木材生产技术与管理
授课教案
第一章 绪论
第一节 木材生产概论
一、木材生产
木材生产是人类社会开发利用森林资源的一种主要生产性活动。具体地讲，就是人们在一定森林经营思想指导下，投入一定的人力、财力和物力，形成适宜的作业系统，完成将拟采伐的立木从伐区伐倒并以一定产品形式运输到贮木场，加工入库或交付用户的全部收获生产过程。
二、木材生产作业特性 作业特点：
(1) 作业具有资源开发性。
(2) 作业场地分散、偏远且经常转移。 (3) 作业受自然条件影响显著。
(4) 作业具有社会经济与环境生态双重属性。 三、木材生产工艺
木材生产工艺就是选择某一类型流水作业线的同时，选用适宜的机械设备和技术，协调工序间配合和合理衔接，在投资少、效率高、周期短和成本低的条件下完成原木等产品的生产加工任务。它是探讨和研究木材生产规律的一门科学。
木材生产的产品形态有伐倒木、原条、原木和削片四种。立木伐倒后即为伐倒木形态，再经过打掉枝丫后称为原条形态，由原条再经过造材加工得到原木形态。削片是木质原料经过机械切削加工后形成的薄小木片。
在木材生产工艺中，采伐、打枝和造材是改变形态必须的三个生产工序，而其他工序如集材、装车、运材、选材、卸车、归楞等都不会发生产品形态的改变。 （一）木材生产工艺类型
木材生产工艺类型的划分的主要依据是木材生产的产品或半成品。当前生产的木材产品或半产品类型有原条、原木、伐倒木和木片四种，因此，伴随产生了四种木材生产工艺类型。 （二）木材生产工艺设计应遵循的原则 (1) 贯彻以营林为基础的林业建设方针。
(2) 贯彻国家对森林资源实现限额采伐的保护性措施。 (3) 遵循自然法则。
(4) 贯彻“投资少、效益大”的经济原则。
第二节 中国木材生产沿革
一、古代森林开发与利用
我国是世界上最早从事木材生产的国家之一。 (1) 从旧石器时代开始。 (2) 春秋战国时期的发展。 (3) 秦代的大量采伐。 (4) 汉代的采伐情况。
(5) 三国两晋及南北朝时期对森林的大规模开发。
(6) 隋唐五代时期的采伐情况。
(7) 宋辽金元时期过量采伐，导致西北地区生态环境继续恶化。 (8) 明清时期在森林采运的劳动组织和作业技术方面有一定的进展。
从中国古代森林采用的论述可以看出，古代占陆地面积80％以上的茂密森林，从原是的利用到大规模的开发利用，历代王朝均使用刀、斧、锯伐木造材，集材靠人背肩扛，运材以水运为主兼施车运，全部手工作业，效率甚低。 二、近代森林开发与利用
近代的森林采运由原始的森林利用转向掠夺式的原木生产利用。 而且随着林业教育与科学的兴起，林学思想的建立以及木材生产规模的日益扩大，近代森林采用作业技术有了一定提高，主要表现在：采运工具的改进和机械的使用；因林因地制宜采用不同采伐方式和作业方式；改进作业技术和提高作业效率等。
(1) 东北林区的森林采运主要分间接经营、直接经营和共同经营三种经营方式，而以间接经营为惯用方式。采伐作业实现季节性手工作业，多在秋冬进行，大致分为五个阶段：准备、开山、伐木、集材、运材。
(2) 华北、西北等林区森林资源较多，采运作业技术较东北林区落后，一般生产规模不大。多由木厂雇匠人伐木，大都小本经营，带有开发利用性质。
(3) 南方林区树枝繁多，森林采运以木商经营为主，一般生产规模教学。采、集、运作业多以人力手工作业为主。 三、现代森林开发与利用
随着国民经济发展对木竹材和林产品日益增长的需要和森林工艺的兴起，我国森林采运在国名经济部门愈来愈占有重要地位。
(1) 20世纪50年代：确立合理采伐利用、进行技术改造、改善生产条件、实现经济核算等
方面框架，是发展奠定基础的阶段。
(2) 20世纪60～80年代：我国森林采运事业是教育、科研、生产并举，是森林采运发展最
快的阶段之一。 这一时期的变化有：
a. 森林采运科研教育的发展强劲。 b. 森林采运机械化得到迅速发展。
c. 逐步由原木集运材工艺发展为原条集运材工艺。 d. 采伐方式逐步趋于合理。
(3) 20世纪80年代到20世纪末的20年间：木材生产政策、工艺与技术又发生了显著变化。
a. 林区经济上出现了资源危机和经济危困。
b. 木材生产产量逐年下降，乃至实施天然林保护工程。 c. 木材生产工艺由原条生产占主流向原木形式变化。 d. 生产技术多样化。 总之，我国森林采运在中个发展过程中的个别阶段，由于贯彻以营林为基础的方针不够有力，长期仅重视森林的经济效益，而忽视森林的生态效益，重采轻造，年采伐量超过林木生长量，致使生态环境日益恶化，因而造成当前森林资源危机、林业经济危困的严峻局面。
第三节 森林采伐与环境
一、森林经济效益与森林生态环境效益
森林作为一个相对独立的生态系统，是有机物和无机环境的统一体。 森林不仅提供木材，还具有涵养水源、防止水土流失、调节气候、减少噪音、净化大气、保健、旅游等多种生态效益。
森林的经济效益是在森林采伐后获得的，而生态效益是以森林职务群体的存在为条件才能发挥，两者确实是有对立的一面，但是林业发展的战略目标是将两种效益统一，用生态经济理论指导森林采伐。
二、区域性森林采伐对森林环境的影响
