关于森林收获调整中几种年采伐量的计算方法研究

关于森林收获调整中几种年采伐量的计算方法研究

摘 要：本文通过对几种年采伐量的计算方法进行对比研究，指出它们的合理性、适用性以及局限性，旨在为森林收获调整中年采伐量计算公式的选取和编制中长期林业发展规划提供科学决策依据。 关键词：森林；收获调整；采伐量；计算方法

森林收获量[1-5](指采伐量)的合理确定，是搞好森林经营方案编制的重要工作，也是合理组织林业生产和实现森林永续利用的一项重要技术措施。合理的年采伐量能保证年资源消耗量不大于年生长量，能保证持续轮伐和不间断的长期经营利用。合理的年采伐量是实现 “长期经营，持续利用”的重要手段，也是促进林业生产发展的前提条件。正确地确定森林合理年采伐量是正确组织森林经营和合理利用森林资源的重要条件之一。

? 1森林收获调整概述

1.1森林收获调整的概念

所谓森林收获调整，就是以森林永续利用为目标，计算和预测森林采伐量，通过合理采伐进行森林结构调整的方法。

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。林业工作者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，森林收获调整主要是通过年采伐量来实现的。 1.1.1森林采伐量的概念及分类

按采伐性质分：主伐、间伐和补充主伐

森林采伐量种类：森林主伐量、间伐量、补充主伐量。 森林的主伐方式：皆伐、渐伐、择伐 1.1.2确定采伐量的原则

(1)有利于改善森林的龄级结构或径级结构；

(2)成过熟林占优势的林区，要及时利用资源，又要长期保持相对稳定的采伐量，避免较大的变动；

(3)采伐对象一定要是成熟林，达到主伐年龄的林分才能采伐；

(4)有利于改善林况和环境，充分利用更新择伐、卫生采伐的木材产量，同时要积极扩大间伐利用。

1.1.3确定采伐量的工作步骤

(1)用多个公式计算各经营类型年采伐量；

(2)在公式计算基础上，统筹考虑龄级结构、林况和市场需材，分析论证各经营类型的年采伐量；

(3)计算各经营类型经济材出材量；

(4)时空布局 —— 安排伐区和确定采伐顺序。 1.2森林收获调整的研究进展

在古典的森林收获调整方法的基础上，日本森林经营学家铃木太七首先提出了运用林龄 空间理论和线性规划方法建立森林调整模型。近年来，国内也有学者应用这种方法建立了森 林收获调整模型。郭仁鉴[6]探讨了同龄林合理森林秩序问题；黄健儿等曾对福建沙县和南平市王台乡的森林资源，分别按优势树种组建立三种经营类型，应用上述方法探讨了实现森林

永续利用的合理时间序列。但线性规划法(Lp)只是在一定的环境下追求单一目标函数绝对最优的一种技术，因而只能解决单目标优化问题.在林业实际生产中，往往涉及到多层次多目标决策问题，不仅希望木材收获量高、经济收益大，而且希望费用尽量少、立木蓄积尽量多.为解决多目标问题，且不希望产生劣解，周国模等应用目标规划对同龄林收获调整及国营林业局生产管理进行了研究;陈伯贤研究了森林资源管理中线性规划和目标规划联合应用的森林收获调整问题。本文主要针对森林收获调整中年采伐量的几种计算方法进行比较性研究，旨在为人们在计算年采伐量的方法选择时提供合理的参考依据，以期达到对森林资源实行科学的预测和控制，保证“永续利用”的良性循环的目的。

? 2计算年采伐量的方法

计算森林年采伐量的方法有很多种，主要包括面积控制法和材积控制法，其中面积控制法又包括区划轮伐法、成熟度公式法、林龄公式法、东德公式法、林况公式法、面积平分法、龄级法等，本文主要介绍材积控制法中的几种常见方法。 2.1法正蓄积法

2.1.1Von mantel公式法

Vn=uZ×u/2 2Vn/u=uZ En=2Vn/u

用现实采伐量代替法正采伐量,又用现实蓄积量代替法正蓄积量,则有: Ew=2Vw/u Sw=Ew/Vm3/ha 2.1.2利用率法（Utilization percentage method）

德国学者Hundeshagen 1821年提出,以生长量为基础确定收获量,并以导向法正蓄积为目标，其公式如下: Ew=Vw×P=Vw×En/Vn

若 Vw=Vn，则Ew= En，属标准林分;

Vw>Vn，则Ew> En，采伐量大于生长量; Vw

用各龄级平均生长量之和代替各林分的连年生长量之和。

Ew＝Z1+Z2+Z3+....+Zn＝m1/a1+m2/a2+m3/a3+....+mn/an Sw=Ew/Vm3/hm2

式中: mi---各龄级的蓄积量 i=1,2,3.....n zi---为各龄级平均生长量

ai---各龄级的平均年龄,取中值。 2.3按蓄积量结合生长量计算年采伐量 2.3.1较差法（Different method） （1）海耶尔（Carl Heyer）公式法 Ew= Zw+（Vw-Vn）/a

