森林景观生态采伐规划目标及技术方法

森林景观生态采伐规划目标及技术方法

摘要本文对森林景观生态采伐规划目标及技术方法进行了探讨。

关键词森林景观生态采伐规划目标

我国的森林经营规划设计一直是一种自下而上的经营思想,在采伐设计上只是

简单遵循某些原则,如生长量大于采伐量、采伐强度限制、禁止皆伐等,一定程度

上忽视了对森林生态环境的经营保护,更缺乏在森林景观尺度上从景观的生态结构、功能、过程来研究采伐配置问题。

一、森林景观生态采伐规划目标

1.森林景观的生态完整性与森林健康。森林的生态完整性和森林健康是人们

用以描述森林综合状态是否合乎生态系统经营要求的总的指标。对于景观水平的

生态完整性,主要表现在生产力、生物多样性、土壤和水这4个方面保持在接近天

然的状态之下。如果未受人为干扰之前相比,景观生产力水平有显著降低。本地的

动植物种类有所减少或者将要有所减少,发生土壤侵蚀或者发生营养流失,河水的

数量和其季节分配以及水的品质发生显著改变,就可以认为是生态完整性降低。

森林健康也是表示森林在景观水平上综合状态的指标。要保持森林的生态完

整性,必须使森林在景观水平上的结构处于或接近于原始天然林的状态之下。生态

系统经营的目的就是维持生态系统的组成、结构和功能,是长期地保护本地生态系

统的完整性。

2.森林景观的年龄构成。森林景观是由许多不同的林分构成,不同的林分主要

表现在各自干扰历史的不同.理想的景观是由处于不同年龄结构的异龄林复层林,

并且各个阶段的林分所占面积大体处于均衡的状态。

林内的倒木和枯立木对于许多动物和生存关系密切,但枯立木来自两种过程:

一类是林木之间的竞争,另一类是自然衰老死亡过程,前一种树木径级较小,对动物

居住和生活关系小,而后一种来自大径级林,对动物生存的意义重大。因此在森林

生态系统经营体制下,为了维护生物多样性,进行森林生态采伐时,应考虑到将林木

的采伐年龄提高无论对于皆伐或择伐均应如此),同时在轮伐期内务年的采伐面积

应大体平衡。

3.森林景观的树种构成。景观的树种构成指的是景观水平上按优势种划分的

林分的构成状态。

在生态系统经营中,应以本地天然林的原始状态为目标,必须保持本地各类天

然林组成类型的多样性、分布格局以及各自的比重。为了达到这个目标,一是要尽

量减少外来种所占的面积,二是要使先锋群落和后期群落稳中有降,自占有一定的

地位和比重,一般来说,后期群落所占的比重应当大于先锋群落。在天然过程中形

成的任何一种森林类型都是不可替代的,在天然林的经营过程中和在营造人工林时,都应以天然林各种类型的分布格局为参考标准,各种森林类型的比例也应大致不变。

4.森林景观的粒级结构。景观的粒级结构是景观更新单元的构成状态。也就

是指前一次干扰事件中老林被破坏和新林发生的一个地域单位。不同程度的干扰

事件造成不同的景观粒级结构。

二、森林景观生态采伐规划的技术方法

（一）计算机和“3S”技术

“3S'’是遥感(S)、地理信息系统(GIS)、全球定位系统(GPS)的总称:它们是随着电子、通信和计算机等尖端学科的发展而迅速崛起的一批高新

技术,三者有着紧密的联系在林业以及森林采伐规划设计上有着广泛的应用。

遥感是通过航空或航天传感器来获取信息的技术手段。利用遥感可以快速、

廉价地得到地面物体的空间位置和属性数据。在森林采伐作业中,遥感技术主要用

于伐区区划、景观分类和规划以及大范围的采伐动态监测中。

地理信息系统是以地理坐标为控制点,对空间数据和属性数据进行管理和分析

的技术工具。它的特点是,可以将空间特征和属性特征紧密地联系起来,进行交互

方式的处理,结合各种地理分析模型,进行区域分析和评价。森林采伐作业中,地理

信息系统能够提供各种基础信息(地形、河流、道路等)和专业信息的空间分布,利

用它的分析功能可以进行道路、集运材、伐区作业、更新等的设计和决策。

全球定位系统是利用地球通信卫星发射的信息进行空中或地面的导航定位。

它具有实时、全天候等特点,能及时准确地提供地面或空中目标的位置坐标,定位

精度可达10m至1m级。森林采伐作业中,全球定位系统可用于遥感地面控制、伐区边界量测、森林调查样点的导航和定位等诸多方面。

目前,计算机和3S技术的研究十分活跃,它的应用也已产生非常显著的效益。

显示了巨大的发展潜力。随着计算机软硬件技术水平的不断提高,3S技术将不断

完善,并与决策支持系统、人工智能技术、多媒体等技术相结合,成为一门高度集

成的综合技术,将在森林采伐作业上开辟更广阔的应用领域。

（二）检查法

检查法是一种集约经营的方法,它是通过定期的森林调查,观察森林结构、蓄

积量和生长量的变化将其作为确定下一个经理期采伐量的依据。通过择伐作业使

林分保持稳定、复杂的结构。

检查法既能够有效保护森林环境的同时,又获得一定数量的木材及林副产品,

是一种集约的森林经营方法,是实现天然林可持续经营的有效途径之一。

（三）森林景观生态规划技术

迄今为止的森林经营主要是以林分为对象的经营,即注重林木和木材本身的经

营利用和保护的经营技术体系。但是,只注重一个森林内部各个组分因子而忽视其

立地环境间相互影响作用的经营和保护,在整体上并不一定能达到很好的效果。森

林经营从生态系统的组合格局(即森林景观层次)上进行整体分析和计划,以达到长

期的立地生境适应和生境多样性保护和利用的经营效果,是在近自然经营理念下的

生态采伐技术体系中的一个新的发展方向。

由于森林是一个等级结构系统,森林景观和林区的系统整体性特征明显,因此

森林景观规划就是为规划所进行的系统诊断、多目标决策、多方案选优、效果评

价和反馈修订的过程,是一项系统工程,遵循系统工程的一般程序和决策优化技术

要求。

（四）林分择伐空间优化系统

在林分择伐规划中引入林分空间结构.建立林分择伐空间优化模型,旨在为林

分择伐提供决策依据,以便在确定是否采伐某一空间位置上的林木时有充分的理由。由于林分空间结构包括多个方面。所以,择伐规划必然是多目标规划。在最优结构

决定最优功能的假设前提下,采用非线性多目标整数规划建立模型。模型以林分空

间结构为目标,以非空间结构(林分结构多样性、生态系统进展演替和采伐量不超

过生长量)为主要约束条件,使林分空间结构达到最优状态,以便最大限度地保持系

统的结构完整性,充分发挥森林的多种功能。求解此模型可以获得最优采伐方案,

包括最优采伐木信息和采伐前后森林结构的变化。从而为生态采伐中采伐木的选

择提供了具有科学性和可操作性的技术和方法。