沙生灌木开发利用现状及收获中存在的问题

２ 沙生灌木平茬作业现状及应解决的问题
２．１ 目前沙生灌木的平茬作业状况
灌木巨大的生态效益或经济效益，都是建立在对 其采伐利用并平茬复壮的基础之上。只有及时地进行 平茬作业，灌木才能持续生长和实现其价值。
多数灌木生长周期短，萌蘖力强，根据其生物学特 性，必须在 ３～５ 年平茬复壮一次，平茬后生长速度显著 加快，枝条更茂盛。如果不平茬，就会生长减慢甚至日 益衰老。只有通过及时平茬疏伐，才能保持其旺盛的生 命力，发挥其生态效应；只有平茬收获，灌木才能够实 现经济价值，才能实现灌木林的可持续经营。现以杨柳 科灌木小红柳为例加以说明，见表 ３。
（Ｓｃｈｏｏｌ ｏｆ Ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ， Ｂｅｉｊｉｎｇ Ｆｏｒｅｓｔｒｙ Ｕｎｉｖｅｒｓｉｔｙ， Ｂｅｉｊｉｎｇ １０００８３， Ｃｈｉｎａ）
Ａｂｓｔｒ ａｃｔ：Ｐｌｅｎｔｙ ｏｆ ｄｅｓｅｒｔ ｓｈｒｕｂ ｇｒｏｗｓ ｉｎ ｔｈｅ ｎｏｒｔｈ ｏｆ Ｃｈｉｎａ． Ｓｈｒｕｂ ｆｏｒｅｓｔ ｄｏｅｓ ｎｏｔ ｏｎｌｙ ｈａｖｅ ｇｒｅａｔ ｉｎｆｌｕｅｎｃｅ ｏｎ ｚｏｏｌｏｇｙ， ｗｈｉｃｈ ｓｅｒｖｅｓ ｆｏｒ ｃｏｎｓｅｒｖｉｎｇ ｓｏｉｌ ａｎｄ ｗａｔｅｒ ａｎｄ ｃｈｅｃｋｉｎｇ ｗｉｎｄｓ ａｎｄ ｆｉｘ ｄｒｉｆｔｉｎｇ ｓａｎｄ， ｂｕｔ ａｌｓｏ ｈａｖｅ ｇｒｅａｔ ｉｎｆｌｕｅｎｃｅ ｏｎ ｅｃｏｎｏｍｙ， ｗｈｉｃｈ ｓｅｒｖｅｓ ａｓ ｅｎｅｒｇｙ ｆｏｒｅｓｔ ， ｒａｗ ｍａｔｅｒｉａｌ ｆｏｒｅｓｔｒｙ ａｎｄ ｆｏｒａｇｅ ｆｏｒｅｓｔ． Ｂｕｔ， ｐｒｏｂｌｅｍｓ ｅｘｉｓｔ ｉｎ ｓｈｒｕｂ ｈａｒｖｅｓｔ ａｔ ｐｒｅｓｅｎｔ， ｓｕｃｈ ａｓ ｌｏｗ ｍｏｗｉｎｇ ｅｆｆｉｃｉｅｎｃｙ ａｎｄ ｎｏ ｐｏｗｅｒ ｕｎｉｔ ｗｉｔｈ ｂｅｔｔｅｒ ｔｒａｆｆｉｃａｂｉｌｉｔｙ ａｎｄ ｓｏ ｏｎ．
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２．２ 沙生灌木平茬作业应解决的问题
需要研制在沙区适用的高效割灌装置。灌木平茬 作业的要求是切口平整、茬口低，不能有撕裂，一次性 切断，切割刀具与灌木接触时间要短，摩擦要小，否则 会造成灌木死亡或萌生率低。目前国内外的割灌机种 类较多，一般都应用于林地清理、成林抚育、中幼林抚 育或间伐，在园艺方面用于绿化草坪的修剪，这些设备 均不适合在沙地进行割灌作业。对于小型割灌机，一方 面因为需要双手操作，而灌木倒伏方向不确定，对操作 人员而言安全性不好；另一方面，如果在沙地进行大面 积的平茬作业，操作者的劳动强度很大；此外，普通的 盘式锯片或甩刀式割灌机，割后茬口为不光滑的“毛 口”，不利于次年的发芽生长。因此，迫切需要研制在沙 区适用的高效割灌装置。
表 ２ 灌木热值测量
植物种 沙蒿 沙柳 柽柳 柠条
小叶锦鸡儿 花棒 梭梭 标准煤
灰分 ／％ ３．３ １．５１ １．７５ ２．０６ ３．０３ １．１０ ２．０５