将数值为Vw-Vn这部分蓄积于调整期a年间均分采伐，以便导向法正状态。 式中：Zw---现实平均生长量

Vn---法正蓄积量 a---调整期 （2）盖尔哈特（Gehrhardt）公式法

Ew=（Zw+Zn）/2+（Vw-Vn）/a

式中：Zw－－从收获表上查得，现实林连年生长量； Zn－－法正生长量，从收获表上查得； a－－调整期，从10～1／2u范围内确定； Vw－－现实林蓄积量，老龄林实测，其他龄 级用收获表上测定。 2.3.2数式平分法（和田公式）

日本学者和田国次郎首先提出 Ew=Vw/u＋Zw/2

这里设平均生长量为连年生长量,也即是法正生长量的一半; 法正蓄积Vn除以u,又正好是法正蓄积量的一半。 2.4几种方法的特点

序号

方法

优点

(1)公式简单,计算的因子少,可以作为

1

Von mantel公式法

粗略计算年采伐量之用;(2)适用于龄级结构分配均匀的林分。

(1)适用于龄级均匀的经营单位;(2)收

2

利用率法

获预定方法简单。

缺点

(1)不适合龄级分配不均的林分,对中幼林占优势的林分,很可能采伐到未熟林;(2)成过熟林占优势的天然林中,计算出的年采伐量肯定偏大。

(1)龄级结构不均匀,产生偏差;(2)无明显的调整期。

(1)不适用于龄级结构不均匀的林分;(2)如果中幼林多,生长量大,计算出的年采伐

(1)适用于龄级结构均匀的林分;(2)用

3

平均生长量法

生长量控制采伐量,可作为全国、大区控制年采伐量理论依据。

量就偏大,必然采到未熟林;(3)当成过熟林多,如按平均生长量来确定采伐量,就会引起成过熟林资源积压、枯损、病腐率增加;(4)没有包括自然稀疏的枯损量、间伐量的平均生长量，计算出的年采伐量偏小。

(1)公式简单、合理,它反映了经营单位

4

海耶尔(Carl Heyer)公

式法

内采伐量和蓄积量以及生长量之间相互关系;(2)不仅适用于皆伐作业的同龄林,而且适用于择伐作业的异龄林计算年采伐量。

5

盖尔哈特(Gehrhardt)

公式法

(1)弥补了海耶尔式的缺点(3) 。 ⑴可以利用现有资料计算，方法简单 ⑵适用于成过熟林占优势的天然原始

6

数式平分法

林;⑶公式合理,生长量只用一半参加计算,在轮伐期内尽量延长利用蓄积的采伐年限。

(1)没有反映现实林龄级结构与林况。 (1)公式仍没包括枯损量、间伐量，计算出的年采伐量偏小;(2)调整期需要多少年，是估计数字;(3)生长量是用的现实平均生长量,既然用法正蓄积比较,那就不标准了。

(1)较多的数据在收获表上查定;(2)仍然有海耶尔式其它两条缺点。

上述各种方法在计算因子上都存在单一性的缺点，使计算结果带有局限性。随着计算技术的发展，近20所年来许多国家已广泛应用数学规划方法和计算机确定最优森林采伐量，从20年代60年代以来，应用最广泛的是线性规划法，此外，还有目标规划和动态规划，目标规划提出后，解决了用多目标确定森林采伐量的最优化方法。

? 3结论与讨论

长期以来，在计算森林合理年采伐量时对森林这样一个多变量的、动态的复杂系统,大多采用森林经理学中所列的一些经典计算公式，例如上文所罗列的一些公式，但是这些公式都各有其适用的条件。通常认为，根据森林状况选用适当的公式计算的年采伐量就是合理年采伐量。但问题是：一很难选择公式；因为所有这些公式都没有一个很明确的条件，对于现实森林来说，较难判断究竟该使用哪个或哪些公式。例如，第二林龄公式适用于近成过熟林面积较大、中龄林龄面积较小、分布不均的森林，其中“较大”、“较小”、“分布不均”的程度就很难把握。再者，森林状况千差万别，对于每一块森林状况还没有与之相适应的计算公式。二是选择公式不当会造成严重后果。各公式计算结果差异很大。三是导致合理年采伐量计算过程中的主观性和随意性。因此要计算出科学合理的年采伐量，必须得综合考虑，慎重选择公式，另外，在此基础上寻求新的更加科学合理的新方法也是解决这些问题一种途径。

参考文献

[1] 刘用焕,潘润荣,郑广源.用材林年主伐量分析论证的研究[J].林业勘察设计,1991,(2):1-7 [2] 王文斌.浅谈制定年森林采伐限额的原则和方法[J].林业勘察设计,1998,(1):19-21 [3] 岳增俭,王国强.合理计算采伐量方法的探讨[J].林业勘察设计,2000,(3):55-57 [4] 周新年,郑绍全,林华忠.综合轮伐期研究[J].林业科学,1995,31(5):474-479 [5] 周新年.森林经营规划中的综合轮伐期研讨[J].四川林勘设计,1996a,(2):8-14

[6] 陈增丰.目标规划和线性规划两步优化法在森林收获调整中的应用[J].福建林学院学报, 1994,4(4):329-335

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