天全縣毛崗子林區(qū)柳杉撫育間伐設(shè)計

蔣 勇，蔣 宇，王 鈺

(1.四川省林業(yè)調(diào)查規(guī)劃院，四川 成都 610081;2.廣元市林業(yè)和園林管理局，四川 廣元 628000;3.四川省林業(yè)調(diào)查規(guī)劃院，四川 成都 610081)

天全縣毛崗子林區(qū)柳杉撫育間伐設(shè)計

蔣 勇1，蔣 宇2，王 鈺3

(1.四川省林業(yè)調(diào)查規(guī)劃院，四川 成都 610081;2.廣元市林業(yè)和園林管理局，四川 廣元 628000;3.四川省林業(yè)調(diào)查規(guī)劃院，四川 成都 610081)

天全縣毛崗子林區(qū)的柳杉人工商品林，栽植時密度偏大，郁閉至今還未進行過撫育間伐，平均郁閉度在0.9以上。為了改變林分的生長狀況，減輕林木的密度制約，提高木材的質(zhì)量，現(xiàn)按不得低于總面積的3%，以隨機抽查帶狀標準地的方式，調(diào)查單位面積林木的株數(shù)，以及胸徑和樹高等因子，確定撫育間伐的采伐量、采伐強度等技術(shù)指標，計算林木的出材量，制定撫育間伐設(shè)計方案，并對作業(yè)過程中可能出現(xiàn)的問題提出建議。

撫育間伐;柳杉;蓄積;標準地

撫育間伐也叫撫育采伐，是指在未成熟的林分中，為了給保留木創(chuàng)造良好的生長條件，而采伐部分林木的森林培育措施。它是森林撫育的主要內(nèi)容，在森林經(jīng)營中占重要位置，在全部森林采伐限額中撫育間伐占50%以上，可見其重要程度。因此撫育間伐的優(yōu)劣是營林生產(chǎn)的重要指標，也是森林經(jīng)營成敗的關(guān)鍵。一般來講，撫育間伐的類型主要包括透光伐、除伐、疏伐和生長伐，但無論哪種類型的撫育間伐，都是以撫育為主，采伐為輔。通過撫育間伐，應該達到以下目的：降低林分密度，改善林木生長條件；促進林木生長，縮短林木培育期；清除劣質(zhì)林木，提高林木質(zhì)量；實現(xiàn)早期利用，提高木材總利用量；改善林分衛(wèi)生狀況，增強林木抗性[1]。

上世紀90年代以來，天全縣開始了人工林的大量營造，由于人工林的樹種選擇一般以速生、優(yōu)產(chǎn)為目標，因而針葉樹種成為造林首選，其中以柳杉最為突出。天全縣始陽鎮(zhèn)毛崗子林區(qū)在1992 a～1993 a之間，營造了約180 hm2的柳杉人工純林，栽植密度約 3 000株·hm-2。經(jīng)過10多年的生長，林分的郁閉度增大，單株林木的營養(yǎng)空間縮小，嚴重影響了林木的生長發(fā)育。應及時進行撫育間伐，保持該年齡階段的合理密度，為保留木創(chuàng)造適宜的生長空間，以促進林木的生長，調(diào)整林木組成，縮短林木培育年限，提高林木質(zhì)量和單位面積產(chǎn)量。此同時，可加速林下枯落物的分解，提高土壤肥力，給林木創(chuàng)造良好的生長條件。

1 林區(qū)概況

1.1 地理位置

天全縣毛崗子林區(qū)地處毛崗子山中山部，位于天全縣城東部的始陽鎮(zhèn)蘇家村、柳家村和九十村境內(nèi)，與前陽鄉(xiāng)、魚泉鄉(xiāng)相連。林區(qū)海拔在680 m～1 000 m之間，距318國道線約1.7 km，離天全縣城約10 km，交通條件相對便利[2]。

