量材与森林采伐设计

李淑娟　段贵军

[摘 要] 本文是根据立木主干直径大小变化与优化量材设计之间的关系而研究出来的新的森林采伐应伐木设计方法。使用本法可以使应伐木的售价和利用率进入更高而合理层次上，很好解决了森林培育周期、立木蓄积连年生长量与经济效益之间的矛盾。

[关键词] 立木量材设计 应伐木设计 售价 特一等品率 培育期

[中图分类号] S757.4 [文献标识码] A [文章编号] 1003-1650 （2014）02-0109-02

在量材设计工作中，经常可以遇到这样一些原条，如果这些原条的直径发生很小的增加变化，可以使优化量材设计出来的原木产品的材种升级，出材率增大，售价大幅度增加的现象。直径增加的幅度很小，一般仅仅需要林木再生长1年或几年，这种林木进行采伐设计存在不合理性，主要是由当前采伐设计理论和技术存在问题而造成的。解决这一问题的办法是应伐木处在立木状态时进行预先量材设计，根据预先量材设计结果决定采伐设计。合理的采伐设计，一定程度关系到森林能否合理开发利用，能否创造更多经济效益，确定合理的森林培育周期。

一、立木量材设计法

就是对未采伐或即将设计采伐的立木进行优化量材设计，然后根据立木径级变化规律估测若干年后（年限要少，一般不超过3年）这种优化设计结果变化情况，以对比结果，决定是否设计采伐，叫做立木量材设计法。

设计对象：本法适用于即将设计采伐的健康或亚健康过、成熟应伐木，也适用于抚育伐中的可以采伐的健康或亚健康的未成熟立木。

设计部位：树冠下面的主干进行量材设计。如果主干长度小于2m时，若能准确掌握以上一段长度直径变化情况时，可以使用本法。

目的：在短时间内获得比此前设计更高的经济效益，更合理开发利用森林资源，缓解培育与开发利用之间矛盾。

二、立木量材设计法的理论根据

一株健康立木从发芽到成过熟，直至自然衰老死亡，是立木的一生生活史。在不同的时间内，树高、直径、材积、材种不同，经济价值和对环境影响也不同。

一株立木的经济价值从0开始，不断增加，达到高峰值后，便开始回落，最后又变成0。画成图像，叫做立木生长变化与经济价值图像。图像一般不是曲线，是阶梯形线。图像两端是0，中间是峰。从图像上看，每个阶梯的高度值不等，有的高一些，有的低一些。为什么会是这样的情况？理论上，立木生长期，如夏季，在每一年、每个月、每一天，甚至每小时，每一分钟……都在发生增加或减少变化，增加变化是指立木生长增加速度大于腐朽减少速度（包括没有腐朽），减少是指立木衰老腐朽减少速度大于生长增加速度。当时间→0时，直径变化值也→0，画出变化图像是连续的，但实际计算时不要求特别精确，而是按照区间或级差进行计算的。如立木直径由23.0cm长到24.9cm需要很多年，在直径没有达到25.0cm时，材积按照直径24cm计算，材种一般也不会变化。

根据直径变化对售价的影响程度，可以分为三種形式：只有检尺径发生变化时称为小阶梯变化，检尺径区间升级变化为中阶梯变化，材种升级变化为大阶梯变化。后两种变化中都包含第一种变化。小阶梯变化售价变化值也小，中阶梯和大阶梯变化售价变化也大。

健康立木与亚健康立木的图像有所区别，前者峰值高，跨度大一些（生长期长），后者相对平缓，跨度小（生长期短）。

经过统计，树冠以下主干部分中的特一等品木材约占80%以上、立木经济价值占80%以上、材积占70%以上。所以，这一段木材径级发生很小变化就能大幅提高木材经济效益和增加材积。成熟阔叶树树冠下主干长度约为4至10m，成熟针叶树树冠下主干长度约为6至14m。树冠以上的木材经济价值和材积所占比重小，加上判断困难，设计时可以不考虑或者以不变化的估测值来确定。

