功能类型的作业法

多功能森林作业法的第一级按森林经营方式和主导功能划分为7个类型,是以森林的主导功能和近自然程度度为技术内涵而划分的作业法序列。

(1) 一般皆伐作业法

一般皆伐作业法是在一次作业中全部采伐收获同龄林分所有可利用的林木,然后进行人工造林更新的作业体系。皆伐作业法适用于短轮伐期速生丰产林和一般用材林的经营,是当森林生长达到规定的轮伐期后,将伐区上的林木在短期内一次全部伐光或者几乎全部伐光(有的保留部分母树),并于伐后采用人工造林更新或辅助天然更新恢复森林的一种作业方式,由于其技术简单而经济节省的伐木和集材作业优势而成为应用历史最长和最广泛的森林经营模式。

(2) 镶嵌式皆伐作业法

镶嵌式皆伐作业法是在整体立地和生态环境条件相对较好的地区兼顾生态效益培育的多树种小面积块状混交人工林的适用模式。为维持特定的生态防护功能并减小对生态环境的负面影响,使用2个或以上树种造林形成每个树种约2公顷左右的同龄纯林,但在推荐控制每一次皆伐作业的面积为2 hm2,并在每次皆伐后采用人工造林恢复林分,形成多个树种(一般3个以上)小面积交替分布的人工林培育格局。

(3) 带状渐伐作业法

带状渐伐作业法以带条状方式采伐利用成熟的林木,利用林隙或林缘效应激发林分的天然更新能力并实现林分更新。重点在于天然更新的利用,每个采伐带在伐后的1-3年内先利用和促进天然更新,不足部分再人工补植(第2-4年),更新迹地管护促进苗木生长1-3年,到一个采伐带完成更新形成新一代幼龄林一般需要3-7年,视南方和北方不同的自然条件更新期不同。

(4) 伞状渐伐作业法

适用于培育上下两层结构的多功能森林。伞状渐伐抚育作业法是主要对天然更新能力好的阔叶速生树种培育单一树种纯林应用的作业法。森林抚育以促进林木生长和天然更新为目标,通常由疏伐、下种伐、透光伐和除伐构成,使得林分中的更新幼树在上一代林木庇荫的环境下生长,有利于上方遮阴促进幼树高生长,提高了木材产品质量,同时保持森林恒续覆盖和木材持续利用。该作业法根据具体树种的特性和生长区的光热条件等可简化为2-3 次抚育性采伐作业,构成一个“更新-生长-利用的经营周期。

(5) 群团状择伐作业法

适用于多功能经营的兼用林,也适用于集约经营的人工混交林,是培育恒续林的传统作业法。该作业法以收获林木的树种类型或胸径为主要采伐作业参数,群团状采伐利用符合要求的林木,形成林窗,促进保留木生长和林下天然更新,结合群团状补植等措施,建成具有不同年龄阶段的更新幼树到百年以上成熟林木的异龄复层混交林。该作业法适用于坡度小于15°以下的山地或者平缓地区森林,以较低的经营强度培育珍贵硬阔叶树种和大径级高价值用材,兼具涵养水源、维持生物多样性、提供生态文化服务等生态功能。

• 群团择伐作业培育恒续林的传统作业方法(图1)。整个培育过程中总是不断地按1-2倍树高为作业范围的尺度成群团状的采伐利用相对质量较差的林木或达到目标直径的成熟林木,从而促进保留木和林下更新的生长,形成具有不同阶段的更新幼树到百年以上成熟林木的混交异龄林。

• 群团状择伐是择伐作业的一个类型,根据经营对象和目标的差别,择伐作业可区分出目标树单株木择伐经营、群团状择伐经营和径级择伐经营等三种类型。

图1 通过群团状择伐作业形成混交异龄林的技术示意图和实践案例:德国北方的山毛榉-栎类混交林,群团采伐后形成光照充足而有利于天然更新苗木生长的林隙,森林整体表现出良好的恒续林生态环境和旺盛的生长能力