热值 ／ｋｃａｌ·ｋｇ－１ ４５６５．５ ４６２１．０ ４５５７．４ ４７３６．９ ４６５９．０ ４８６９．４ ５０２６．１ ７０００．０
为标准煤的百分数 ／％ ６５．２ ６６．０ ６５．１ ６７．７ ６６．６ ６９．６ ７１．８ １００
表 ３ 茬口高度对萌条数量影响调查表
茬口高度 ／ｃｍ
３ ５ １０ １５
第一组 ２１ ２７ ７ ９
萌条数为原茬的倍数
第二组 第三组 第四组
２３
１２
１６
２０
２３
１５
１２
１０
６
５
３
２
第五组 １９ １８ １２ ７
沙生灌木生长的立地条件比较复杂，地域广阔。目 前还没有适合沙生灌木采伐的机具，平茬仍然靠当地 农民的手工作业，劳动强度大、生产效率低，导致农民 的生产积极性不高。如果没有高效率的沙生灌木割灌 设备，沙区大面积灌木得不到及时平茬，就会导致其生 长退化和死亡。我国灌木资源的开发利用相对滞后，只 有少数地区灌木资源得到较为充分的利用。
关键词：沙生灌木；平茬复壮；高效收割 中图分类号：Ｓ７９３ 文献标识码：Ａ 文章编号：１００１－ ４４６２（２００８）０１－ ００１３－ ０２
Ｕｔｉｌｉｚａｔｉｏｎ ｏｆ Ｄｅｓｅｒ ｔ Ｓｈｒ ｕｂ ａｎｄ Ｐｒ ｏｂｌｅｍｓ ｉｎ Ｉｔｓ Ｈａｒ ｖｅｓｔ
ＣＨＥＮ Ｚｈｏｎｇ－ ｊｉａ， ＹＵ Ｇｕｏ－ ｓｈｅｎｇ
参考文献： ［１］ 第国家林业局．六次全国森林资源清查结果［Ｒ］．２００５． ［２］ 郝金诚．集成材制造技术［Ｍ］．东北林业大学出版社，２００１． ［３］ 陆继圣．杉木小径木制造胶合木［Ｊ］．福建林学院学报，１９９８，１８（２）． ［４］ 木结构设计手册［Ｍ］．中国建筑工业出版社，１９８３． ［５］ 日本农林水产省告示第 ９９２ 号，构造用集成材［Ｓ］． ［６］ 黑龙江省林产工业研究所．短轮伐材高效利用技术的研究［Ｒ］． ２００６．
灌木作为工业原料，可以用来生产人造板和制浆 造纸。灌木中柠条、沙柳的性质与木材相当，只要工艺 合理，即可制造出合格的刨花板和纤维板。目前沙柳、 柠条已被研究制成纤维板、刨花板和中密度板，据测定 所制板材的各项物理力学性能指标均达到了国际标准 的要求。利用柠条、沙柳制造刨花板，原料来源广、数量 大、生产成本低，具有广阔的应用前景。目前在内蒙古、 宁夏和陕西等省份，已经建立了多家以沙生灌木为原 料的人造板生产厂和造纸厂。
１．２ 灌木林的经济效益
灌木林不仅在生态建设和环境保护方面有巨大的 作用，而且具有很高的经济效益，其可以作为能源林、 工业原料林和饲料林。灌木的利用过程如图 １ 所示。
收获干燥
削片粉碎
灌木
灌木枝条
灌木颗粒
造纸 制板
燃料 饲料
压块成型
运输
仓库储存
块状灌木
图 １ 灌木的开发利用流程
在世界化石能源资源快速消耗，环境污染日益严 重和气候变暖威胁逐渐加大的形势下，可再生能源的 开发利用受到全世界的高度重视，很多国家将开发利 用可再生能源作为能源战略的重要组成部分，并通过 立法和制定优惠政策等措施鼓励可再生能源的开发利 用。我国也高度重视可再生能源的开发，到 ２０１０ 年，生 物质能发电总装机容量力争达到 ４００ 万 ｋＷ，到 ２０２０ 年达到 １６００ 万 ｋＷ；届时，可再生能源将占能源供应比 重的 １５％左右。