根据立木经济价值图像来看，凡下降者必须设计采伐，越早越好，这时立木已经处于衰亡生长阶段，时间拖得越久，损失越大。

应伐木设计不一定非要等立木生长到售价高峰值时才去设计采伐，合理设计应该是图像上升中某处，一般是接近高峰点之前的刚刚上升到的一个大阶梯点处为佳，这时即获得较高售价，又没有明显增加培育时间，又不影响森林培育实施，有效解决了资源发展与利用之间的矛盾。所以，立木处在合理径级处采伐，可以认为是合理开发利用森林资源的重要标志，反之，称为人为浪费做法。解决问题的目的是要大力发展资源，建设美好生态环境，在此基础上增加开发数量。

三、举例讲解直径很小变化情况对检尺径、检尺径区间、材种和售价的变化影响趋势（检尺径扣除树皮）。以水曲柳立木主干根部第一节为例，材长4m。

例1、曲柳原木，质量优，小头断面长径16.8cm，短径16.7cm，检尺径16cm，直接用原木，生长一年后，长径17.2cm，短径17.1cm，检尺径18cm，锯切用原木，一等，检尺径增大，材种升级（由直接用原木上升到锯切用原木），前后售价计算：0.132×1250-0.106×850=165-90.1=74.9元，售价在一年后增加了74.9元。

例2、曲柳原木，质量优，小头断面长径19.2cm，短径19.1cm，检尺径20cm，锯切用原木，一等，生长四年后，长径20.8cm，短径20.7cm，检尺径为20cm，锯切用原木，一等，前后售价计算：0.160×1250-0.160×1250=0元，售价在四年内没有变化。

例3、曲柳原木，质量优，小头断面长径20.9cm，短径20.7cm，检尺径20cm，锯切用原木，一等，生长一年后，长径21.3cm，短径21.1cm，检尺径22cm，锯切用原木，一等，检尺径增加，前后售价计算：0.191×1250-0.160×1250=238.75-200=38.75元，售价在一年内增加了38.75元。

例4、曲柳原木，质量优，小头断面长径23.8cm，短径23.7cm，检尺径24cm，锯切用原木，一等，生长三年后，长径25.2cm，短径25.1cm，检尺径26cm，检尺径增大，材种升级，变成特选A材，前后售价计算：0.262×1860-0.225×1250=487.32-281.25=206.07元，售价在三年内增加206.07元，增加幅度较大（未考虑定制材设计）。

例5、曲柳原木，质量优，小头断面长径24.8cm，短径24.7cm，检尺径24cm，锯切用原木，一等，生长一年后，长径25.2cm，短径25.1cm，检尺径26cm，特选A材，检尺径增大，材种升级，前后售价计算：0.262×1860-0.225×1250=487.32-281.25=206.07元，售价在一年内增加了206.07元，增加幅度较大（未考虑定制材设计）。此例与上一例结果相同，生长时间不同。

例6、曲柳原木，质量优，小头断面长径28.8cm，短径28.7cm，检尺径28cm，特选A材，生长一年后，长径29.2cm，短径29.1cm，检尺径30cm，特选A材，检尺径增加，检尺径区间升级（检尺径在26cm至28cm执行一个价格，到30cm至34cm执行高一级价格……），前后售价计算：0.344×2150-0.302×1860=739.6-561.72=177.88元，售价在一年内增加了177.88元，售价增加幅度大（未考虑定制材设计）。

例7、曲柳原木，质量优，小头断面长径34.7cm，短径34.6cm，检尺径34cm，优质材，生长一年后，长径35.1cm，短径35.0cm，检尺径36cm，特优材，检尺径增大，材种升级，前后售价计算：0.487×4790-0.437×3290=2332.73-1437.73=895元，售价增加幅度极大（目前《木材价格表》中没有4m优质材和特优材材长，此例木材价格是依照2.6m材长估定）。

……

四、操作

人员：2至3人为一组。

工具：围尺（或卡尺）、4m长尺杆、记录野帐（计两份，一份为量材设计野帐，每棵立木为一页；另一份为采伐设计野帐）、计算器、原木材积表、笔、橡皮、帐夹、工具包、砍刀、《木材价格表》等。

