全 文 ：　 　  福建省自然科学基金项目（E９９００１） 、福建省林业厅科学基金项目（闽林科［２０００］０８）和福建省教育厅科学基金项目（JA０３０５７）资助
　 　  　 通讯作者
收稿日期 ：２００５０４０７ 　 改回日期 ：２００５０５２９
不同采集作业方式对森林景观生态的影响 
张正雄 　周新年 　陈玉凤 　丘进渊
（福建农林大学 　福州 　 ３５０００２） 　 　 　 　
赵 　尘 
（南京林业大学 　南京 　 ２１００３７）
摘 　要 　通过研究人工林伐区不同采集作业方式对森林景观生态的影响 ，结果表明 ：皆伐对森林景观生态的影响
大于择伐 ，带状皆伐的影响大于块状皆伐 ，伐区间隔排列的影响大于连续顺序排列 ，大面积皆伐的影响大于小面积
皆伐 ；择伐对森林景观生态的影响随择伐强度的增大而增大 ，且径级择伐影响大于集约择伐 ；集材作业对森林景观
生态的影响与集材方式有关 ，其影响由大到小依次为手扶拖拉机 、手板车 、土滑道 、绞盘机和架空索道 。随集运材
道路网密度的增大 ，其影响也增大 。进而提出减少采集作业对森林生态及景观生态影响的对策 。
关键词 　人工林伐区 　采集作业方式 　森林景观生态 　对策
Effects of different harvesting ways on forest landscape ecology ．ZHANG ZhengXiong ，ZHOU XinNian ，CHEN Yu
Feng ，QIU JinYuan （Fujian Agriculture and Forestry University ， Fuzhou ３５０００２ ， China） ， ZHAO Chen （Nanjing
Forestry University ，Nanjing ２１００３７ ，China） ， CJEA ，２００６ ，１４ （４） ：４７ ～ ５０
Abstract 　 The analytical results of the effects of different harvesting ways in artificial forest outing areas on forest land
scape ecology show that the influence of clear cutting on forest landscape ecology is heavier than that of selective cutting ，
the impact of beltshaped clear cutting on forest landscape ecology is more serious than that of lumpshaped clear cutting ．
The disposing form of cutting area in a sequent plot arrangement is better than that in an interval plot arrangement ．The
effect of clear cutting in a large cutting area on forest landscape ecology is graver than that of clear cutting in a small cut
ting area ．The influence of selective cutting on forest landscape ecology increases as the intensity of selective cutting is
higher ，and the effect of selective cutting according to the diameter of wood on forest landscape ecology is heavier than
that of intensively selective cutting ．The influence of skidding operation on forest landscape ecology is related with skid
