森林经理学复习资料
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《森林经理学》复习资料
◆实现森林永续利用的条件:★内部条件:林地条件——林地数量、林地质量、林地区划;林木条件——树种、林分结构与年龄、林分蓄积与生长量★外部条件:森林经营水平、林道网的建设、经济、社会、文化条件、政治法规
◆实现森林永续利用的途径:★采取积极的营林措施,不断提高林木的生长量;★提高长期规划设计质量,发挥经营方案的作用,集约经营,努力管理和经营好现有森林。
不断提高林业劳动生长率;★林业方针、政策的持续性与稳定性;★坚持以营林为基础的方针,加速用材林基地建设,大力培育后续资源;★实现以场定居,以场轮伐的原则,建立、调整、改善最适宜永续利用的理想的森林结构,才能使永续利用有了物质基础和场所;★坚持合理采伐,大力提高资源利用率,合理采伐。
◆同龄林的合理森林结构:各径级株数分布合理、各个龄级林分面积相等、各林分龄级大小应与蓄积大小成正比
◆异龄林的合理森林结构:合理的径级株数分布——全龄林、龄级与径级成正比、株数与径级分布要合理(反J型曲线);合理的蓄积分布——径级大小与蓄积成正比(正J型曲线);林分按径级大小要划分为三个级别:大、中、小,蓄积比:5:3:2
◆法正林:具备法正状态的森林;具备能实现严格永久平衡的一种状态森林,这种森林称严正的保蓄作业,即每一年有均等数量的木材收获,平衡的固定收获量。
◆法正林的具备条件:1)法正的龄级分配:各龄阶的面积a=F/V 改位面积=原级面积×地位级数字化×改位系数改位系数=1/所改后的地位级指数;2)法正的林分排列:有利于保护纯林、有利于更新、有利于采伐运输;3)法正的生长量:在经营单位内与树种龄级相适应的最大生长量。
法正生长量=各龄级生长量之和法正林生长量=最老林分的蓄积量=采伐量;4)法正的蓄积量:长期以来保证不变的蓄积量。
①查表Vn=n(m n+m2n+......+m u/2) ②公式计算 Vn= (V春+V秋)/2=(u×u Z)/2 ③法正林蓄积量的计算
Vn=(u×u Z)/2→Vn=(u×u Z/u)×u/2→Vn=(u/2)×m u→2Vn=u×m u=u×E n ④法正采伐率=法正生长量/蓄积量=法正采伐量/蓄积量=最老林分蓄积量/蓄积 P=u Z/Vn=u Z/(u×u Z/2)]×100=200/u 轮伐期越长,利用率越小 En=P×Vn 生长量=采伐量×采伐率
◆法正学说评价:★优点——利用生长量控制采伐量,具有实际意义;法正的龄级分配是法正生长量、蓄积量、林分排列的重要基础;采伐培训结合;法正林分排列是构成法正林重要条件,利于更新、采运、保护。
★缺点——强的定性话、模式化;只从森林内部出发;基于同龄林,未考虑到现实林分资源;针对有林地,不能解决荒林地;只针对用材林,对经济林生态公益林不能使用。
◆森林调整:为了实现森林永续利用,森林经营应用森林调整理论与技术,对现实森林进行调整,采取不同的调整措施,把现实森林的结构逐步调整成为完全合理的时间和空间秩序,能够使森林逐步实现永续利用。
◆完全调整林:森林通过若干次调整以后,形成理想的森林结构,建立起既符合自然规律又符合永续利用结构空间秩序与时间秩序的标准林。
完全调整林根据年龄划分为同龄林与异林龄完全调整林两种类型。
◆完全调整林应具备的条件
1)森林每年或定期收获蓄积、大小和质量大体相等。
2)各个直径级或龄级的林木保持适当的比例,能够每年或定期取得数量大致相等,达到期望大小的收获量。
3)收获量包括野生动物、游憩、美学价值和其他林产品。
◆检查法:检查法的特点是提出一个具体的森林经营方法。
