防止木材生產(chǎn)伐區(qū)作業(yè)水土流失的措施

劉 振 海

(黑龍江省清河林業(yè)局，黑龍江 通河 150913)

在木材生產(chǎn)工藝過程中，伐區(qū)作業(yè)是木材生產(chǎn)的首要環(huán)節(jié)，也是最重要的木材生產(chǎn)階段。伐區(qū)作業(yè)方式合理與否，將直接影響林地水土保持及整個森林生態(tài)環(huán)境。因此，采取合理的伐區(qū)作業(yè)方式，如采伐更新方式、集材方式、跡地清理措施，是防止伐區(qū)水土流失、保持森林良好的生態(tài)環(huán)境的關(guān)鍵措施。

1 采伐更新方式的選擇

1.1 擇伐、漸伐與水土保持

擇伐是每隔一定的年限，把林分中部分成熟和應(yīng)該采伐的林木進(jìn)行單株采伐，把不應(yīng)該采伐的林木繼續(xù)保留在林地上，使采伐后的林地仍然保持復(fù)層異齡林。伐后的林中空隙逐漸被天然更新或人工促進(jìn)天然更新的苗木所補(bǔ)充。漸伐是在較長時期內(nèi)(一般不超過一個齡級)分2～4次伐掉伐區(qū)上的全部成熟林的一種主伐方式。漸伐的更新過程和采伐過程同時進(jìn)行。在幾級采伐過程中逐步為林下更新創(chuàng)造有利條件，留存的木材能對幼苗起保護(hù)作用。由擇伐和漸伐的性質(zhì)可知，擇伐和漸伐都是將伐區(qū)的木材采伐一部分，保留一部分，利用保留的林木本身下種，依靠天然更新來恢復(fù)森林植被。因此，擇伐和漸伐后的林地上既有良好的種源又有良好的森林環(huán)境，雖然有林中空隙，但沒有大片林地裸露，空隙很快就會被天然更新或人工促進(jìn)天然更新的苗木所補(bǔ)充，而更新起來的苗木又有良好的生長條件。所以，1～3a內(nèi)便可完全恢復(fù)林地涵養(yǎng)水源的功能。據(jù)調(diào)查，擇伐和漸伐以后，林地雨后徑流量暫時有所增加，但在短期內(nèi)的增加量并不很大，不會造成土壤侵蝕和沖刷。實踐證明，擇伐和漸伐是保持水土和環(huán)境的最理想采伐方式。地形地勢條件對水土保持影響很大，陡坡和陽坡易干旱和水土流失，緩坡和陰坡較濕潤，水土流失的可能性較小。在擇伐和漸伐的作業(yè)中，對陡坡和陽坡的樹木要適當(dāng)?shù)販p少采伐強(qiáng)度，使保留的郁閉度相對大些。否則，暴雨過后，也可能出現(xiàn)程度不同的水土流失現(xiàn)象。

1.2 皆伐與水土保持

皆伐是在一個較短的時間內(nèi)，將伐區(qū)上的林木全都伐除或基本伐除的一種主伐方式。伐后以人工更新為主，由于皆伐后森林環(huán)境改變比較劇烈，跡地生態(tài)環(huán)境與原林內(nèi)差異很大，使森林的各種效能下降，陰性樹種和對濕度敏感的樹種不易更新，特別是水土保持和水源涵養(yǎng)作用明顯降低。因此，皆伐方式的選擇與采用，必須因林因地制宜。當(dāng)?shù)貏萜骄?，陽性樹種的林分，可適當(dāng)采取皆伐方式，但皆伐面積要有所控制，否則極易造成水土流失、生態(tài)環(huán)境惡化。黑龍江省清河林業(yè)局部分皆伐伐區(qū)水土流失情況見表1。

表1 黑龍江省清河林業(yè)局部分皆伐伐區(qū)水土流失情況調(diào)查表

由表1可知，如皆伐方式采用不當(dāng)，伐后更新不及時，很容易造成水土流失。在一般情況下，皆伐面積不宜超過5hm2，但當(dāng)坡度平緩，土壤肥沃，容易更新的林地，也可擴(kuò)大到20hm2。在實施皆伐作業(yè)時要注意，在兩個皆伐區(qū)之間應(yīng)該保留相當(dāng)于皆伐面積的林帶或者林塊，只有等到皆伐跡地上更新的幼樹生長穩(wěn)定后，才能采伐保留帶上的林木。