做法：

1.确定应伐木：根据小班条件和采伐设计要求，确定应伐木。

2.缺陷判定：自下而上了解应伐木主干缺陷情况，如果有些缺陷无法判断，如根部是否有心腐、裂纹（弧裂和环裂）？程度是多少？可以从根茎线处开始以上让出长度1至1.5m左右开始量材设计。

3.检量直径：检量直径要扣除树皮。如果根部没有缺陷，从根茎线以上正常部位开始检量直径。如果根部有缺陷，缺陷长度小于根茎线以上1.5m长度时，则在让出缺陷范围线处检量直径；如果缺陷长度大于根茎线以上1.5m时，则从根茎线以上正常部位开始检量直径。直径检量后，根据原条尖削度变化规律和目测结果，确定树冠以下主干各处直径。如果顶端在树杈处，其直径以树杈以下正常部位为直径。

如果觉得没有把握，可以采用两次检量的办法。第一次检量同前，第二次检量在第一次检量以上1m处，可以准确确定尖削度变化情况，以此估测以上各处直径变化情况。

4.主干长度测量：手持4m长的尺杆自检量检尺径线处向上测量主干长度，如果主干长，另一人站在较远处，根据尺杆长度目测主干长度。

5.优化量材设计：根据主干长度和各段直径变化情况，进行优化量材设计，并根据当时的《木材价格表》进行售价计算。

6.应伐木设计：根据立木直径年生长变化规律确定此前调查结果在短期内变化情况，决定是否设计为应伐木。

以上六步为基本做法。在实践中，为提高工作效率，可以把这六步化简为简单操作形式，只要准确判断短期内因直径变化能使材种升级或者检尺径区间升级变化，就可以设计为暂时保留木，并做好特定记号。除此之外，可以设计采伐。

五、举例说明（注：直径扣除树皮）：

例、火杨，树高24m，根部无缺陷，立木蓄积0.8m3，向上6m处材质优，根茎线以上1m处直径29.6cm，根据木材径级变化规律和目测，自根茎线向上6m处直径为24.6cm，可以设计出材长6m，检尺径24cm，锯切用原木，售价：0.366×640=234.24元，剩余木材售价估测：0.35m3×570元/m3=199.5元，合计433.74元。生长一年后，根茎线以上1m处直径变成30.2cm，根茎线以上6m处直径变成25.2cm，可以设计出材长6m，检尺径26cm，特选A材，直径增加，材种升级，售价计算：0.423×880=372.24元，剩余部分假定没有变化，仅这一节木材增加372.24-234.24=138元。这棵立木树龄约为50年左右，前50年每年增加效益434÷50=8.68元。第51年时增加了138元，年平均增加（372.24元+199.5元）÷51年=11.3元/年，材积增加了0.057m3，第51年比平均增加量多出138-8.68≈129元，变化很明显。

六、使用立木量材设计法结果调查

通过大量现场调查，总销售价增加幅度在10%左右，材积增加幅度在3-5%之间。

在实际工作中，对缺陷的估测和检尺径的推算难免有操作误差，但无论怎样，都能大幅度提高售價和利用率。

七、立木量材设计法优缺点

操作简单，快捷，易于掌握。

参考文献

[1]王吉顺，邹洪海，秦风巍. 提高民营森林采伐调查设计精度和效率的探讨[J]. 中国林副特产，2013，04：71-72.

[2]尹丕. 我国森林采伐工作的现状及发展策略[J]. 科技创新与应用，2013，32：287.

[3]检尺径变化与材长设计，农民致富之友，2013（12）

作者简介：段贵军 性别：男，年龄48岁，（1966.11.30—），籍贯：吉林省蛟河市人，学历：大专，职称：营林工程师，参加工作时间：1986年，工作单位：吉林省白石山林业局，长期从事营林、采伐设计和木材检验与量材技术和理论的研究，善于研究，有多篇论文发表在国家级和省级杂志上，有许多研究的技术应用于生产实践中，发挥了重要作用。