通过定期重复调查来检查森林结构、蓄积和生长量的变化。
检查法是一种集约经营的方法,它的基本想法和方法论至今仍有指导意义。
具体做法:择伐老世代林木,逐步更新,使株数与径级呈反“J”型曲线分布;择伐非主要树种与病腐木;对大径级择伐时,同时对小径级实行抚育间伐。
检查法的经营原则:①尽可能多的持续生产;②用尽可能少的资料进行生产;③尽可能生产最好的材种。
◆森林作业法的概念:在作业级(经营类型)内,根据林分的特点和既定的经营目的,而建立起来的从更新到采伐所采用的一系列技术措施的经营方式的体制,也就是说,将更新方法和森林的主伐方式,组织和规划起来,它是一套完整的经营利用作业体系。
◆森林作业法的分类
1.按林分起源而分的森林作业法:乔林作业;法矮林作业法;中林作业法
2.按采伐方式而分的森林作业法:皆伐作业法;渐伐作业法;择伐作业法
3.按木材产品类型而分的森林作业法:大型产品作业法;小型产品作业法
◆皆伐作业法:特点:伐区式的作业,一次伐光伐区上的所有林木,采伐后才更新,所以又称后更作业,一般采用人工更新,人工促进天然更新和天然更新的方法恢复森林,形成同龄林,主要适于阳性树种或中性偏阳的树种。
◆皆伐作业法优点:能充分利用伐区上所有的成熟的立木资源;采伐过程中易于机械化操作,集材可以不考虑幼树;更新系统完整,整地、造林很完整;作业方式简单,对林学技术要求不高;易于检查、监督,是否执行森林采伐更新技术管理条例,采伐面积是否超过国家规定,检查就可能检查出来。
皆伐作业法缺点:受自然条件限制,坡度大,冲刷严重的地方,不能采伐;容易引起水土流失;容易失去生态平衡。
渐伐作业法:特点:伐区式作业方式,指在一定的时间内,把伐区上的林分分几次逐步伐光,采伐前,就要更新,所以又称前更作业。
◆采伐分为:①预备伐:先采一些林木,目的在于改善林木的发育状况,促进林木的大量结实和加速死地被物的分解,为种子发芽和幼苗生长创造有利条件;②下种伐:在林木种子年进行,目的在于促进种子发芽和幼树初期生长;③后伐:又称终伐或清理伐,幼苗幼树生长旺盛,不需要庇荫,需要更多的光照,可以把老一代林木全部伐去。
优点:保证更新,幼苗幼树得到保护;保护林地免受冲刷;适宜于水源涵养、水土保持的林分。
缺点:不适宜森工部门采伐作业,采伐技术复杂,只适宜高度集约经营水平林区,机械化集材难以实现,尽管这样,德国、瑞世等国长期使用这种方法。
◆择伐作业法:粗放择伐作业法;集约择伐作业法
◆森林作业法确定的原则:①根据森林经营的目的,确定作业法;②考虑树种的生物学特性,确定作业法;③依据立地条件,确定作业法。
◆林业可持续发展:既满足当代人的需要,又不对后代人满足其需求能力构成危害的森林经营。
森林持续发展的目标是通过为社会提供食物、纤维和木材以及各种环境效益,以便缓解许多全球性的问题。
森林持续发展的关键因素,即:一是生产能力;二是可再生能力;三是物种和生态多样性。
◆林业持续发展的原则及措施:保护效益原则及实施;顺应自然原则及实施;公益性原则及实施;节约利用原则及实施
◆森林成熟:将森林在生长发育过程中,最符合经营目标时的状态,称为森林成熟。
森林达到成熟时的年龄称为森林成熟龄。
◆森林成熟概念的涵义:
⒈森林成熟指个别林木或经营上同一类型林分,不是指整个森林或森林综合体。
⒉反映和体现森林经营的目的和任务,森林成熟不仅是生物现象和林学技术问题,而且是一种经济现象。
⒊森林成熟反映出林业生产各方面的综合概念,成为林业生产工作中重要的林学指标与经济指标。
◆数量成熟:林分或树木的材积平均生长量达到最大值时,称为林分或树木的数量成熟,达到此状态的年龄称为数量成熟龄。
数量成熟,也称为材积收获最多成熟,绝对成熟等。
主要用于用材林、薪炭林中。