ding ways ．The influences of different skidding ways are in the following sequence ： walking tractor skidding ＞ pushing
cart skidding ＞ dirt chute skidding ＞ winch skidding ＞ suspended cable skidding ． The effects of skidding road on forest
landscape ecology increase as the density of skidding road increases ．And the countermeasures for decreasing effect of har
vesting on forest landscape ecology are put forward ．
Key words 　 Cutting area of artificial forest ，Harvesting ways ，Forestry landscape ecology ，Countermeasures
（Received April １７ ，２００５ ； revised May ２９ ，２００５）
森林景观是具有高度空间异质性的区域 ，它是由相互作用的景观元素或生态系统以一定的规律组成
的［１ ，２］ 。关于伐区不同采集作业方式对森林景观生态影响的研究国内报道较少 。 本研究从森林景观生态的
角度 ，分析了伐区不同采集作业方式对森林景观生态的影响 ，以便为合理确定人工林采集作业方式 、减小各
种作业方式对森林景观生态的负面影响和实现林业可持续发展提供科学依据 。
1 　主伐作业方式对森林景观生态的影响
主伐方式是指按照一定的空间配置和时间顺序 ，对成熟林分或具有一定特征的成熟林木 ，进行采伐作
业的程序［３］ 。主伐方式根据其作业特点 ，可分为皆伐 、渐伐和择伐 ３ 大类 。 三者的基本区别在于同一个轮
伐期内对成熟林木的采伐次数不同 。由于渐伐在人工林生产中应用很少 ，故着重对皆伐和择伐的影响进行
分析 。
11 　皆伐的影响
皆伐按其伐区大小和形状分为大面积皆伐 、带状皆伐和块状皆伐等 。皆伐对森林景观生态的影响可从
第 １４卷第 ４期 中 国 生 态 农 业 学 报 Vol ．１４ 　 No ．４
２ ０ ０ ６年 １ ０月 Chinese Journal of EcoAgriculture Oct ．，　 ２００６
伐区大小 、伐区形状和伐区排列（配置）３方面进行分析 。
伐区大小的影响 。 伐区大小直接影响森林景观的斑块大小 ，伐区越大 ，则斑块越大 。 斑块大小一方面
会影响森林景观中的能量和营养分配 。单位面积上的能量和营养储量与斑块面积有关 ，这是因为大小不同
的斑块 ，其边缘和内部的比例不同 ，大斑块边缘所占比例小 ，而小斑块边缘所占比例高 。 关于一个斑块中边
缘和内部单位面积上植被和生物量的不同 ，可以农田本底中一个残余的森林斑块为例 ，森林中边缘的林木
生长旺盛 ，下层灌木草本层也发达 ，甚至各层中的花果产量也明显比内部高 。 残余斑块中边缘地带和内部
地带的动物也不同 。边缘地带授粉动物 、食草动物等密度均较高 。残余斑块中边缘脊椎动物的生物量和生
产力比内部高 。有些动物如野兔 、鹤类和野鸡等 ，也是边缘比内部密度大 。 由此看来 ，小斑块中单位面积动
物中含有的能量和营养高于大斑块 ，但以物种总数而言 ，大斑块多且食物链长 ，其原因是营养级上处于高级
别的物种通常对斑块大小敏感并且只见于大斑块 。 营养物质既包括在生物体中 ，也包括在土壤中 。 残余斑
块土壤营养物质的总量多半情况下边缘高于内部 ，这是因为边缘生物积累高 ，生物循环强度大 。 小面积皆
伐在森林景观中常形成干扰斑块 。干扰发生后 ，干扰斑块的生物种群发生变化 ，有的种消失了 ，有的种侵入
了 ，有的种个体数量发生很大变化 ，从而影响斑块与本底之间能量和营养分配 。 另一方面斑块大小会影响
森林景观中的物种数量 。当一片森林大面积皆伐后 ，剩下的一小部分团状或块状森林 ，即成为采伐迹地本