1.2 自然條件調(diào)查

林區(qū)位于中亞熱帶濕潤氣候區(qū)，與天全縣總的氣候特征“冬無嚴寒，夏無酷暑，氣候溫和，雨量充沛，四季分明”并沒有多大差別，年平均氣溫在10℃左右，降水量在 1 000 mm以上。優(yōu)越的氣候條件，對于林木的生長是非常有利的。林區(qū)土壤主要以山地黃壤和山地黃棕壤為主，它們是石灰?guī)r、砂巖、頁巖、變質(zhì)巖和第四紀礫石，在中亞熱帶四季分明的濕熱條件下風化發(fā)育而成，有明顯的富鋁化和黃化過程，膠體硅鋁率在2.1～3.1之間。自然肥力較高，適宜多種樹種生長，厚度一般在50 cm，總的來說偏粘性，酸性較強。

1.3 經(jīng)濟條件調(diào)查

毛崗子林區(qū)由于地理位置的限制，除了林區(qū)管護房外，沒有其它的建筑設(shè)施，農(nóng)戶居住最近的地方離林區(qū)約有 2 000 m。目前管護房附近有井水，可以直接飲用，但管護房沒有接通電源，照明及用電存在一定的問題。林區(qū)內(nèi)通訊快捷方便，基本實現(xiàn)了全球通訊無障礙，信息傳播無盲區(qū)。2017年始陽鎮(zhèn)九十村正在修建鄉(xiāng)村聯(lián)合公路，路的盡頭離林區(qū)很近，而林區(qū)公路也正在籌備之中，長度約為2.8 km，預計2017年7月份可以修到林區(qū)。屆時毛崗子林區(qū)將完成林區(qū)的整體規(guī)劃，以便更好地開展人工林經(jīng)營管理。

1.4 林分狀況

林區(qū)現(xiàn)有林地面積180 hm2，造林時間集中在1992 a～1993 a，造林樹種全部為柳杉。樹齡在15 a左右，屬中齡林階段，平均郁閉度在0.9以上，應該盡早地進行第一次撫育間伐[3]。根據(jù)調(diào)查，整個林區(qū)的林木平均胸徑約為16 cm，平均樹高約為14 m，林木蓄積約5萬m3。由于林區(qū)位于山脊，交通不便，集材困難，造林至今未進行過任何撫育措施，存在許多風倒木、雪壓木和枯立木。林下自然整枝明顯，林內(nèi)光線較暗，光照不足，衛(wèi)生狀況差，已嚴重影響了林木的生長發(fā)育。

2 作業(yè)設(shè)計調(diào)查

2.1 外業(yè)調(diào)查

2.1.1 林區(qū)面積測量

在1/50 000的地形圖上，對整個林區(qū)的地形進行初步的掌握，了解林區(qū)大致的形狀。在野外實際操作中，手持GPS定位儀，沿林區(qū)的邊界測出林區(qū)各個拐點的實際坐標，然后在1/10 000的地形圖上進行標記，并將林區(qū)的邊界詳細調(diào)繪在1/10 000的地形圖上[4]。

2.1.2 標準地面積測量

在選定的林分生長狀況具有代表性的地段內(nèi)，即標準地的狀況要具有調(diào)查總體的平均水平，特別在樹種組成和每公頃蓄積這兩項因子必須有代表性[5]。用羅盤儀采用中線實測法，即沿與山垂直的方向進行測量，并盡可能與等高線垂直。方位角盡量保持不變，寬度確定為20 m，即羅盤儀左右各10 m，長度綜合所選地段的面積與地形，以及其代表性，根據(jù)實際情況而定。使用羅盤儀測量時，方位角允許誤差0.5°，保留1位小數(shù)；豎直角允許誤差0.5°，保留1位小數(shù)；測距允許誤差0.5 m，保留1位小數(shù)。所有標準地測量的數(shù)據(jù)，由測量人員詳細記錄在標準地測量紀錄表上。

具體內(nèi)容如表1所示。

表1標準地測量紀錄表

2.1.3 蓄積調(diào)查

按帶狀標準地法，在樹種組成和單位蓄積具有代表性的地段，用羅盤儀采用中線實測法測量，一般所選帶狀標準地的總面積不得小于林區(qū)總面積的3%，且相鄰標準地的距離不得小于200 m。在選定的標準地內(nèi)，對所有林木進行每木檢尺并詳細紀錄[6]。

