量材與森林采伐設(shè)計

李淑娟　段貴軍

[摘 要] 本文是根據(jù)立木主干直徑大小變化與優(yōu)化量材設(shè)計之間的關(guān)系而研究出來的新的森林采伐應(yīng)伐木設(shè)計方法。使用本法可以使應(yīng)伐木的售價和利用率進(jìn)入更高而合理層次上，很好解決了森林培育周期、立木蓄積連年生長量與經(jīng)濟(jì)效益之間的矛盾。

[關(guān)鍵詞] 立木量材設(shè)計 應(yīng)伐木設(shè)計 售價 特一等品率 培育期

[中圖分類號] S757.4 [文獻(xiàn)標(biāo)識碼] A [文章編號] 1003-1650 （2014）02-0109-02

在量材設(shè)計工作中，經(jīng)常可以遇到這樣一些原條，如果這些原條的直徑發(fā)生很小的增加變化，可以使優(yōu)化量材設(shè)計出來的原木產(chǎn)品的材種升級，出材率增大，售價大幅度增加的現(xiàn)象。直徑增加的幅度很小，一般僅僅需要林木再生長1年或幾年，這種林木進(jìn)行采伐設(shè)計存在不合理性，主要是由當(dāng)前采伐設(shè)計理論和技術(shù)存在問題而造成的。解決這一問題的辦法是應(yīng)伐木處在立木狀態(tài)時進(jìn)行預(yù)先量材設(shè)計，根據(jù)預(yù)先量材設(shè)計結(jié)果決定采伐設(shè)計。合理的采伐設(shè)計，一定程度關(guān)系到森林能否合理開發(fā)利用，能否創(chuàng)造更多經(jīng)濟(jì)效益，確定合理的森林培育周期。

一、立木量材設(shè)計法

就是對未采伐或即將設(shè)計采伐的立木進(jìn)行優(yōu)化量材設(shè)計，然后根據(jù)立木徑級變化規(guī)律估測若干年后（年限要少，一般不超過3年）這種優(yōu)化設(shè)計結(jié)果變化情況，以對比結(jié)果，決定是否設(shè)計采伐，叫做立木量材設(shè)計法。

設(shè)計對象：本法適用于即將設(shè)計采伐的健康或亞健康過、成熟應(yīng)伐木，也適用于撫育伐中的可以采伐的健康或亞健康的未成熟立木。

設(shè)計部位：樹冠下面的主干進(jìn)行量材設(shè)計。如果主干長度小于2m時，若能準(zhǔn)確掌握以上一段長度直徑變化情況時，可以使用本法。

目的：在短時間內(nèi)獲得比此前設(shè)計更高的經(jīng)濟(jì)效益，更合理開發(fā)利用森林資源，緩解培育與開發(fā)利用之間矛盾。

二、立木量材設(shè)計法的理論根據(jù)

一株健康立木從發(fā)芽到成過熟，直至自然衰老死亡，是立木的一生生活史。在不同的時間內(nèi)，樹高、直徑、材積、材種不同，經(jīng)濟(jì)價值和對環(huán)境影響也不同。

一株立木的經(jīng)濟(jì)價值從0開始，不斷增加，達(dá)到高峰值后，便開始回落，最后又變成0。畫成圖像，叫做立木生長變化與經(jīng)濟(jì)價值圖像。圖像一般不是曲線，是階梯形線。圖像兩端是0，中間是峰。從圖像上看，每個階梯的高度值不等，有的高一些，有的低一些。為什么會是這樣的情況？理論上，立木生長期，如夏季，在每一年、每個月、每一天，甚至每小時，每一分鐘……都在發(fā)生增加或減少變化，增加變化是指立木生長增加速度大于腐朽減少速度（包括沒有腐朽），減少是指立木衰老腐朽減少速度大于生長增加速度。當(dāng)時間→0時，直徑變化值也→0，畫出變化圖像是連續(xù)的，但實際計算時不要求特別精確，而是按照區(qū)間或級差進(jìn)行計算的。如立木直徑由23.0cm長到24.9cm需要很多年，在直徑?jīng)]有達(dá)到25.0cm時，材積按照直徑24cm計算，材種一般也不會變化。