（一） 对林地土壤的影响
1．在森林作业中，人畜、机械和木材在林地上运行，以及修建的道路、装车场和伐区楞场等土木工程，对林地土壤会产生一定程度的损害，进而对保留木和更新树苗生长不利。
损害的形式分为：破裂和压实。 (1) 破裂。
破裂的土壤失去土壤表层和植被层的保护，在较强的雨水冲刷下，尤其是在皆伐后的坡地上，大量的具有生产力的土壤将会流失，使作业后的迹地条件恶化。 (2) 压实。
被压实的土壤对保留木生长和更新种子着床发芽乃至生长均产生一定程度的阻碍作用。表现为：
a. 密度增大，使土壤的穿透阻力增大，对树苗和树苗根部的延伸发展不利。 b. 阻碍土壤中养分、空气和水分的传输，它们是树苗生长的必要要素。
c. 降低了对地表水的渗透能力，土壤持水能力下降，加大了地表径流强度，加剧
了水土流失和土壤侵蚀。
2．不同的采伐方式度伐后迹地土壤中元素构成及某些化学元素的含量也产生一定影响。
（二） 对林地内保留木的影响 分为直接和间接两种。
(1) 直接作用：作业中作业设备直接作用于保留树木，并产生一定程度的损伤，如
擦伤、刮伤、破裂和折断等。 (2) 间接作用：森林作业后林地的土壤、水和光照产生影响，进而又作用于保留木。 （三） 对区域内径流水量水质的影响
森林作业对径流流量的影响主要来自以下三个方面：
1． 土壤的物理性质发生了一些变化，密度增大，下渗径流减少，地表径流增加； 2． 树木的蒸腾作业减少或消失，是瞬间地表径流量增大；
3． 由于失去部分或全部树冠的截留作用，降雨到达地面时的动能增大，对土壤的
侵蚀力增强。
在各项森林作业中，采伐方式对径流流量影响最为显著。
（四） 对森林生物多样性的影响
无论是空间上还是时间上大尺度的森林采伐，尤其是在生态基础比较脆弱地区的森林采伐，导致森林生物多样性减少。 （五） 对野生动物资源的影响
野生动物也是森林资源的一个重要组成部分。过度的和不合理的采伐都会导致野生动物失去家园。采伐区域的野生动物种群数量与质量会随着采伐面积的拓展而呈幂指数型锐减。
（六） 对森林自然景观的影响
不合理的采伐对森林景观的影响是很严重的。 三、森林采伐与森林可持续发展
（七） 可持续发展的概念
可持续发展(Sustainable Development)是指能够满足当今的需要而又不牺牲今后世世代
代自身需要的能力的发展。它是一个变化过程，在这个变化过程中，资源的利用、投资的导向、技术发展方向以及机构改革都是协调的，并能加强当今和今后满足人类需要和愿望的潜力。
森林可持续发展(Forest Sustainable Development)是指在没有不可接受的损害的情况下，长期保持森林生产能力和再生能力，以及保持森林生态系统的物种和生态多样性。
林业可持续发展(Forestry Sustainable Development)的内涵要比森林可持续发展广泛。除了要考虑森林资源的可持续利用和不断改善生态环境外，还有发挥林业的各种经济效益、社会效益和文化、精神方面的效益。
（八） 森林可持续发展评价标准
寒带和温带地区森林可持续经营标准，主要有：生物多样性、森林生产量、土壤营养状况、水土保持、森林野生动物保护、森林生态系统的健康与活力；对地球生物圈的贡献；森林生态系统的社会和经济功能的能力。
（九） 森林可持续发展的迫切性和必要性
（十） 森林采伐对森林可持续发展影响较大的技术问题 1． 采伐策略
采伐策略是指对于某一具体林区在某一时间域的采伐量分布计划。根据森林可持续经营的评价标准，森林可持续经营的主要基础是森林的数量和质量。采伐策略是人力干预森林生态系统的一项主要指标。
2． 采伐方式
采伐方式是指人们进行森林作业时采取的技术方式，包括皆伐、渐伐、择伐和间伐等。采伐方式时人们在局部干预森林、采伐森林之强度的一种体现。采伐强度不同，导致伐后迹地的森林生态系统因子 变化也各不相同，对森林可持续发展大多数评价指标的影响也不相同。
3． 集材方式
集材作业对森林环境的不利影响主要直接表现为对林地地表植被、土壤的损害和对林地保留木的损伤。
影响程度因集材方式不同而各异。地面集材作业方式影响程度最大，架空索道次之，直升飞机和飞艇最小。
4． 迹地清理方式
迹地清理方式主要有火烧、堆积和散铺等。不同迹地清理方式对森林可持续发展的影响主要表现为对林地土壤特性产生的显著影响，进而影响地力维持水平。
第四节 木材生产作业理论与技术发展现状与展望
一、木材生产作业规划、组织与管理 （一）木材生产作业规划 1．合理采伐量的概念
我国颁布的《森林法》规定，以不大于年生长量的年采伐量作为采伐森林的量上宏观控制指标。
2．环境、社会和经济因素综合约束下木材生产作业规划
由于合理采伐量概念的转变，使得制定木材生产作业规划的追求目标从传统单一的经济指标转变为追求经济、社会和生态综合指标。考虑的因素也从原理的生产率和成本拓展到生产率、成本、景观、土壤、水、野生动物、保留木和作业者舒适性等。
评价指标：作业成本、立木资源投入与木材产品产出比、作业安全程度、对保留木损伤程度和对地表土壤及植被损伤程度等五项。