2.1.4 測樹方法

在選定的標準地內(nèi)，從胸徑6 cm開始起檢，2 cm一個徑階，進行每木檢尺，相同徑階按畫正來計數(shù)[7]。在記錄時應分別采伐木和保留木，對采伐木的選擇，按照“砍密留稀、砍小留大、砍曲留直”的原則進行，并用標記的形式對采伐木進行標記[8]。在測樹時，株數(shù)誤差控制在±1%，取整數(shù)；徑階在讀數(shù)時，大于徑階1 cm取下一個徑階，小于徑階1 cm取上一個徑階。最后將結(jié)果詳細記錄在標準地每木檢尺登記表上。

具體表格如下：

表2標準地每木檢尺登記表

2.2 內(nèi)業(yè)整理

2.2.1 林區(qū)面積計算

采用ArcGIS軟件，將地形圖上調(diào)繪好邊界的林區(qū)面積圖矢量化，用ArcGIS軟件計算林區(qū)的面積。

2.2.2 標準地面積計算

此次調(diào)查共涉及6個標準地，根據(jù)野外面積調(diào)查測量紀錄，利用Excel工作表，改斜距為水平距，求和算出每個標準地的長度L。利用面積計算公式：S=dL/10 000，計算出每個標準地的面積，再計算出總面積。面積單位為hm2，結(jié)果保留2位小數(shù)。

2.2.3 單株蓄積計算

由天全縣柳杉樹高曲線查得徑階平均樹高，查LY208—77四川柳杉二元立木材積表進行單株蓄積計算。二元立木材積式為：V=aDbHc，式中：V—材積(m3)；D—胸徑(cm)；H—樹高(m)；a、b、c為材積參數(shù)。公式詳見表3。

表3四川柳杉二元立木材積 (D：cm H：m)

2.2.4 株數(shù)計算

以野外調(diào)查每木檢尺登記表上的檢尺株數(shù)為依據(jù)，將采伐木和保留木按不同徑階分別計算求和，求出采伐木和保留木各自的株數(shù)，以及標準地的總株數(shù)，再計算出6個標準地總的株數(shù)。最后用公式：n=N/S，算出標準地每公頃平均采伐株數(shù)與保留株數(shù)，標準地每公頃平均株數(shù)，以及林區(qū)的總株數(shù)。

2.2.5 蓄積量計算

在單個標準地內(nèi)，分別采伐木和保留木，計算采伐木和保留木的蓄積，以及標準地的蓄積，再計算6個標準地總的蓄積。最后用公式：v=V/S，算出標準地每公頃平均采伐與保留蓄積，以及每公頃蓄積，通過計算得出林區(qū)總蓄積。

2.2.6 出材量計算

根據(jù)標準地總的采伐蓄積量，查《四川省主要樹種經(jīng)濟材綜合出材率表》可得柳杉撫育間伐的出材率為46%，因此可計算出標準地總的出材量，以及整個林區(qū)的出材量。不過由于原木在徑階上有區(qū)別，小頭直徑在8 cm以下的木材稱為非規(guī)格材，而在8 cm以上(包括8 cm)的木材稱為規(guī)格材。因此對于出材量的計算，還應有規(guī)格材與非規(guī)格材之分。

2.2.7 采伐強度計算

通過計算6個標準地采伐木總的株數(shù)及蓄積占標準地總株數(shù)與蓄積的相應比例，得出相應的撫育間伐強度，也代表林區(qū)的撫育間伐強度，具體公式為：

Pn=n/N×100%

Pv=v/V×100%

式中：Pn(Pv)——株數(shù)(蓄積)采伐強度，保留1位小數(shù)； n(v)——采伐木的株數(shù)(蓄積)； N(V)——總株數(shù)(總蓄積)。

3 調(diào)查結(jié)果

3.1 標準地調(diào)查結(jié)果

調(diào)查結(jié)果顯示：野外調(diào)查共設(shè)樣帶標準地6個，面積共6.32 hm2。調(diào)查總株數(shù) 12 681株，平均胸徑17.3 cm，平均樹高14.1 m；其中采伐木為 3 684株，平均胸徑14.3 cm，平均樹高12.7 m；保留木為 8 997株，平均胸徑18.5 cm，平均樹高14.7 m；立木總蓄積 2 387.4 m3，其中采伐木為468.9 m3，保留木為 1 918.5 m3。標準地每公頃平均株數(shù)為 2 006株，其中采伐株數(shù)583株，保留株數(shù) 1 424株；每公頃平均蓄積377.7 m3，采伐蓄積74.2 m3，保留蓄積303.6 m3。