根據(jù)直徑變化對售價的影響程度，可以分為三種形式：只有檢尺徑發(fā)生變化時稱為小階梯變化，檢尺徑區(qū)間升級變化為中階梯變化，材種升級變化為大階梯變化。后兩種變化中都包含第一種變化。小階梯變化售價變化值也小，中階梯和大階梯變化售價變化也大。

健康立木與亞健康立木的圖像有所區(qū)別，前者峰值高，跨度大一些（生長期長），后者相對平緩，跨度小（生長期短）。

經(jīng)過統(tǒng)計，樹冠以下主干部分中的特一等品木材約占80%以上、立木經(jīng)濟(jì)價值占80%以上、材積占70%以上。所以，這一段木材徑級發(fā)生很小變化就能大幅提高木材經(jīng)濟(jì)效益和增加材積。成熟闊葉樹樹冠下主干長度約為4至10m，成熟針葉樹樹冠下主干長度約為6至14m。樹冠以上的木材經(jīng)濟(jì)價值和材積所占比重小，加上判斷困難，設(shè)計時可以不考慮或者以不變化的估測值來確定。

根據(jù)立木經(jīng)濟(jì)價值圖像來看，凡下降者必須設(shè)計采伐，越早越好，這時立木已經(jīng)處于衰亡生長階段，時間拖得越久，損失越大。

應(yīng)伐木設(shè)計不一定非要等立木生長到售價高峰值時才去設(shè)計采伐，合理設(shè)計應(yīng)該是圖像上升中某處，一般是接近高峰點(diǎn)之前的剛剛上升到的一個大階梯點(diǎn)處為佳，這時即獲得較高售價，又沒有明顯增加培育時間，又不影響森林培育實施，有效解決了資源發(fā)展與利用之間的矛盾。所以，立木處在合理徑級處采伐，可以認(rèn)為是合理開發(fā)利用森林資源的重要標(biāo)志，反之，稱為人為浪費(fèi)做法。解決問題的目的是要大力發(fā)展資源，建設(shè)美好生態(tài)環(huán)境，在此基礎(chǔ)上增加開發(fā)數(shù)量。

三、舉例講解直徑很小變化情況對檢尺徑、檢尺徑區(qū)間、材種和售價的變化影響趨勢（檢尺徑扣除樹皮）。以水曲柳立木主干根部第一節(jié)為例，材長4m。

例1、曲柳原木，質(zhì)量優(yōu)，小頭斷面長徑16.8cm，短徑16.7cm，檢尺徑16cm，直接用原木，生長一年后，長徑17.2cm，短徑17.1cm，檢尺徑18cm，鋸切用原木，一等，檢尺徑增大，材種升級（由直接用原木上升到鋸切用原木），前后售價計算：0.132×1250-0.106×850=165-90.1=74.9元，售價在一年后增加了74.9元。

例2、曲柳原木，質(zhì)量優(yōu)，小頭斷面長徑19.2cm，短徑19.1cm，檢尺徑20cm，鋸切用原木，一等，生長四年后，長徑20.8cm，短徑20.7cm，檢尺徑為20cm，鋸切用原木，一等，前后售價計算：0.160×1250-0.160×1250=0元，售價在四年內(nèi)沒有變化。

例3、曲柳原木，質(zhì)量優(yōu)，小頭斷面長徑20.9cm，短徑20.7cm，檢尺徑20cm，鋸切用原木，一等，生長一年后，長徑21.3cm，短徑21.1cm，檢尺徑22cm，鋸切用原木，一等，檢尺徑增加，前后售價計算：0.191×1250-0.160×1250=238.75-200=38.75元，售價在一年內(nèi)增加了38.75元。