底中的残余斑块 ，残余斑块种的总数基本上决定于斑块的大小和隔离程度［４］ 。 残余斑块越大 ，则物种数越
多 ，斑块越小 ，则种群数越少 。因为小斑块支持的种群较小 ，而小种群容易因近亲繁殖 、种群性别和年龄结
构的随机变化 、环境变动 、突发事件而灭绝［５］ 。另外 ，斑块越隔离它能支持的种越少 。
伐区形状的影响 。伐区形状通常为块状和带状 ，不同的伐区形状（即斑块形状）对景观生态的影响也不
同 。伐区形状对生物的散布和觅食具有重要作用 。 例如 ，通过林地迁移的昆虫和脊椎动物 ，更容易发现与
它们迁移方向成垂直的狭长的采伐迹地（如带状皆伐迹地） ，而对于圆形（或方形）采伐迹地（如块状皆伐迹
地）或者与它们迁移方向平行的狭长的采伐迹地 ，则容易忽略 。 不同形状的伐区其产生的边缘及边缘效应
不同 。无论是 ２种植被类型之间 ，２ 种林分之间 ，还是森林和采伐迹地之间均如此 。 边缘的过渡性表现在 ：
由一种环境条件组合过渡为另一种环境条件组合 ，由一类动植物组合过渡为另一类动植物组合 ，不仅包括 ２
个生态系统内部的成分 ，并且包括独特的成分 。根据对边缘或内部的反应 ，可将生物分为边缘种和内部种 。
边缘种指仅生存于或主要生存于边缘的种 ，而内部种则相反 。 对于动物 ，与边缘相联系的种分为 ３ 类 ：一类
是对 ２种生态系统均有要求的种 ，如有的种要求年幼群落和年老群落的结合 ，以前者为寻食场所 ，而以后者
为掩蔽场所 ；一类是对边缘的特殊生境有特殊要求 ，如高地生态系统和河流生态系统之间就有些特殊的种 ；
另一类是主要与某一种生态系统有联系 ，但可扩展到边缘 。 林缘常代表一种特殊的更新条件 。 有些树种特
别喜欢林缘更新 ，林缘的幼苗数量比林内和空旷地均多 ，这一方面与小气候及特殊的下层植被和地被物有
关 ，另一方面与取食种子的动物在林缘较少有关 。带状皆伐产生长条形斑块 ，块状皆伐产生块状斑块（圆形
或方形斑块） ，２种斑块相比 ，后者边线（周边）比前者更短 ，因而斑块与本底的相互作用更小 。 后者斑块内部
最大直线距离较前者为短 ，故其内部障碍较少 ，生境异质性也较小 。 圆形或方形斑块对内部种和边缘种都
能提供生存条件 ，而长条形斑块则更便利于边缘种 。 因此 ，后者物种多样性较高 。 斑块内动物的寻食效应
是与物种多样性有联系的 ，长条形斑块可起走廊的作用 ，便于动物移动 。可见 ，内部与边缘比率高对一些生
态过程有利 ，而比率低 ，则对另一些生态过程有利 。
伐区排列（配置）方式的影响 。伐区排列（配置）是指安排伐区轮伐的顺序［２］ 。 它能起到调节采 、育两方
面利益的作用 。带状伐区有带状间隔皆伐和带状连续皆伐 ２种排列方式 。带状间隔皆伐是将整个采伐林地
区划为若干长方形采伐带 ，首次采伐时每隔 １ 带采 １ 带 ，其时采伐迹地两侧留有间隔带可供天然下种和庇
护 ，待形成幼林后 ，再伐除全部间隔带 。带状连续皆伐是每 １个新区紧靠前一伐区设置 。同样 ，每采 １带后 ，
要待此采伐迹地形成幼林后 ，方可采伐相邻的带 。 块状皆伐是在采伐块之间保留相当于皆伐面积的林块 。
目前 ，我国南方人工林采伐生产中基本上采用间隔（交错）分布的块状伐区 。 伐区排列（配置）方式会影响斑
块的格局（指斑块在空间上的分布 、位置和排列）和本底中的孔性 。间隔块状皆伐 ，伐区大小为 ５ ～ ２０hm２ ，与
保留区相间排列 。该采伐方式对伐区和保留区均不利 。 对采伐迹地而言 ，幼林不易恢复且稳定性差 ，保留
区也因面积过小并且位于几块伐区中间 ，内部环境变化很大而产生不利后果 。
12 　择伐的影响
择伐的主要特点是每次仅采伐部分林木 ，使保留木继续生长 ，始终保持一定的森林环境 。 择伐对森林
４８　 中 国 生 态 农 业 学 报 第 １４卷
景观生态的影响随择伐方法和择伐强度的不同而异 。 根据择伐的目的不同 ，择伐可分为径级择伐和集约择
伐 ２大类 。径级择伐是根据对木材的要求和成本核算 ，确定最低的采伐径级 ，将此径级以上的林木全部采
伐 。因侧重于当前木材的利用 ，故径级择伐强度较大（通常为 ３０ ％ ～ ６０ ％ ） 。集约择伐是以提高森林生产力
和维持森林环境作为依据所进行的择伐 ，因着重于以后森林培育 ，故集约择伐强度较小 ，回归年龄短 ，选木