１ 沙生灌木的开发利用 我国的沙生灌木林资源丰富，产量大，如果合理利
用，便可创造出巨大的生态效益和经济效益。据调查，生 长 ５ 年的灌木，平均每公顷产量为 ６ｔ 左右，如表 １ 所示。
收稿日期：２００７－ １０－ ２６ 基金项目：国家“十一五”科技支撑重点项目“营林机械化
关键技术与开发”
表 １ 沙生灌木产量调查
植物种
年龄 ／ａ
密度 ／ 株·ｈｍ－２
柠条
５
３５５５
沙柳
４
３５５５
沙蒿
天然
３５５５
梭梭
５
１７７０
花棒
５
１７７０
注：产量为鲜重
产量 ／ｔ·ｈｍ－２ ７．４ ７．１ １．７ ４．５ ４．９
１．１ 灌木林的生态效益
灌木耗水量小、适应性强，耐寒、耐旱、耐热，在自 然条件恶劣的地区生长稳定，生态效益显著。如灌木的 主要树种— ——柠条，５ 年生的柠条一般每株能覆盖地面 ５ｍ２，覆盖率达 ８０％以上，可减少地表径流 ７５％，减少表 土冲刷 ６５％￣７０％，拦截泥沙 ０．１５ｍ３，具有很好的防风固 沙、水土保持、涵养水源的作用，是防止土壤水蚀、风蚀 及固沙的良好灌木树种。
第 ３６ 卷 第 １ 期 ２００８ 年 １ 月
林业机械与木工设备 ＦＯＲＥＳＴＲＹ ＭＡＣＨＩＮＥＲＹ ＆ ＷＯＯＤＷＯＲＫＩＮＧ ＥＱＵＩＰＭＥＮＴ
Ｖｏ１ ３６ Ｎｏ．１ Ｊａｎ． ２００８
沙生灌木开发利用现状及收获中存在的问题
陈忠加， 俞国胜 （北京林业大学工学院，北京 １０００８３）
摘 要：我国的沙生灌木林资源丰富，主要分布在北方各省。灌木林具有巨大的生态效益，尤其是在干旱半干 旱地区，其可以起到防风固沙，水土保持等作用；同时灌木林可以作为能源林、工业原料林和饲料林，具有巨大的经 济效益。然而，目前沙生灌木在收获中存在一些问题，如收割效率低，没有通过性较好的配套动力装置等。
沙生灌木中的部分品种饲用价值也很高，如柠条、 羊紫、花棒、梭梭等，含有丰富的营养成分，远远高于农 作物秸秆，完全可以与优质的牧草相比，用其作为牲畜 的饲料。以锦鸡儿为例，内蒙古锦鸡儿属植物有 ２０ 多个
品种和变种，据测定柠条、锦鸡儿枝叶的粗蛋白质、粗纤 维含量丰富；种子可以榨油，出油率达 １３％；它们的枝、 叶、花和种子都是很好的饲料，营养丰富，适口性好，是 骆驼和羊的重要饲草。春季，锦鸡儿比牧草发芽早，可做 牲畜的接口草；冬季，锦鸡儿又是牲畜过冬的宝贵饲料。 平茬下的锦鸡儿枝条通过加工可以制作成草粉、草块和 草粒，都是冬春牲畜的重要饲草，其利用率达 ９５％。
我国现有的灌木林对发展生物质能源具有很大作 用。以第六次森林普查的灌木林量计算，每 ３～５ 年平茬 一次，按国家林业局调查报告计算，每年可以得到 ０．８～ １ 亿 ｔ 灌木，其热值按照表 ２ 以标准煤的 ６０％计算，相 当于 ６０００ 万 ｔ 标准煤。此外，全国还有 ５７００ 万 ｈｍ２ 宜 林地和荒地，１ 亿 ｈｍ２ 不适合发展农业的边际土地资 源，在这些地区种植灌木，发展生物质能源潜力巨大。
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林业机械与木工设备