有關(guān)標準地的調(diào)查結(jié)果如表4所示。

表4標準地調(diào)查結(jié)果

3.1.1 林區(qū)調(diào)查結(jié)果

調(diào)查結(jié)果顯示：始陽鎮(zhèn)毛崗子林區(qū)的面積為180.0 hm2，6個樣帶標準地抽樣比占總面積的3.51%，符合相關(guān)規(guī)定。整個林區(qū)有林木 361 168株，其中采伐木為 104 924株，保留木為 256 244株；立木總蓄積 67 994.8 m3，其中采伐蓄積為 13 353.6 m3，保留蓄積為 54 641.2 m3。有關(guān)林區(qū)的調(diào)查結(jié)果，如表5所示。

表5林區(qū)調(diào)查結(jié)果

3.1.2 采伐強度與出材量

綜合6個標準地的株數(shù)采伐強度與蓄積采伐強度，計算得到的最后結(jié)果為：株數(shù)采伐強度Pn為29.1%，蓄積采伐強度Pv為19.6%。

林區(qū)撫育間伐總蓄積為 13 353.6 m3，出材量為 6 142.7 m3，其中規(guī)格材 6 005.1 m3，非規(guī)格材137.6 m3。

4 采伐作業(yè)設(shè)計

4.1 作業(yè)設(shè)計的依據(jù)和原理

以國家林業(yè)部頒布的《森林采伐更新管理辦法》，以及四川林業(yè)廳頒布的《四川省人工林采伐伐區(qū)調(diào)查設(shè)計規(guī)程》為依據(jù)，在堅持生態(tài)、經(jīng)濟、社會三大效益兼顧的原則下，對伐區(qū)進行作業(yè)設(shè)計[9]。

4.2 撫育間伐的采伐方式

按照合理利用森林資源，有利于森林更新和水土保持的要求，此次撫育間伐的采伐方式為生長伐：一方面采伐部分林木獲取一定量的木材，以提高經(jīng)濟效益；另一方面為保留木提供足夠的營養(yǎng)條件，創(chuàng)造更好的生長環(huán)境。

4.3 采伐強度與出材量設(shè)計

4.3.1 采伐強度

綜合6個標準地的調(diào)查結(jié)果，計算后得到的結(jié)果為：株數(shù)采伐強度Pn為29.1%，蓄積采伐強度Pv為19.6%。符合人工林撫育間伐中關(guān)于生長伐的相關(guān)規(guī)定，即按株數(shù)的15%～30%，蓄積的10%～20%的間伐強度進行撫育間伐[10]。因此作為此次撫育間伐的采伐強度設(shè)計。

4.3.2 出材量

根據(jù)《四川省主要樹種經(jīng)濟材綜合出材率表》，可知柳杉撫育間伐出材率為46%。通過計算可得撫育間伐的總蓄積為 13 353.6 m3，所以設(shè)計出材量為 6 142.7 m3，其中規(guī)格材 6 005.1 m3，非規(guī)格材137.6 m3。

4.4 伐區(qū)工藝設(shè)計

4.4.1 準備作業(yè)

在撫育間伐開始前，要對外進行伐前公示，并對采伐木進行印章標記。為了采伐木材的順利進行，在伐塊內(nèi)修建工棚和裝車場，初步設(shè)計6個工棚共300 m2，6個裝車場共600 m2。

4.4.2 采伐作業(yè)

為了減少木材的損失，采伐林木一律采用油鋸，并且伐樁必須低于10 cm。在采伐過程中，一定要控制采伐木的樹倒方向，盡量減少對保留木的損傷。采伐過程主要包括伐倒、打枝、造材、青山檢尺等工序，每個工序都要嚴格控制質(zhì)量關(guān)，以確保木材的出材率。撫育間伐應該遵循“三砍三留”的原則進行，即“砍小留大、砍密留疏、砍曲留直”的原則，要求砍伐后林相整齊，不能出現(xiàn)天窗[11]。采伐木由現(xiàn)場監(jiān)管人員做標記，采伐人員必須伐除所有應伐木，不得采伐未做標記的林木，具體操作過程由現(xiàn)場監(jiān)管人員監(jiān)督完成。采伐人員采伐前需進行伐前技術(shù)、安全培訓。注意林地用火和施工人員安全，準備必須的工傷、疾病等應急物品。