数量成熟的确定方法:1.生长过程表法:找出合适的生长过程表,查出材积平均生长量最大时的时间即可;2.标准地法:选择标准地→设立标准地→伐倒林分区分求积,计算材积总量和材积平均生长量→列表,查找数量成熟龄
◆工艺成熟:将林分生长发育过程中(通过皆伐)目的材种的材积平均生长量达到最大时的状态称为工艺成熟,此刻的年龄称为工艺成熟龄。
工艺成熟的确定方法:1.生长过程表结合材种出材量表法;2.马尔丁法;3.标准地法。
◆竹林成熟的确定方法:1.标志法;2.声响和外部特征
◆经济林成熟:目的产品平均年产量达到最高时的森林状态,称为经济林成熟。
“平均年产量”是指从经营该经济林林分开始倒第n年间的前n年平均的年产量。
◆防护成熟:当林木或林分的防护效能出现最大值后,开始明显下降时称为防护成熟,此时的年龄称为防护成熟龄。
防护成熟主要用于防护林中。
◆自然成熟:林分或单株林木在正常生长发育情况下,都要经历从小到大、衰老,然后逐渐枯萎死亡的过程。
当林分或树木生长到开始枯萎阶段时的状态称为自然成熟,也称为生理成熟。
◆经济成熟:在森林生长发育过程中,货币收入达到最多时的状态称为经济成熟,此时的年龄称为经济成熟龄。
可用于薪炭林、用材林、经济林中。
◆轮伐期:为了实现永续利用,伐尽整个经营单位全部成熟林分之后,到再次采伐成熟林分所用的期间。
实际上,轮伐期就是林分培育、采伐、更新全过程所用的时间,即成熟龄加上更新期。
◆择伐周期:在异龄林经营中,采伐部分达到成熟的林木,使其余保留林木继续生长,到林分恢复至伐前的状态时,所用的时间称为择伐周期,也叫回归年。
简单的定义为:2次相邻择伐的间隔期。
择伐周期的确定方法:1.径级择伐的择伐周期;2.用生长率和采伐强度确定择伐周期的方法;3.转移矩阵法。
◆合理确定采伐量应考虑的原则
⒈有利于改善同龄林经营单位内各林分的龄级结构或异龄林的林分树木径级结构;
⒉在成熟林占优势的原始林区,确定的采伐量既要及时利用现有成过熟林资源,又要求在较长时间内保持相对稳定的采伐量,避免较大的变动;
⒊采伐的对象一定要是成熟林,达到主伐年龄的林分或达到工艺成熟的林分才能采伐;
⒋有利于改善林况和环境条件,要充分利用更新择伐、卫生采伐的木材产量,同时要积极扩大间伐利用。
一、面积控制法
(一)区划轮伐法
LA(轮伐)=Σf/ULv(轮伐)=LA(轮伐)×V m3/hm2
式中: LA(轮伐)---年伐面积;Σf---经营单位的总面积;Lv(轮伐)---年伐蓄积;U---轮伐期;V---成过熟林平均每公顷的蓄积量
(二)按成熟度计算的年伐量
LA(成熟度)=(f成+f过)/aLv(成熟度)=(v成+v过)/a
式中:f成、f过分别为成、过熟林面积;v成、v过分别为成、过熟林蓄积;a为龄级期限。
(三)按林龄公式计算
⒈按第一林龄式计算
LA(林龄Ⅰ)=(f近+f成+f过)/2a Lv(林龄Ⅰ)=LA×Vm3/hm2
⒉按第二林龄式计算
LA(林龄Ⅱ)=(f中1+f近+f成+f过)/3a Lv(林龄Ⅱ)=LA×Vm3/hm2
公式将龄级期限延长到靠近近熟林的一个中龄林。
四)EБCA模型
f01= 1/n×[f11+1/2(f11+f21)+1/3(f11+f21+f31)+....+1/n (f11+f21+f31+.... +fn1)]
式中:f01--最近10年的总采伐面积;n--以10年为单位的轮伐期,如u=90年,则n=9;f11--最老龄级的面积;f21--次于f11的龄级面积;...fn1--最小龄级的面积。
(五)按林况计算
LA(林况)=ΣA/aLv(林况)=ΣV/a
式中:ΣA--采伐小班的总面积;ΣV--采伐小班的总蓄积;a---采伐期限采伐期限定为多少年,要看经营水平高低。
