全周期经营是一种适应新型森林生态系统经营理念的森林作业法设计技术,是由传统的森林经营周期概念结合异龄林特征的森林生态系统经营需求而发展起来的森林经理学科技术概念。
全周期经营
以林木和森林的整个生命周期为计划对象,从森林造林建群、幼林管护、抚育调整、主伐利用到再次更新建群的整个森林培育过程认识森林不同发育阶段特征,并规划设计各阶段经营技术和处理安排的整体过程经营技术。
- 英文名称
- lifecycle management
- 所属学科
- 林业
在传统的森林经营技术中,经营周期指一次收获到另一次收获之间的间隔期,主要有轮伐期和回归年(又称择伐周期)。轮伐期主要用于单一结构和功能导向的用材林、薪炭林、经济林等林种的轮回周期计划;回归年(择伐周期)则用于按异龄林经营的天然森林,是根据材种或径级要求的两次主伐收获之间的间隔期。二者突出的特征都是注重对最终产品的收获利用,而淡化了其他阶段的培育处理。与之相比,全周期经营从概念上看也是一种经营周期,但是在以下两个方面有改进:①时间范围上强调了森林作为生态系统,在提高稳定性和生长力目标下的整个发育过程,而不是以数量成熟、工艺成熟等单一利用目标为导向的短期过程,即“森林生态系统整体性”原则的时间表达。②涵盖了针对森林各个发育阶段基本特征的各种促进性经营活动和作业处理,而不只是收获利用的作业,即生态技术性原则的表达。因此在全周期经营技术中,对成熟林木的主伐利用也是作为调整森林结构和促进森林更新的手段之一来应用的。
中国多功能林业发展阶段的一个重要技术特征就是森林全周期经营,其本质是把森林经营的对象、方法与各项处理措施在经营目标的指导下,有机地集成为完整的经营森林的工艺过程,并在长期的森林经营发展过程中,按照工艺过程的规定持续有序地执行各项措施,直至实现最终的经营目标。
森林在生长发育时期,由幼龄到成熟的时间长短因树种特性、气候条件、土壤条件以及管理措施不同有很大的变化。
全周期经营的过程设计根据主导功能和林层结构不同,按照单层同龄林和复层异龄林划分森林发育阶段。①单层同龄林发育阶段划分。培育目标为单层同龄林的培育类型,以木材生产为主兼顾其他功能的森林培育类型,全周期培育过程可以按传统方法划分为幼龄林、中龄林、近熟林、成熟林、过熟林五个阶段设计。森林发育阶段的划分沿用龄组的划分方式,通常是把达到主伐龄的龄级或高一个龄级的林分划为成熟林;更高的龄级无论多少个均划为过熟林;比成熟林低一个龄级的林分划为近熟林;在近熟林以下,当龄级数为偶数时,中龄林和幼龄林各占一半,当龄级数为奇数时,则多一个幼龄林。就一个同龄人工林分而言,无论主伐龄长短,都可将其划分为幼、中、近、成、过熟林五个龄组,从而构成一个完整的经营周期。②复层异龄林发育阶段划分。划分培育目标为复层异龄林的培育类型,全周期培育过程按建群阶段(造林或更新形成幼林)、竞争生长阶段(林分郁闭后快速高生长阶段)、质量选择阶段(林木强弱显著分化阶段)、近自然结构阶段(后期更新林木进入主林层而形成混交格局)、恒续林结构阶段(部分目标树达到目标直径)5个阶段划分,并进行各阶段的抚育经营设计。
确定森林的发展目标非常重要,因为“全周期”就是指森林从造林或更新建群到实现发展目标时的整个时间周期。发展目标的表达有目标直径、目标林相、发展类型3种方式。
目标树通过径向生长而达到经营目标,进入最佳利用临界点时的胸径,即是可利用径级范围的下限值(又称理想直径)。异龄林经营的目标直径采伐利用原则,与同林龄经营中依靠龄级结构确定采伐时点的法正林观点相背离,是用一个林分的某些单株树木个体的尺度指标代替统一的林分成熟年龄,木材收获指标不再是年龄而是目标直径,由此决定目标树是否采伐和什么时候采伐,并影响各个抚育阶段的采伐林木和林分更新及演替的进程。因为在抚育过程中,原则上只是伐除那些影响目标树生长的上层林木;而在主伐利用过程中,收获的每棵目标树都会在林分中留下一个林窗,使林下幼树得到生长的机会而实现森林更新和演替。每个树种(或每个树种组)的目标直径定义因地而异,通常要根据立地条件、经济标准、木材质量、材种用途等指标确定。从林业经济学角度看,随着林木采伐胸径标准的不断提高,木材的价格也在增长,经营的成本随之降低。
