剪文灝，呂發(fā)，張建華，楊新兵

(1.河北木蘭圍場國有林場管理局，河北 承德068450；2.河北農業(yè)大學林學院，河北 保定071000)

擁有健康穩(wěn)定的森林是實現森林可持續(xù)經營的基礎，按照森林的自然生長規(guī)律和演替過程安排經營措施，其最終目標就是要保持森林處于一種合理的狀態(tài)，因此對于偏離了預期狀態(tài)的森林就必須要通過林分結構的調整使其達到人們的預期狀態(tài)[1，2]。森林經營的理論和方法有很多，本研究主要通過森林結構化經營的方法調整森林結構使其滿足人類生態(tài)、生產和生活需求。

1 結構化森林經營的理念和原則

結構化森林經營指在森林可持續(xù)經營的原則指導下提出的基于林分空間結構優(yōu)化的一種森林經營方法[1，2]。從現代森林經營的角度出發(fā)，結構化森林經營提倡“以樹為本、培育為主、生態(tài)優(yōu)先”的經營理念，從而培育出健康穩(wěn)定的森林。根據結構決定功能的原理，結構化森林經營應按照森林的自然生長和演替過程安排經營措施，以優(yōu)化林分空間結構為手段，從而使林分空間結構狀況有所改善。

結構化森林經營的原則：(1)以天然林為參考依據；(2)保證森林具有連續(xù)覆蓋狀態(tài)；(3)維持森林的生態(tài)有益性和物種的多樣性；(4)調節(jié)中大徑木競爭。

2 結構化森林經營的方法

結構化森林經營的采伐方式為：分別標記保留木和采伐木，實行單株擇伐，禁止皆伐。根據經營原則和經營方向確定保留對象和采伐對象，針對林分的具體情況，采用不同的經營措施，維護森林生態(tài)系統(tǒng)的持續(xù)生產能力。

2.1 保留木與采伐木的確定

2.1.1 培育和保留對象

(1)稀有種、瀕危種和散布在林分中的古樹。為了保護林分的多樣性和穩(wěn)定性，禁止對珍貴瀕危樹種的林木進行采伐利用。

(2)頂極樹種和主要伴生樹種的中大徑木中具有生長優(yōu)勢和培育價值的林木。具有生長優(yōu)勢是指生長健康，干形通直完滿，生長潛力旺盛；具有培育價值是指同樹種單木競爭中占優(yōu)勢種地位。不同地區(qū)有不同類型的森林群落分布，同一地區(qū)因局部環(huán)境的不同也會有不同的群落類型，每種類型森林群落的演替過程中優(yōu)勢種的變化也有區(qū)別。所以說確定頂極樹種和主要伴生樹種是確定保留和培育對象的關鍵環(huán)節(jié)。

2.1.2 可進行采伐利用的林木

(1)除稀有種、瀕危種及古樹外的所有病腐木、斷梢木及特別彎曲的林木。為防止病菌滋生和蔓延，改善林分的衛(wèi)生狀況，應立即伐除病腐木；斷梢木和特別彎曲的個體已失去了生長優(yōu)勢和培育前途，在經營時也可采伐，不僅可以促進林下更新，還可以產生一定的經濟效益，當然這也許會增加一些撫育成本，但從長遠來看，培育大徑級木材所獲得的效益還是遠大于投入的成本。

(2)影響頂極樹種、稀有種、瀕危種生長發(fā)育的其他樹種的林木，盡量使保留的中大徑木的競爭大小比數不大于0.25，即能夠使保留木處于優(yōu)勢地位或不受到遮蓋、擠壓威脅，使培育目標樹盡可能地獲得生長空間。

(3)達到自然成熟(達到目標直徑)的樹種單木。結構化森林經營不以木材生產為目的，也不排斥木材生產，而是一種保護而不保守的經營，在有效保護森林的同時對其進行合理利用。林木在進入自然成熟后，林木生長勢下降，高生長停滯，生長量減少，梢頭干枯，甚至出現心腐現象，因此結構化森林經營可根據林分的綜合狀況，在林木個體達到自然成熟時對其進行適當采伐。對于不同的樹種或不同的地區(qū)，達到自然成熟的年齡和直徑都是不同的。

2.2 林木分布格局的調整方法

林木分布格局是調整林分空間結構不可或缺的方面，在空間結構參數角尺度的基礎上，確定采伐木的一種切實可行的操作技術。

以落葉松樺木混交林為例[3]，調整前角尺度平均值為0.52，主要樹種白樺和黑樺分別為0.54和0.53，屬于團狀分布，是需要調整的對象；落葉松為0.506屬于隨機分布，無需調整。調整前角尺度分布中取值0.5的左右兩側頻率相差不大；為了將林分從團狀分布演變成隨機分布，應對該林分的空間分布格局進行調整，從而使得角尺度左右基本對稱，降低W值，角尺度取值為0.75和1的單木為潛在的調整對象。具體做法是將角尺度取值為1或0.75的目標樹與其最近4株相鄰木組成的結構單元作為調整對象，綜合考慮目標樹與相鄰木的混交、競爭關系以及相鄰木的個體健康狀況等因素，確定調整的相鄰木，并將其作為采伐木伐除。白樺調整前后的點格局分布如圖1所示。上例中，經調整后，使得角尺度分布中取值0.5的左側頻率上升右側頻率下降，角尺度取值為0.5的單木比例有所升高，處于0.25、0.75和1的比例均有所下降，林分的平均角尺度降至0.475～0.517，林分分布格局轉變?yōu)殡S機分布。