二、材积控制法
(一)法正蓄积法
mantel公式
Vn=u Z×u/2 2Vn/u=u Z 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
优点:公式简单,计算的因子少,可以作为粗略计算年伐量之用。
适用于龄级结构分配均匀的林分。
缺点: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。
成过熟林占优势的天然林中,计算出的年伐量肯定偏大。
⒉改正式
此为Landoridt提出,所以又称Landoridt公式。
当成、过熟林占优势时,为了避免按蓄积公式计算结果偏大的缺陷,兰多利特提出一个改正式。
Ew=2Vw/u=Vw/
由于改正系数比计算的年伐量减少17%,所以常采用作为改正系数。
Ew=Vw/
3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<Vn,则Ew< En,采伐量小于生长量。
优点:⑴适用于龄级均匀的经营单位;⑵收获预定方法简单。
缺点:龄级结构不均匀,产生偏差;无明显的调整期。
(二)按平均生长量法计算年伐量
用各龄级平均生长量之和代替各林分的连年生长量之和。
E w=Z1+Z2+Z3+....+Z n=m1/a1+m2/a2+m3/a3+....+m n/a n Sw=E w/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。
优点:适用于龄级结构均匀的林分;用生长量控制采伐量,可作为全国、大区控制年伐量理论依据。
缺点:不适用于龄级结构不均匀的林分;如果中幼林多,生长量大,计算出的年伐量就偏大,必然采到未熟林;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。
没有包括自然稀疏的枯损量、间伐量的平均生长量,计算出的年伐量偏小。
2.检查法 Z=M2—M1+C
式中:Z:林分蓄积定期生长量;M2:期末调查林分蓄积;M1:期初调查林分蓄积;C:期间林分采伐量。
检查法是高度集约经营方式,森林资源连续清查和其他项目的定期调查都是在此基础上发展起来的。
3.施耐德生长率法
实质:用生长量来控制每年的择伐量。
年伐量计算公式如下:Ew=Z=Vw×P 式中:P——材积生长率。
此法只能用于粗放择伐林推算年择伐量的一种简便方法。
⒈较差法
(1)海耶尔(Carl Heyer)公式 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
优点:公式简单、合理,它反映了经营单位内采伐量和蓄积量以及生长量之间相互关系;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伐量。
缺点:公式仍没包括枯损量、间伐量,计算出的年伐量偏小;调整期需要多少年,是估计数字;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。
(2)盖尔哈特(Gehrhardt)公式 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。
优点:弥补了海耶尔式的缺点(3)。
缺点:较多的数据在收获表上查定;仍然有海耶尔式其它两条缺点。
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。
优点: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。
?