4.4.3 造材作業(yè)

根據(jù)市場對木材品種的需求，將木材制成長度不同的原木。一般分為2 m、3 m、4 m等3種不同規(guī)格。其中，一般大徑材(d≥16 cm)2 m，小徑材(8≤d≤16 cm)3 m或4 m，非規(guī)格材(d<8 cm)4 m。其中，d為小頭直徑。造材要求鋸口平整，長度規(guī)范。

4.4.4 集材作業(yè)

主要包括集材道和道路的設(shè)計。集材道在設(shè)計過程中，一般采用土滑道集材，它是利用自然坡度，借助木材本身所具有的勢能來完成木材集運的一種集材方式，它具有就地取材、修建簡單、使用方便、適應性強、生產(chǎn)效率高等優(yōu)點[12]。不過在選擇時，要盡量選擇坡度較大的路線，以盡量省力為原則；在過于陡峭的地方要在集材道兩邊打木樁，以防止木材滾出集材道。集材方式主要采用人工集材，對于有些無法操作的地方，可以采用馬幫進行托運，但無論采取何種方式，在集材過程中都要特別注意安全，盡量減少原木的破損，以提高木材的利用價值。

在道路設(shè)計方面，由于毛崗子林區(qū)的林區(qū)公路正在修建之中，在采伐之前應該可以完工，因此運輸方面問題不大。并且林區(qū)公路繞整個林區(qū)而過，對于集材來說，是非常便利與有效的，不僅可以提高集材效率，而且可以大大減少木材的托運成本。

4.4.5 裝車作業(yè)

受地形條件的影響，裝車采用人工裝車方式。不過由于木材徑階的不同，價格存在不小的差異，因此應該分開進行裝車。一般來說，徑階在8 cm以下的木材稱為非規(guī)格材，而徑階在8 cm以上(包括8 cm)的木材稱為規(guī)格材；其中在規(guī)格材中，以16 cm為界，分為大徑材與小徑材。因此在裝車時規(guī)格材與非規(guī)格材，以及大徑材與小徑材要分開裝車。此外，由于木材的用途不同，制材時的長度也有所不同，一般有2 m、3 m、4 m的規(guī)格，在裝車時也要盡量分開。在裝車的過程中，要特別注意安全，輕拿輕放，盡量減少木材被折斷的可能。

4.4.6 伐區(qū)清理

采伐結(jié)束后，應該全面收集伐區(qū)剩余物，并充分利用梢頭作為非規(guī)格材或薪材，以提高木材的利用率，堅決反對浪費木材資源。對于采伐的木材長度2 m以上，小頭直徑不小于8 cm的，必須全部運出利用[13]。而對于采伐時所打的枝丫等無利用價值的剩余物來說，應該截短散鋪于伐區(qū)內(nèi)，也可以動員附近的農(nóng)戶清理枝丫作為燒材。

4.4.7 林地恢復

待采伐一切工作都結(jié)束后，對于林區(qū)公路應當進行關(guān)閉，減少人為因素對林區(qū)的影響。裝車場所利用的木材等剩余物，應進行清理并拖出林區(qū)。

4.5 成本概算

對于此次撫育間伐，成本概算主要包括勞動力成本、設(shè)備材料成本、林區(qū)公路修建成本、生產(chǎn)成本以及不可預見成本等。關(guān)于具體成本的多少，按照當時當?shù)氐膭趧恿べY水平的平均額來計算。

5 問題及建議

5.1 林木分化嚴重

在外業(yè)調(diào)查過程中，整個林區(qū)給人的直觀感覺是林木大小不均勻，分化比較嚴重。特別是在栽植密度較大的地方，經(jīng)常出現(xiàn)幾株與周圍林木相差甚大的柳杉。從柳杉的徑階頻度分布圖(圖1)上可以看出，林區(qū)內(nèi)林木的胸徑大部分集中在中間徑階，徑階呈不連續(xù)狀分布，在20 cm附近存在一個峰值，與間歇型分布類型相似[14,15]。這可能與毛崗子林區(qū)的柳杉正處于中齡林有關(guān)，小徑階與大徑階分布區(qū)的株數(shù)都不是很多，中徑級分布區(qū)的株數(shù)最多。從更新角度看，柳杉小徑階儲備大于大徑階儲備，中徑階儲備最多，是生長競爭最激烈的階段之一，有必要及時進行撫育間伐，為保留木提供良好的生長環(huán)境，促進林木的生長[16]。