图2 目标树单株择伐

(6) 目标树单株抚育择伐作业法

目标树单株抚育择伐作业法适用于培育多功能经营的兼用林或集约经营的人工林,是典型的培育恒续林的作业法。该作业法在特定林分发育的时期对所有林木进行分类,划分为目标树、干扰树、辅助树(生态目标树)和其他树(一般林木),选择目标树、标记采伐干扰树、保护辅助树。通过采伐干扰树、修枝整形、在目标树基部做水肥坑等措施,促进目标树生长,提高森林质量,提升木材品质和价值,最终以单株木择伐方式利用达到目标直径的成熟目标树。主要利用天然更新方式实现森林更新,结合采取侧方割灌、除草、平茬复壮、补植等人工辅助措施,促进更新层目标树的生长发育,确保目标树始终保持高水平的生长、结实、更新能力,成为优秀的林分建群个体,保持森林恒续覆盖,维持和增加森林的主要生态功能,同时持续获取大径级优质木材。

(7) 保护经营作业法

主要适用于严格保育的公益林经营。该作业法以自然修复、严格保护为主,原则上不得开展木材生产性经营活动,严格控制和规范林木采伐行为。可适度采取措施保护天然更新的幼苗幼树,天然更新不足的情况下可进行必要的补植等人工辅助措施,在特殊情况下可采取低强度的森林抚育措施,促进建群树种和优势木生长,促进和加快森林正向演替。有条件时可开展识别、保护和促进天然更新珍贵树种幼苗幼树、抚育改善优秀单株林木生长条件等低强度抚育活动。

第一级:行业层面规范森林功能和经营方式的作业法类型,在全国森林经营规划中提出和应用。

图3 带状渐伐作业法

图4 带状渐伐作业法

陡峭山地林区的带状采伐作业区示例,左图为采伐带内质量达标的天然更新

图5 伞状渐伐作业法

封育保护作业法的需求案例

阿尔泰山水源林:大部分需要抚育的山地针叶林分处于森林发育的竞争生长阶段或质量选择阶段 ,但林分少有合理的空间结构(不清晰),由于恶劣的生态条件和放牧等人为干扰因素,大部分林分缺少天然更新,可持续发展

能力难于保障。森林抚育的当务之急是封育保护促进天然更新,尽快构建稳定的林分空间结构以提高水源涵养功能。

封育保护经营模式的主要抚育措施包括:

(1)适当放宽目标树选择要求,将优良的西伯利亚落叶松、西伯利亚云杉、红松等优势林木纳入目标树管理,目标树按6—10株/亩(不含更新幼苗)选择和保护;

(2)针对目标树进行修枝作业,以培养部分优质个体林木,必要时采伐干扰树;

(3)保护和促进森林的天然更新,以提高森林整体的活力和生长能力;包括识别和标记有效的更新幼苗(树高大于1.3米的实生健康苗木),伐除更新幼树周边半径0.5-1米范围内的侧方遮阴灌草和劣质被压木。

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规范森林类型或树种组成的作业法

第二级:规范森林类型或树种组成的作业法。第二级作业法可简称为“典型森林类型作业法法”,是在上一级经营方式森林作业法的框架内根据具体森林植被类型或树种组特征的经营细化设计,进一步表达了方法学中“树种混交”和“全周期经营”指标所代表的自然-人工合力机制的应用。是乔林作业法体系中最为重要的设计内容。应用价值之一是在《全国森林经营规划(2016-2050年)》提出的7大类森林作业法基础上,针对本地的区域特点、森林植被(树种)类型、主导功能、目的树种或树种组合特征等,优化完善作业法的划分,细化各种作业法的关键技术,设计适用本省主要森林类型、地理区域和功能定位的森林作业法体系。所以二级作业法是我国森林经营技术进步的主要特征。

森林类型作业法设计的关键技术内容包括:作业法名称、适用条件、目标林相、全周期培育过程表等4个方面。

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林分或小班经营作业法

第三级:小班森林类型的作业法。在样板基地示范森林建设设计中应用,也是县级规划种建设主要作业 法示范森林的核心技术。第三级是将森林作业法落实到具体小班或林分的技术框架设计,是森林经营实践工作中最为具体和重要的工作。以具体的小班(或林分)为对象,根据多功能经营目标、立地条件、群落生境、当前状态等经营要素而选择制定的经营作业法,是规定该小班(林分)从森林建立、抚育经营、采伐利用、林分更新等森林培育全周期的生长发育状态和关键作业过程所采用的一系列技术措施的综合设计。

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