森林成熟

森林在生長發育過程中達到最符合經營目的時的狀態。這個時期的年齡稱為森林成熟齡。森林成熟是林學上和經濟上樹木或林分的最佳採伐利用時期,確定輪伐期、主伐年齡的依據。它具有持續時間長、特徵不明顯和不易確定的特點。

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森林在生長發育過程中達到最符合經營目的時的狀態。這個時期的年齡稱為森林成熟齡。森林成熟是林學上和經濟上樹木或林分的最佳採伐利用時期,確定輪伐期、主伐年齡的依據。它具有持續時間長、特徵不明顯和不易確定的特點。因經營目的不同,可分下述種類:
數量成熟 樹木或林分的材積生長量達到最大時的狀態。這時期的年齡稱數量成熟齡。在此年齡採伐(皆伐),能保證在單位時間單位面積上獲得最高的木材產量。它只反映木材的量,不反映質,所以最早稱它為絕對成熟、材積收穫最多的成熟。數量成熟齡因樹種組成、起源、立地條件及經營措施而異。其確定方法一般是利用收穫表(生長過程表)查出平均生長量等於連年生長量的年齡;或在各齡級林分中設定標準地,求算出平均生長量最大的年齡;或通過平均生長量數學模型求其最大值的年齡。一般生長迅速的陽性樹種,其數量成熟較生長慢的陰性樹種為早;軟闊葉樹比硬闊葉樹生長快,數量成熟齡也早。同一樹種萌生的較實生的早,生長在立地條件好的較生長在立地條件差的早。如在數量成熟之前過早採伐林木,連年生長量大於平均生長量,平均產量正在上升,則沒有充分利用土地生產力;反之,如到數量成熟之後採伐,連年生長量小於平均生長量,平均產量已處於下降趨勢,又會使土地生產力利用變得不合理。
工藝成熟 又稱利用成熟。樹木或林分的目的材種平均生長量達到最大時的狀態。這時的年齡稱工藝成熟齡。與數量成熟相比,工藝成熟不僅考慮木材數量多少,而且還要符合一定長度、粗度和質量的材種(如礦柱材、建築材等)規格,並確定相應的工藝成熟齡。20世紀20年代以來,目的材種的範圍不斷放寬。現在生產實踐中多以某類材種為主的全部經濟用材為依據確定工藝成熟齡。其確定方法是:根據收穫表中各年齡的平均樹高和平均直徑,在出材量表中查出各材種(如原木、精選材、鋸材、建築材、造紙材、經濟用材等)的出材率(%),乘以收穫表中各年齡蓄積量,得出各材種的出材量(材積),除以各該年齡即求出材種的平均生長量。再根據各材種平均生長量最高的年齡,即可確定各材種的工藝成熟齡。
自然成熟 又稱生理成熟,樹木或林分過渡到開始枯萎階段的狀態。這時的年齡稱自然成熟齡,即林木的自然壽命。單株樹一般比林分的自然成熟齡長,有些樹種可達到數百年甚至幾千年。如中國山東莒縣有3000年生的銀杏,台灣有3000年生的紅檜。林分達到自然成熟時的活立木生長量低於枯損量,即連年生長量出現負值,產生所謂負生長。這是確定自然成熟齡的重要標誌。此外,還可根據樹木或林分的外部特徵判斷自然成熟,如樹高生長停止、直徑增長緩慢,樹冠扁平、枝條稀疏,針葉變暗、不再發生嫩枝、梢頭乾枯,樹幹上常有地衣苔蘚、樹皮呈現寬大裂片,開始心腐、根系破壞;個別樹木或成群樹木發生折斷、傾倒現象等。用材林一般不應保留到自然成熟齡。但自然成熟齡對合理經營風景林、各種防護林、自然保護區森林等則具有重要意義。
更新成熟 樹木或林分在採伐後,能保證天然更新的狀態。這一時期的年齡稱更新成熟齡。分種子更新成熟齡和萌芽更新成熟齡兩種。前者指樹木或林分開始大量結實的最低年齡,從該年齡起能保證更新所需的種子;後者指樹木採伐後伐根萌芽力開始衰退的最高年齡,在此年齡之前,樹木採伐後伐根都具有旺盛的萌芽力,能保證萌芽更新。更新成熟齡對採取森林天然更新措施有實際意義;對撫育採伐、採種林和特種經濟林也有一定意義。
防護成熟 樹木或林分發揮防護作用最大時的狀態。這時的年齡稱防護成熟齡。由於防護林種類很多,防護效能指標各不一,因此很難尋求一種統一確定防護成熟齡的方法。目前,有的用土壤蓄水量(水源涵養林)、有的用落葉覆蓋率和 O層落葉重量、腐殖質重量、上層林木有關因子為指標(水土保持林),結合林分年齡說明各種防護成熟齡。在論證防護成熟時,除首先考慮與防護性能大小有關的主導因子外,還考慮木材材種出材率的變化,把發揮防護性能與木材利用結合起來以獲得最大的經濟效益。
經濟成熟 樹木或林分生長達到經濟收益最高時的狀態。這時的年齡稱經濟成熟齡。種類有:①森林總收益最高的成熟齡(只考慮收入,不考慮支出);②森林純收益最高成熟齡(同時考慮收入和支出);③土地純收益最高成熟齡,即理財成熟齡,也稱土地期望價最高成熟齡;④收益率最大成熟齡(考慮收益與投資之比率);⑤社會公益(包括間接效益的貨幣收益在內)最大成熟齡等。
竹林及特用經濟林成熟 竹林的成熟與一般林木不同。竹子不形成年輪,直徑和樹高1年之內即可成型,以後不再生長;但纖維硬度、比重等力學性質則隨年齡變化,超過一定年齡後會降低工藝價值,以至最後自然枯朽。所以竹林有工藝成熟和自然成熟,根據出筍的盛期還有更新成熟。判斷竹林的年齡往往憑藉外部特徵加以記載的辦法。中國南方經營竹林歷史悠久的地區流行有“存三去四勿留七”和“造一育二存三留四五六采七”等諺語。說明毛竹一般四度(一度近 2年)即可採伐利用,最多不宜超過七度。竹林的工藝成熟齡,一般因竹種、經營目的、立地條件及撫育管理措施而異。以毛竹為例,造紙材一般以1年生為宜;手工編制用材以2~4年生為宜;建築材以5~8年生為宜。至於經濟林和特種經濟林,其經營目的往往以利用果實、種子、樹皮、樹液、樹根、樹葉及內含物等其他形式的林產品為主,常可在生長發育過程中多次提供產品,但過了一定年齡,則產品的數量和質量就下降,可據此確定各種經濟林木的成熟齡。
森林經理工作需要研究的各種森林成熟期中,一般是更新成熟到達最早,自然成熟最晚,數量成熟和工藝成熟介於前二者之間。數量成熟齡是確定輪伐期及主伐年齡的最低限度,自然成熟齡是最高限度。但由於平均生長量最高峰有一段持續時間,因此要儘量把數量成熟與工藝成熟以及經濟成熟結合起來綜合運用,以達到同時照顧土地利用、目的材種和經濟收益各方面的要求。

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