圖1 白樺種群團狀分布調整對比圖

2.3 樹種組成的調整方法

2.3.1 林分混交度調整 在需要經營的林分內，如果中、大徑級林木中不缺乏頂極樹種或主要伴生種，而有足夠的母樹或更新幼苗時，樹種組成調整的任務就是對混交度進行調節(jié)。一般認為，隨著演替進展，林分內各樹種間的隔離程度增加，這是穩(wěn)定森林結構中相同樹種減少對各種資源競爭的一種策略，也就是說，樹種隔離程度越高，林分結構越穩(wěn)定。因此，當林分組成以頂極樹種或鄉(xiāng)土樹種占優(yōu)勢，林下更新良好時，林分調整方向應該是提高林分混交度，優(yōu)化資源配置。在進行經營時，將林分中主要樹種的混交度取值為0、0.25的單木作為潛在的調整對象然后綜合考慮林木的分布格局、競爭關系、目標樹培養(yǎng)、樹種多樣性等因素進行調整。

落葉松與樺木混交林中混交度為0和0.25的主要樹種有落葉松、黑樺和白樺，在調整混交度時要明確調整目的，圍繞落葉松進行調整，因為從格局調整來看白樺和黑樺混交度低主要是由于其分布成團狀造成的，在降低角尺度的同時就自動增加其混交度。在對混交度進行調整的時候必須綜合考慮各種因素不可簡單地通過伐除同類相鄰樹種為主要調整方式。

2.3.2 調整頂極樹種或鄉(xiāng)土樹種比例 在天然或人為有目的造成的林隙或林窗中，以單株或植生組形式栽植頂極樹種或主要伴生種的單木。補植的株數根據采伐株數確定，補植的強度應與采伐強度持平或略高以保證相同的經營密度，補植時也應充分考慮物種多樣性原則。

2.4 競爭關系的調整方法

林木競爭關系調節(jié)必須依托于可靠的并且簡潔直觀的量化指標。大小比數將參照數與相鄰木的性對關系數量化，可直接應用于競爭關系的判定和調整。因為大小比數體現了結構單元中參照樹與相鄰木在胸徑、樹高或冠幅等方面大小關系，在競爭調節(jié)中更富有成效，特別是在目標樹單木培育體系中更容易表達目標樹與其周圍相鄰木的競爭關系，在實際中容易操作。當然，不可能在森林中針對每株林木個體進行調節(jié)，一個富有成效而可行的經營策略顯然就是要圍繞經營目標，采取針對頂極樹種或主要伴生樹種的中、大徑木來進行競爭關系的調整。調整頂極樹種小徑木(包括更新幼苗幼樹)的競爭樹大小比數，為其生長提供有利的空間環(huán)境。調整頂極樹種或主要伴生樹種的中、大徑級林木時應使經營對象的競爭大小比數不大于0.25。

2.5 徑級結構的調整方法

于政中等人[4]曾指出大部分天然林的直徑分布為倒J形，因此經營后的林分直徑分布也應該呈這種分布狀態(tài)。在對同齡林或人工林的徑級結構調整時，要在保持林分郁閉度為0.6以上的前提下，逐步降低胸高直徑在平均直徑所在徑階范圍附近的林木株數比例，同時，保留干形通直完滿，生長健康胸徑較大的林木，并促進林下天然更新，增加小徑木的比例，引入高價值和優(yōu)良的鄉(xiāng)土樹種，提高森林生態(tài)系統(tǒng)的樹種多樣性，改善林分結構。

2.6 林分更新

保持持續(xù)的林下更新能力是結構化森林經營的一個重要的目標。結構化森林經營方法的撫育采伐方式主要是單株擇伐作業(yè)或群團狀擇伐，因此，森林更新的方式比較靈活多樣，具體方式依據經營林分類型和經營目標確定。對人工林而言，主要以人工更新的措施為主，在林間空地、林緣引入鄉(xiāng)土樹種和頂極樹種進行補植補造，輔以天然更新；對于次生林以天然更新為主，人工促進天然更新和人工更新為輔[5]。

3 結語

將點格局理論和林木空間整體結構理論結合起來，通過對健康森林生態(tài)系統(tǒng)和頂級群落結構特征的分析和模擬，得出森林生態(tài)系統(tǒng)的結構最優(yōu)化模式；對林木水平分布格局，樹種組成和競爭關系的調整使得森林生態(tài)系統(tǒng)結構化最優(yōu)。通過結構化森林經營摸索出一定的空間結構優(yōu)化規(guī)律，優(yōu)化森林經營方案，在沒有定位數據的大規(guī)模經營時，根據單株林分所處小環(huán)境的具體情況，制定經營措施，實現森林的可持續(xù)經營。

[1]惠剛盈，Klaus von Gadow，胡艷波，等.結構化森林經營[M].北京：中國林業(yè)出版社，2007：6-7

[2]惠剛盈，趙中華，胡艷波.結構化森林經營技術指南[M].北京：中國林業(yè)出版社，2010

[3]劉鳳芹，曹云生，楊新兵，等.冀北山區(qū)華北落葉松樺木混交林空間結構分析[J].內蒙古農業(yè)大學學報，2011，32(3)32-38

[4]于政中.森林經理學[M].北京：中國林業(yè)出版社，1993

[5]胡艷波.基于結構化森林經營的天然異齡林空間優(yōu)化經營模型研究[D].北京：中國林業(yè)科學研究院，2010