第 ３６ 卷
②采用单元材锯割工艺，锯材均为径向材，重组后
⑦胶合面宽度在 ２０ｍｍ 以上时抗弯强度和弹性模
的集成木梁结构各向异性。试验结果表明，小径结构用 量均较稳定，且其值均高于日本《结构用集成材》标准
来自百度文库
集成木梁强度性能符合建筑结构材的许用规定值，可 规定的 １、２、３ 等的集成材指标要求。
在广阔的沙化及荒漠化地区营造灌木林，可以增加 森林碳库容量。全国现有无林地面积 ０．５７ 亿 ｈｍ２，荒漠 化土地总面积 ２．６４ 亿 ｈｍ２，沙化土地总面积 １．７４ 亿 ｈｍ２。
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第 ３６ 卷
若将无林地全部绿化，３０％的荒漠化土地、沙化土地营 造成灌木林，按照灌木林平均生物量 １７．８ｔ／ｈｍ２ 计算，新 增造林地年可吸收 １２．２６ 亿 ｔ 二氧化碳，可在一定程度 上缓解温室效应。
度影响非常显著，因此利用小径原木进行结构用材生产 人工林小径落叶松的产品附加值。
时，应充分考虑胶合面对胶合性能这一重要影响因素。 ⑥胶合面宽度在 ２０ｍｍ 以下时抗弯强度不稳定，因
胶合面过窄难以保证胶合质量要求。同时，单元材各段 不同程度上还存在尖削度，重组后的集成木梁需二次 刨削加工，使胶合面宽度减小，甚至在胶合面再加工时 出现刨漏现象。
Ｋｅｙ ｗｏｒ ｄｓ：ｄｅｓｅｒｔ ｓｈｒｕｂ；ｓｔｕｂｂｌｅ ｒｅｊｕｖｅｎａｔｉｏｎ；ｅｆｆｉｃｉｅｎｔ ｒｅａｐｉｎｇ
根据国家林业局第六次森林资源清查结果显示，截 至 ２００３ 年，我国灌木林面积已达 ２．９２ 亿亩，主要分布 在我国北方地区，已成为我国北方地区生态安全体系 的重要组成部分，有力地保障了当地经济的发展，改善 了生态环境。近年来，全国平均每年营造灌木林 ９００ 万 亩以上，２００２ 年高达 １８００ 万亩，在内蒙古等省区，灌木 林营造面积已占总造林面积的 ７０％以上。据统计，内蒙 古现有天然灌木林 ５４００ 万亩，人工灌木林 １９５０ 万亩， 未成林灌木造林地 ２８００ 多万亩。特别是在年降水量 ４００ｍｍ 以下的干旱、半干旱地区，灌木林已经成为我国 加快生态环境建设步伐，实现林业历史性转变的建造 重点，成为适合改善地区生态状况的重要森林群落。
强度和木破率均高于日本《结构集成材》标准规定。国 必要时也可在集成木梁上下两受力面对称添加无缺陷
产间苯二酚胶粘剂完全可以满足生产高质量的结构用 的材料进行增强，以提高集成木梁的强度。
集成材要求和替代进口同类产品。
⑨利用直径在 １０～１６ｃｍ 的人工林小径落叶松原木
⑤方差分析表明，集成木梁的胶合面宽度对胶合强 制作集成木梁，不仅扩大了其利用范围，同时也提高了
作为轻型建筑结构材应用于木结构和装饰装修业。
⑧从试验中出现的破坏形式看，节子对强度指标的
③采用连续加工方式生产的单元材，其加工精度明 影响占有相当比重。因此要求在集成木梁组坯时，需严
显高于分段加工方式，而二者的电能消耗相差不大。
格控制节子的数量和节径，特别是贯通节。为提高利用
④胶合面的宽度对抗弯弹性模量影响不明显，剪切 率，可采用剔除通节，并用指接方式进行短小材接长，