例4、曲柳原木，質(zhì)量優(yōu)，小頭斷面長徑23.8cm，短徑23.7cm，檢尺徑24cm，鋸切用原木，一等，生長三年后，長徑25.2cm，短徑25.1cm，檢尺徑26cm，檢尺徑增大，材種升級，變成特選A材，前后售價計算：0.262×1860-0.225×1250=487.32-281.25=206.07元，售價在三年內(nèi)增加206.07元，增加幅度較大（未考慮定制材設(shè)計）。

例5、曲柳原木，質(zhì)量優(yōu)，小頭斷面長徑24.8cm，短徑24.7cm，檢尺徑24cm，鋸切用原木，一等，生長一年后，長徑25.2cm，短徑25.1cm，檢尺徑26cm，特選A材，檢尺徑增大，材種升級，前后售價計算：0.262×1860-0.225×1250=487.32-281.25=206.07元，售價在一年內(nèi)增加了206.07元，增加幅度較大（未考慮定制材設(shè)計）。此例與上一例結(jié)果相同，生長時間不同。

例6、曲柳原木，質(zhì)量優(yōu)，小頭斷面長徑28.8cm，短徑28.7cm，檢尺徑28cm，特選A材，生長一年后，長徑29.2cm，短徑29.1cm，檢尺徑30cm，特選A材，檢尺徑增加，檢尺徑區(qū)間升級（檢尺徑在26cm至28cm執(zhí)行一個價格，到30cm至34cm執(zhí)行高一級價格……），前后售價計算：0.344×2150-0.302×1860=739.6-561.72=177.88元，售價在一年內(nèi)增加了177.88元，售價增加幅度大（未考慮定制材設(shè)計）。

例7、曲柳原木，質(zhì)量優(yōu)，小頭斷面長徑34.7cm，短徑34.6cm，檢尺徑34cm，優(yōu)質(zhì)材，生長一年后，長徑35.1cm，短徑35.0cm，檢尺徑36cm，特優(yōu)材，檢尺徑增大，材種升級，前后售價計算：0.487×4790-0.437×3290=2332.73-1437.73=895元，售價增加幅度極大（目前《木材價格表》中沒有4m優(yōu)質(zhì)材和特優(yōu)材材長，此例木材價格是依照2.6m材長估定）。

……

四、操作

人員：2至3人為一組。

工具：圍尺（或卡尺）、4m長尺桿、記錄野帳（計兩份，一份為量材設(shè)計野帳，每棵立木為一頁；另一份為采伐設(shè)計野帳）、計算器、原木材積表、筆、橡皮、帳夾、工具包、砍刀、《木材價格表》等。

做法：

1.確定應(yīng)伐木：根據(jù)小班條件和采伐設(shè)計要求，確定應(yīng)伐木。

2.缺陷判定：自下而上了解應(yīng)伐木主干缺陷情況，如果有些缺陷無法判斷，如根部是否有心腐、裂紋（弧裂和環(huán)裂）？程度是多少？可以從根莖線處開始以上讓出長度1至1.5m左右開始量材設(shè)計。

3.檢量直徑：檢量直徑要扣除樹皮。如果根部沒有缺陷，從根莖線以上正常部位開始檢量直徑。如果根部有缺陷，缺陷長度小于根莖線以上1.5m長度時，則在讓出缺陷范圍線處檢量直徑；如果缺陷長度大于根莖線以上1.5m時，則從根莖線以上正常部位開始檢量直徑。直徑檢量后，根據(jù)原條尖削度變化規(guī)律和目測結(jié)果，確定樹冠以下主干各處直徑。如果頂端在樹杈處，其直徑以樹杈以下正常部位為直徑。