较严格 ，又称为经营择伐或更新择伐 。
择伐强度是择伐的一项至关重要的技术指标 ，不仅影响获取木材的速度和成本 ，且影响森林环境的变
化 。因此必须根据树种特性 、立地条件和经营单位的经济状况等因素 ，合理确定择伐强度 。 枟森林采伐更新
管理办法枠规定 ：择伐强度不得大于伐前林木蓄积量的 ４０ ％ ，伐后林分郁闭度应保留在 ０５ 以上 ；伐后容易
引起林木风倒 、自然枯死的林分 ，择伐强度应适当降低 。 集约择伐的采伐量不应超过生长量 ，根据这一原
则 ，其采伐强度一般为 １０ ％ ～ ２５ ％ ，最大不超过 ３０ ％ ［３］ 。
径级择伐 ，尤其当择伐强度超过 ５０ ％时 ，则容易在景观本底中形成残余斑块（未采伐的块状林木） ，一个
残余斑块尽管外表上与干扰（择伐）前的森林类似 ，但因为在松弛过程中损失的物种在本底中常由于干扰而
淘汰 ，这些种的重新定居要取决于很远的种源 ，因而恢复很慢 ，甚至当本底（采伐迹地）和残余斑块融合一起
以后 ，由它们汇合起来的生态系统 ，其物种仍比原有的生态系统贫乏些 。集约择伐由于择伐强度较小 ，所以
在景观本底中常形成较多的小斑块 ，从而加大森林的破碎化 。斑块的大小 、形状 、数量及分布（配置）则与择伐
前的林分结构有关 ，这些小斑块对森林景观生态的影响类似于皆伐时产生的斑块 ，但影响程度要小得多 。这是
由于择伐对生境的改变和破坏影响较小 。总之 ，择伐对森林景观生态的影响随择伐强度的增大而增大 。
2 　集材作业方式对森林景观生态的影响
集材作业是木材生产中一道重要的工序 ，不仅对木材生产的经济效益（生产成本）有较大的影响 ，且对
森林生态环境和森林景观生态有较大影响 。 我国地域辽阔 ，南北方的森林资源 、气候 、地形 、地貌条件相差
较大 ，故集材方式也有较大差别 。南方人工林伐区的主要集材方式有手扶拖拉机 、手板车 、架空索道 、绞盘
机 、土滑道 、人力担筒等 。其中手扶拖拉机 、手板车等 ２ 种集材方式由于兼有运材功能 ，又称它们为集运材 。
集材作业对森林景观生态的影响主要表现为修建集材道对其产生的影响［６ ，７］ 。 在伐区中修建集运材道 ，一
方面会增加森林景观的破碎化 ，造成物种生存环境的危机 。 研究表明 ，道路对小哺乳动物的通行起障碍作
用［４］ 。另一方面 ，修建集运材道后 ，在景观本底中形成走廊 ，产生廊道效应 ，走廊起着运输 、保护 、资源和观
赏作用 。走廊的宽度会影响物种的移动 。 走廊（道路）相互交叉相连则成为网络 。 网络是本底的一种特殊
形式 ，网格内景观要素的大小 、形状 、环境条件以及人类活动等特征对网络本身有重要影响 。 相反 ，网络又
对被包围的景观要素给予影响 。
网格大小有着重要的生态和经济意义 。例如林区建设的根本点之一是修路 ，道路密度可作为衡量网格
大小的一个间接指标 ，不仅与各种林业活动有关 ，且与野生动物的生境有关 。 如随道路网密度增大 ，适宜麋
的生境则大幅度减少 。当林区道路密度达到 ２km／km２ 时 ，只有 １／４的林地适宜麋的生存［４］ 。
不同集材方式对森林景观的影响不同 。架空索道和绞盘机集材不需要修建集材道 ，故对森林景观的影
响甚小 ；土滑道集材所需集材道断面较小 ，滑道不会相互交叉形成网络 ，故对景观生态的影响较小 ；拖拉机 、
手板车等集材方式因需修建较宽的集运材道 ，且可能形成相互交叉相连的网络（路网） ，对景观生态的影响
较大 。路网密度和道路宽度越大 ，对森林景观生态的影响越大 。
3 　减少采集作业对森林景观生态影响的对策
减少采集作业对森林景观生态影响的对策一是合理确定伐区大小和形状 。 确定伐区大小及形状时要
根据当地的自然地理 、气候 、植被 、森林资源和立地条件 ，综合考虑 ，合理确定 。 不仅要考虑枟森林采伐更新
管理办法枠的一些要求 ，如皆伐面积一般不超过 ５hm２ ，在坡度平缓 、土壤肥沃 、容易更新的林地 ，可扩大到
２０hm２［３］ ，而且要考虑森林生态及景观生态的要求 ，有利于保护生物多样性 。 根据山地森林地形复杂的特
点 ，按山形地势进行自然区划 。在地形不规整 、坡度较大的林地 ，可设计块状伐区 ；在地形比较平坦的林地 ，