目标直径是全周期森林经营设计中的核心参数,目标直径的获得需要在系统设计和试验基础上,采集大量林学与经济学结合的长期记录数据并分析后才能实现。中国主要林区、主要树种(组)的目标直径参数,依据国家林业局2016年发布实施的《全国森林经营规划(2016—2050年)》附件2“各森林经营区主要树种经营特征表”中“目标直径”的具体数据确定。
所有森林经营都以追求森林稳定性、高价值、多样化和美景化的森林特征为基本目标。目标林相是描述实现了这些特征时的目标森林状态,这个目标状态(目标林相)设计的核心因子包括树种组成、层次结构、林分密度和目标直径(或培育周期)、每公顷蓄积量水平等4个方面。
森林发展类型是利用自然规律而规划设计的一种稳定的目标森林类型,是将潜在天然森林植被及其演替进程与森林培育的经济需求和技术可行性相结合的一种近自然森林培育的导向模式。森林发展类型作为长期理想的森林经营目标,空间尺度上与传统森林经营方案中的“作业级”类似,是介于具体林分和经营单位之间的一个自然性质、动态特征和经营目标基本一致的森林经营计划单元;具体设计时包括森林概观、森林发展目标、树种比例、混交类型、近期经营措施等5个方面的概念性规定。
森林发展类型设计是一种目标森林规划方法,设计的信息需求包括所有群落生境调查和分析的数据和成果、树种特性及生长收获的参数、森林生态保护、景观游憩和产品生产的目标等方面的要求和限定。通过发展类型规划出未来一段时间内森林动态发展的目标,这种设计主要是在林分或更高层次上描述一般近自然森林经营的现实影响,是在对森林植被干扰和演替广泛理解的基础上形成的。
全周期培育过程表是从森林发生、发展到实现发展目标的全过程各阶段性林分特征和概念性经营处理的对应技术描述表。形式上可以用“年度”表达的时间过程或林分优势高代表的发育阶段与抚育经营对应的全周期过程表来描述。由于森林发育的长期性和复杂性,在森林发展目标与当前林分状态差异太大且森林发展过程信息不充分的情况下,也可以用逻辑过程图从起点到终点的概念性全过程来描述。这是适应全周期经营的复杂程度和生长动态信息不足的一个折中处理,使森林经营设计在一定信息透明度条件下按结构化模式执行,以提高设计的可行性和科学性。
中国林业的发展正处于由以单一木材生产为目标的商品林经营和以生态保护为目标的公益林管护的简单分类经营向森林多种效益综合开发的多功能经营方向转型的阶段。全国森林经营规划将一直沿用的公益林和商品林的分类方式调整为严格保育的公益林、多功能经营的兼用林和集约经营的商品林,其目的就是科学、合理地开发森林的多种功能和价值,最终目标是培育健康稳定优质高效的森林生态系统。这是相对于传统森林经营方式的重大变革,全周期森林经营的思想和经营技术符合经营规划的目标需求,通过设置目标林相和对应的全周期经营抚育技术来实现不同类型森林的培育。全周期森林经营的指导思想不仅可以丰富和完善中国森林经营技术体系,而且还有助于改变长期以来中国森林经营重视造林和采伐利用、忽视森林抚育的局面,建立完整的森林经营作业链,有机衔接森林经营策略与相关技术规程、技术标准,确保经营策略落到实处,提高森林经营的科学性和可操作性。因此,一方面要在全周期经营理念的支持下,制订和实施完整的森林作业法技术体系;另一方面要细化森林经营的特征类型,实现森林类型与相应作业法的精细化对应管理、加快中国森林资源质量提升步伐、推动生态文明社会建设的精细化发展。