如果覺得沒有把握，可以采用兩次檢量的辦法。第一次檢量同前，第二次檢量在第一次檢量以上1m處，可以準(zhǔn)確確定尖削度變化情況，以此估測以上各處直徑變化情況。

4.主干長度測量：手持4m長的尺桿自檢量檢尺徑線處向上測量主干長度，如果主干長，另一人站在較遠(yuǎn)處，根據(jù)尺桿長度目測主干長度。

5.優(yōu)化量材設(shè)計：根據(jù)主干長度和各段直徑變化情況，進(jìn)行優(yōu)化量材設(shè)計，并根據(jù)當(dāng)時的《木材價格表》進(jìn)行售價計算。

6.應(yīng)伐木設(shè)計：根據(jù)立木直徑年生長變化規(guī)律確定此前調(diào)查結(jié)果在短期內(nèi)變化情況，決定是否設(shè)計為應(yīng)伐木。

以上六步為基本做法。在實踐中，為提高工作效率，可以把這六步化簡為簡單操作形式，只要準(zhǔn)確判斷短期內(nèi)因直徑變化能使材種升級或者檢尺徑區(qū)間升級變化，就可以設(shè)計為暫時保留木，并做好特定記號。除此之外，可以設(shè)計采伐。

五、舉例說明（注：直徑扣除樹皮）：

例、火楊，樹高24m，根部無缺陷，立木蓄積0.8m3，向上6m處材質(zhì)優(yōu)，根莖線以上1m處直徑29.6cm，根據(jù)木材徑級變化規(guī)律和目測，自根莖線向上6m處直徑為24.6cm，可以設(shè)計出材長6m，檢尺徑24cm，鋸切用原木，售價：0.366×640=234.24元，剩余木材售價估測：0.35m3×570元/m3=199.5元，合計433.74元。生長一年后，根莖線以上1m處直徑變成30.2cm，根莖線以上6m處直徑變成25.2cm，可以設(shè)計出材長6m，檢尺徑26cm，特選A材，直徑增加，材種升級，售價計算：0.423×880=372.24元，剩余部分假定沒有變化，僅這一節(jié)木材增加372.24-234.24=138元。這棵立木樹齡約為50年左右，前50年每年增加效益434÷50=8.68元。第51年時增加了138元，年平均增加（372.24元+199.5元）÷51年=11.3元/年，材積增加了0.057m3，第51年比平均增加量多出138-8.68≈129元，變化很明顯。

六、使用立木量材設(shè)計法結(jié)果調(diào)查

通過大量現(xiàn)場調(diào)查，總銷售價增加幅度在10%左右，材積增加幅度在3-5%之間。

在實際工作中，對缺陷的估測和檢尺徑的推算難免有操作誤差，但無論怎樣，都能大幅度提高售價和利用率。

七、立木量材設(shè)計法優(yōu)缺點(diǎn)

操作簡單，快捷，易于掌握。

參考文獻(xiàn)

[1]王吉順，鄒洪海，秦風(fēng)巍. 提高民營森林采伐調(diào)查設(shè)計精度和效率的探討[J]. 中國林副特產(chǎn)，2013，04：71-72.

[2]尹丕. 我國森林采伐工作的現(xiàn)狀及發(fā)展策略[J]. 科技創(chuàng)新與應(yīng)用，2013，32：287.

[3]檢尺徑變化與材長設(shè)計，農(nóng)民致富之友，2013（12）

作者簡介：段貴軍 性別：男，年齡48歲，（1966.11.30—），籍貫：吉林省蛟河市人，學(xué)歷：大專，職稱：營林工程師，參加工作時間：1986年，工作單位：吉林省白石山林業(yè)局，長期從事營林、采伐設(shè)計和木材檢驗與量材技術(shù)和理論的研究，善于研究，有多篇論文發(fā)表在國家級和省級雜志上，有許多研究的技術(shù)應(yīng)用于生產(chǎn)實踐中，發(fā)揮了重要作用。