2 集材方式的選擇

2.1 拖拉機(jī)集材

我國林區(qū)使用的集材拖拉機(jī)絕大部分是履帶式。在集材過程中，由于沉重的機(jī)體和龐大的木材在地面上碾壓與拖動，林地土壤被壓實，通過的次數(shù)越多，壓實越嚴(yán)重，特別是集材主道。集材道被壓實以后土壤透水性會減低92%，細(xì)微孔隙會減少53%，使土壤容重增大35%。拖拉機(jī)在集材道上反復(fù)通過，將在集材道上留下許多車轍，雨后積于車轍中的水將土壤軟化，拖拉機(jī)每經(jīng)過一次車轍加深一次。由于道路的滲水速度和孔隙度分別降低，再遇雨，地表的徑流速度加快，原來的車轍會被沖刷成條條小溝，產(chǎn)生水土流失。集材道壓實嚴(yán)重者需要18a才能恢復(fù)原有的滲水性。黑龍江省清河林業(yè)局茂林林場拖拉機(jī)夏季集材造成水土流失情況見表2。

表2 黑龍江省清河林業(yè)局茂林林場拖拉機(jī)夏季集材水土流失情況表

由表2可以看出，集材的時間越久，水土沖刷流失越嚴(yán)重。據(jù)有關(guān)資料記載，伊春翠巒林業(yè)局20多年前夏季拖拉機(jī)集材主道上許多地段沒有樹木，而是深深的溝壑。類似的水土流失情況不但在我國林區(qū)存在，在美國西部林區(qū)拖拉機(jī)集材道上也有程度不同的水溝形成的水土流失，而且個別地區(qū)較為嚴(yán)重。在皆伐作業(yè)區(qū)拖拉機(jī)集材水土流失現(xiàn)象比擇伐和漸伐作業(yè)區(qū)更為嚴(yán)重，這一現(xiàn)象已經(jīng)引起林業(yè)科技工作者的極大注意。

2.2 懸式索道集材

用懸式索道集材時，木材的一端與地面接觸，帶動一些土壤礫石和地被物，雨后地表層有少量土壤被沖走，在大雨或暴雨后流失嚴(yán)重些。因此，用懸式索道集材后，對于地勢陡峭，易造成水土流失的要采取相應(yīng)的防止措施。比如，木材采運生產(chǎn)工藝要求在集材后將無利用價值的枝椏用索道運下散鋪在土壤裸露的地方；當(dāng)在裝車場打枝時，在回空牽引索時將枝椏運到并散鋪在裸露土壤的索道線路下。全懸式索道集材時，木材不與地面接觸，對地表沒有破壞，不會造成水土流失。側(cè)向拖集時，因木材在同一地面上只通過2～3趟。所以，也不會因集材而造成水土流失。據(jù)調(diào)查，半懸式索道集材時，由于木材與地面接觸，挪動一部分土壤、礫石地被物，不然更新時落地的種子極易與土壤結(jié)合，在比較疏松的土壤里，水分空氣充足，種子發(fā)芽，幼苗生長的條件比較好。通過調(diào)查還發(fā)現(xiàn)，全懸式集材索道線路下的更新情況好于索道線路下的跡地；半懸式集材索道線路下的更新情況好于兩側(cè)。這與木材和地面接觸的次數(shù)和范圍大小有關(guān)。因此，懸式索道集材是一種能較好地保護(hù)森林環(huán)境、涵養(yǎng)水源、有利更新的良好集材方式。

2.3 畜力集材

肥犁小，重量輕，集材量多在2～3m3。因此，對集材道不但不能壓實，而且畜力在地面踏過，對土壤進(jìn)行翻動和疏松，有利于森林更新。另外，畜力集材最顯著的優(yōu)點就是保護(hù)幼樹、保留木和林地，由于畜力集材機(jī)動靈活且每次集材量小，對地表破壞極輕微，很少產(chǎn)生土壤侵蝕現(xiàn)象，不會造成水土流失。據(jù)報道，德國、法國、瑞典等國家在撫育伐區(qū)集材，廣泛使用牛馬套子集材，認(rèn)為這是有利于森林更新和水土保持的良好集材方式。眾所周知，我國目前的森林資源狀況是森林資源少，覆蓋率低，林地生產(chǎn)力差，殘次林相多，用材林可采資源嚴(yán)重缺乏，更重要的隨著國家二期“天?！惫こ痰膶嵤蠓冉档湍静纳a(chǎn)量，因材因地制宜，適當(dāng)發(fā)展畜力集材，對保持水土、防止水土流失具有重要的現(xiàn)實意義。