可设计带状伐区 。为给皆伐迹地创造良好的天然更新条件 ，伐区宽度要考虑种子飞散距离 ，一般以树高的
２ ～ ３倍为宜 。 二是合理确定伐区配置形式 。 伐区配置形式直接影响斑块的格局 。 传统的主伐方式大多采
用间隔块状皆伐 。多年试验研究表明 ，采用交互块状的伐区配置形式对伐区和保留区均不利 ，这是因为该
采伐方式太分散 ，造成斑块边缘增多 ，对一些要求内部种的种群产生不利影响 ，并且容易增加各种灾害（如
第 ４期 张正雄等 ：不同采集作业方式对森林景观生态的影响 ４９　
风倒和火烧）发生的可能性［９］ 。 建议伐区应相邻配置即采用顺序前进的采伐方式 。 这种方式对森林干扰
轻 ，可减少森林的破碎化过程 ，有利于生物多样性的维持 。 三是合理确定伐区集运材道路网密度 。 林道网
密度合理与否不仅关系到伐区作业经济效益（作业成本）的高低 ，而且还会影响森林生态及森林景观 。 以往
确定林道网密度时 ，绝大多数仅从经济效益方面考虑 ，即以集运材作业成本最低为依据 ，很少考虑林道网密
度对森林生态及森林景观的影响 。建议今后确定伐区集运材道路网密度时 ，既要考虑其经济效益 ，也要考
虑其对森林景观生态的影响 。在满足木材生产要求的前提下 ，尽可能减小路网密度 ，以减小对森林景观生
态的不利影响 。四是在皆伐迹地上保留一定数量的活立木 。 传统的皆伐作业方式 ，不论天然林还是人工
林 ，由于主要从经济效益方面考虑 ，所以除少数因天然更新需要而在采伐迹地上保留一定数量的母树外 ，绝
大多数情况下采伐迹地上都不留任何的乔灌木 。这种采伐方式不能满足许多野生动物 ，尤其是鸟类对生境
的要求［１０］ 。建议在皆伐时应在采伐迹地上保留一定数量的活立木（如 ２０ ～ ３７ 株／hm２［５］） ，尤其要注意保留
阔叶树活立木 。五是迹地清理方式改火烧法为散铺法 。 许多林业生产部门为方便更新造林和减少病虫害 ，
对采伐迹地的清理大多采用火烧法 ，既不利于地力维持和防止水土流失 ，也不利于生物多样性的维持 ，不能
满足一些小哺乳动物对生境的要求 。建议迹地清理最好采用散铺法或带堆法 ，让枝桠作为小哺乳动物的通
道保留下来 ，以便保持生态系统的持续性 。六是伐区木材生产规划应以县市为单位 。 以往的木材生产规划
大多以林业采育场或林场为单位进行 ，其后果是容易造成伐区分散 ，斑块边缘增加 ，加大森林破碎化 ，影响
森林景观及生物多样性的维持 。仅从一个林业采育场看 ，虽然伐区是顺序前进的 ，但从整个地区（县市）看 ，
伐区则是分散的 。建议今后进行木材生产规划时 ，应以县市为单位或更大范围进行 ，以减少森林的破碎化 。
且采伐以不同尺度（伐区大小）进行 ，但各种尺度的伐区总面积应约略相等 。 其目的是使森林景观的空间异
质性最大 ，从而有利于维持生物多样性 。那种认为考虑生物多样性 ，就应该只搞择伐 ，一点不搞皆伐的认识
是错误的 ，经营方式的多样性才是合理的［４ ，８］ 。
参 　考 　文 　献
１ 　 丁丽霞 ，李芝喜 ．森林景观与可持续林业 ．林业建设 ，１９９９ （１） ：３０ ～ ３１
２ 　 张运杰 ，刘 　 艳 ．森林景观及其评价 ．森林工程 ，２０００ ，１６（３） ：１７ ～ １９
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６ 　 张正雄 ．山地人工林集材作业技术 ．山地学报 ，２００２ ，２０（６） ：７６１ ～ ７６４
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９ Hong S ． He ， et al ． Study of landscape change under forest harvesting and climate warminginduced fire disturbance ． Forest Ecology and
Management ， ２００２ ， １５５ ： ２５７ ～ ２７０
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Forest Ecology and Management ， ２００３ ， １７４ ： ５４１ ～ ５６４
５０　 中 国 生 态 农 业 学 报 第 １４卷