缺点:没有反映现实林龄级结构与林况。
3.汉次利克 Ew=Vm/u+εZ
式中:Vm——成熟林以上各林分总蓄积εZ——成熟林以下林分平均生长量(法正生长量的一半),用收获表推算现有不同年龄的林分到轮伐期时年平均生长量
优点:简单,计算因子少,竟可能延长成熟林的采伐阈,适于成过熟林占优势
缺点:在收获表上得,收获表与现实林有差异,显示采伐量是建立在长达几十年的生长量预估基础上,而所计算的生长量未必兑现,没有考虑现有成过熟林在采伐前蓄积量变化。
4.加拿大式 Ew=Vm/u+(Zm-I)/2+εZ(未)
Zm——成过熟林的生长量 I——成过熟林的枯损量εZ(未)——未成熟林的生长量
优点:较全面合理,不仅考虑成过熟林的蓄积量、生长量、枯损量
缺点:要求技术水平高而且未成熟林各龄级的连年生长量每年都要测定
异龄林年伐量计算方法
一、按择伐周期和择伐量计算
Lv=F×V/A La=Lv/V=F/A F—择伐面积 V—平均每公顷择伐蓄积 A—择伐周期
优点:计算简单,外业易获取
缺点:未考虑择伐周期末林业的枯损量,小径木材径阶采伐量
二、按小班择伐率计算
Lv=(Vi×Pi)/P LA=Lv/V=F/P Pi---i小班择伐率
三、检查法
实质:用平均生长量代替连年生长量
Z=(M现-M前+C间)/a
M现---现调查的全林蓄积 M前---前次调查的全林蓄积 a---调查间隔年限 C---上次到这年年伐量
◆森林区划:按照一定的原则, 就整个林区的土地进行调查、经营、管理并进行地域上的划分。
森林区划是森林经理的外业组成部分,也是实施森林经营的重要手段。
森林区划是森林资源清查及科学经营管理森林的基础,也是林业生产的一项基本建设。
◆森林区划的意义:★便于进行森林资源清查,便于森林资源的计算统计,分析森林资源的数量和质量;★有利于森林经营单位的划分和组织;★便于根据林区内部特点因地制宜地确定经营方针和设计经菅措施,组织林业生产;★便于进行各种技术经济核算。
◆森林区划是多级的:国有部分的区划系统,分别下述情况进行林地区划:天然林区,实行四级区划,即把大的天然林区划分成林业局→林场→营林区(分场、工区)→林班。
人工林区已建林场,一般实行三级区划,即国有林场→营林区(工区、作业区)→林班。
集体(个体)部分的区划系统,一般实行三级区划,即:县→乡→村。
◆林业局的区划:总的区划原则是,应根据省或大片林区的林业规划,或某流域的具体情况,合理布局,区划出林业局的大小。
林业局经营面积(指林业用地面积)以15-20万公顷为宜。
◆林场的区划:林场区划的原则有以下三条:1.关于林业生产;2.关于林场界限;3.林场的经营面积
◆营林区区划的原则是:(一)在生产和生活方面,根据有效的经营活动半径范围, 特别是护林防火工作而设置的管理单位,考虑作业区的境界范围;(二)确定经营区的大小应考虑以下几个因素:⑴资源分布状况⑵树种特性⑶居民分布状况⑷地形地势⑸火灾危险等级⑹经营水平⑺交通条件;(三)营林区的界线;(四)营林区的经营面积。
◆林班:林班就是为了森林清查, 计算森林资源和管理森林,在林场范围内,把林业用地区划成若干具有固定界线,且面积基本平衡的永久性的土地区划基本单位,就叫做林班。
林班与林班之间的界线叫林班线。
涵义:(1)林班有固定的界线;⑵林班是永久性的经营单位;⑶面积比较平衡,便于统计计算森林资源,便于组织更大的营林单位;⑷林班是技术计算和技术组织的单位;⑸林班不是行政单位,它是森林经营管理的土地区划单位。
◆林班区划的方法:
⒈人工区划法:优点::技术设计简单,排列整齐,图像明显,面积均匀,易识别方向,只适宜于平原、浅丘和立地条件变化不大的地区。
缺点:在一个林班内,无论地形、地势,还是树种等调查因子都很复杂,林班线不可作交通线,经营管理十分不便,对于山区和丘陵地区不适用。
⒉自然区划法:优点:充分照顾地形地势的特点,地形地势和其它条件简单。
林班线可作交通线,可作集运材道,管理方便,尤其适用于山区。
缺点:排列不整齐,林班面积大小不一致,形状不规整,图象不明显,林班线不能用来识别方向。
⒊综合区划法
◆林班区划的原则:1. 便于作业,便于生产;2. 利用自然境界线作林班线;3. 根据地形地势、经营目的以及森林的特点来考虑林班的形状;4. 确定林班面积的大小考虑以下因素:森林经理等级;林区面积的大小;火灾危险等级。
◆林种区:在土地地域上相互连接,其内部经营强度一致,有相同的经营目的,并采取同一经营制度和利用制度的所有林分或地段的经营实体。
因此,过去又把林种区叫做经营区。
◆林种区的划分方法(原则) :1.不允许一个林班被两个不同的经营区划开,即一个经营区,包括整个林班。
2.划分经营区时,一般先通过照片或平面图划分,第一次经理会议应有一个初步方案,然后在外业现地确定界线,第二次经理会就正式确定下来。
3.经营区划分的细致程度,决定于林区的经济条件、自然条件和经营强度,4.经营区的命名主要体现在经营方向与主要的经营目的上,是以具体的林种冠之。
◆经营类型:在同一林种区内, 一些在地域上一般不相连接,但林况、立地条件和经营目的基本相同,并需采取统一的经营方针及林学技术计算与经营措施的许多小班组合的总体,叫做经营类型,也就是过去所说的作业级。
◆组织经营类型的依据:1.林分树种差异;2.林分起源的差异;3.立地质量等级的差异;4.立地类型或林型的不同;5.经营目的的不同。
◆组织经营类型的详细程度与命名:组织经营类型的详细程度取决于森林经营水平高低,设计措施实施的可能性,林分的差异性,林区面积大小,经营目的、经济条件好坏等因素。
命名一般以主要树种命名,也可结合林分特点和培育目标来命名(立地条件、优势树种、培育目标)。
◆小班经营法是组织森林经营单位的一种特殊形式,它只适于十分集约经营的组织经营单位要求,按小班固定经营小班或小班经营组为单位,设计与实施经营措施的组织经营方法,就是小班经营法的中心内容。
◆小班经营法特点:⑴区划成固定的经营小班;⑵作业法、经营措施的设计和执行单位是经营小班;⑶定期进行生长量的调查,按连年生长量确定采伐量;⑷不仅适用于同龄林经营,更适用于集约经营的异龄林,在采用集约择伐作业的条件下,最能发挥土地生产力。
◆区划经营小班的条件:⑴经营目的、经营利用方式相同,作业条件基本一致;⑵土壤和肥力等级基本一致;⑶同一类立地类型或林型、坡向、坡度、坡位基本相似;⑷小班最小面积在公顷以上。
国外一般3-10公顷。
◆森林经营方案主要是指林业局、林场和股份制公司等经营管理森林资源的企事业单位的规范设计而言,它是在一定的林业生产条件和对森林资源等进行调查研究的基础上,根据有关的林业方针政策,为一个林业局或林场拟定经营方针、经营目标和具体经营措施,森林经营方案每10年编制一次,而后每10年进行一次森林经理复查,根据需要亦可提前进行森林经理复查,修订森林经营方案。
◆森林经营方案的作用:
1. 编制森林经营方案使依法治林的重要方面。
2.由于森林经营方案是分别林种及经营类型进行设计的,生产单位可根据森林的实际情况,因地制宜地进行经营和管理,这为合理组织经营提供了方便。
3. 森林经营方案是检查和评定生产成果的标准。