3 合理的跡地清理措施

采伐跡地清理的方式有堆積法、散鋪法和火燒法三種，每種清理方式適用于不同情況的跡地，各有利弊。堆積法和散鋪法適用于植被較少，土壤瘠薄坡度較大的非皆伐跡地，在地勢陡峭、峽谷、石塘較多，易發(fā)生水土流失的伐區(qū)，應(yīng)盡量采用橫山堆積法，將無利用價值的集材剩余物堆積在低濕、朽木或伐根上，任其自然腐爛；也可將采伐剩余物截成1m以下的小段均勻散鋪于跡地上。堆積或散鋪在林地上的剩余物可起到減緩雨后水流的速度，阻擋徑流帶下的泥土。堆腐和散鋪清理方法還有利于改良土壤，可在較長時間內(nèi)向跡地提供養(yǎng)分，增加土壤肥力，對森林更新起促進(jìn)作用，以使裸露土壤的林地迅速成林。

火燒法適用于皆伐跡地清理，可徹底清除跡地上采伐剩余物，增加土壤灰分含量，提高地力，消滅病蟲害，但清理面積較大，如果管理不善，一方面容易引起森林火災(zāi)，另一方面容易造成水土沖刷。在高山和陡坡地帶，火燒以后，跡地上一切清除，遇有大雨或暴雨，跡地沒有任何阻擋，會造成嚴(yán)重的水土流失。因此根據(jù)具體情況，選擇合理跡地清理措施，對林地保護(hù)可起到積極的促進(jìn)作用。

4 幾點建議

(1)因林因地制宜確定采伐更新方式。在木材發(fā)區(qū)生產(chǎn)中，要使采伐有利于森林更新，有利于水土保持，發(fā)揮森林的防護(hù)作用。因此，確定木材采伐方式時，必須根據(jù)森林再生資源及立地條件等主要因素，不能只追求經(jīng)濟(jì)效益，片面強(qiáng)調(diào)以木材生產(chǎn)為主的采伐更新方式，而忽視對森林環(huán)境，特別是對森林賴以生存的土壤環(huán)境的保護(hù)。

(2)增加拖拉機(jī)集材道德密度，采取特寬輪胎拖拉機(jī)集材。我國東北林區(qū)拖拉機(jī)集材比重占86%左右，如果為了保護(hù)森林生態(tài)環(huán)境而完全取消這種集材方式是不現(xiàn)實的?？梢栽黾蛹牡烂芏龋箚挝幻娣e上通過拖拉機(jī)的次數(shù)減少，采用特寬輪胎拖拉機(jī)集材，以減少對地面的破壞。我國林區(qū)使用的J—80拖拉機(jī)，輪胎最大寬度61.3cm，而加拿大從1980年就開始使用173cm超寬型高浮動低壓輪胎。通常的集材道要占伐區(qū)面積的18%～36%以上。

(3)大力發(fā)展有效保護(hù)林地、保護(hù)生態(tài)環(huán)境的索道集材和畜力集材。索道集材在國內(nèi)外已有成功的經(jīng)驗，畜力集材可試驗采用聚乙烯塑料肥犁，輕巧耐用，與地面的摩擦系數(shù)較小，一年四季皆可集材。

總之，雖然實施國家二期“天?！惫こ?，木材采伐量大幅度調(diào)減，但仍然有木材生產(chǎn)，并且存在因伐區(qū)木材生產(chǎn)作業(yè)不當(dāng)造成伐區(qū)水土流失，破壞森林生態(tài)環(huán)境，不利于森林生態(tài)恢復(fù)。因此，采取合理的采伐更新方式、集材方式、跡地更新方式等有效措施，對防止伐區(qū)水土流失、保持水土和恢復(fù)森林生態(tài)功能的作用十分重大。