圖1 柳杉的徑階頻度分布圖

5.2 林相不整齊

整個林區(qū)給人的感覺比較凌亂，林相極為不整齊。許多風倒木被連根拔起，橫臥在林區(qū)內(nèi)；成片的雪壓木順勢倒在林區(qū)，大部分已經(jīng)死亡；隨處可見的枯立木，只剩光禿禿的半截立在林區(qū)。造成這種情況，可能與林區(qū)的撫育以及林分的組成有關(guān)。由于造林至今還未進行過撫育間伐，林木間對養(yǎng)分的競爭激烈，單株林木的營養(yǎng)空間縮小，使得林分生長狀況較弱；此外由于林分為柳杉純林，林木的抗性較差，易受外界因素的影響，造成林木的死亡。

5.3 存在火災隱患

毛崗子林區(qū)由于從來沒進行過撫育間伐，自然整枝現(xiàn)象比較嚴重，枯枝干葉隨處可見，一不小心就會引發(fā)森林火災。而且林區(qū)附近農(nóng)戶法律意思淡薄，很多地方都可以看到居民活動的場所，煙頭等易引起火災的物品隨處可見。林區(qū)管理人員應該加強這些小細節(jié)的防范措施，特別是在防火季節(jié)，應該豎立防火布告等醒目標志，以告誡的形式通知附近的農(nóng)戶，減少甚至杜絕火災的發(fā)生。

5.4 遵循林學原則

在采伐的過程中，會出現(xiàn)一味追求利益，違反林學原則的操作。這種急功近利的行為主要表現(xiàn)在只砍大徑材，將小徑材留下造成天窗現(xiàn)象十分明顯；對離林區(qū)公路較遠的地方，就放任不管，只對方便操作的地方進行砍伐。這樣做的結(jié)果，非但沒有為保留木提供更加充分的營養(yǎng)空間，還嚴重破壞了林分結(jié)構(gòu)，使林地沒有達到撫育的目的，林分需要很長的時間才能恢復。這種不顧長遠利益的做法在撫育間伐過程中須引以為戒。

5.5 采伐注意事項

在采伐過程中，可能出現(xiàn)越界采伐、采伐未掛號大徑林木、伐樁過高、嚴重破壞保留木等不規(guī)范行為，建議加強對采伐人員的技術(shù)培訓以及監(jiān)管人員的現(xiàn)場監(jiān)督，確保作業(yè)質(zhì)量；在造材過程中，可能出現(xiàn)鋸口粗糙造成集材過程中原木的損傷，長度不合格造成裝車的不方便，建議加強技術(shù)指導，嚴格執(zhí)行有關(guān)規(guī)定；在集材過程中，損傷原木在所難免，為了減少木材的損傷，建議改進集材道，用竹木滑道替代土滑道，在省力的同時有效保護原木。

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TendingandThinningDesignofCryptomeriafortuneiinMaogangziForestAreaofTianquanCounty

JIANG Yong JIANG Yu2WANG Yu

(Sichuan forestry exploration and design institute，Chengdu 610081, China)

Cryptomeriafortuneiplantations in Maogangzi forest area of Tianquan County have a relatively high planting density and not been cutted as yet. The average canopy density is up to 0.9 now. In order to improve the status of forest stand, relieve the restrict of density and inhance the timber quality, the number of trees in unit area, trunk diameter and tree height were investigated at random by belt standard plot with the area not less than 3% to determine the cutting amount and intensity by above methords,aiming to calculate the outturn, set down the scheme of intermediate cutting, and put forward advice.

Tending and Thinning,Cryptomeriafortune,Volume,Standard lot

2017-04-12

蔣勇(1966-)，男，本科，工程師，從事林業(yè)資源調(diào)查設(shè)計的工作和研究。E-mail:414383189@qq.com

10.16779/j.cnki.1003-5508.2017.04.031

S853.51

:A

:1003-5508(2017)04-0141-06