森林的适度采伐与更新既能满足人类的木材消费，又能起到调节森林结构、促进森林健康发展的作用。传统采伐方式(conventional logging, 简称CL)在森林环境保护方面存在严重问题，许多国家都在积极探索一种能将环境破坏降到最低程度的采伐方式(reduced impact logging, 简称RIL)。中国长期执行“大木头挂帅”路线，采取工业式采伐，造成森林资源锐减、林地生产力下降，导致环境恶化(张会儒, 2005)。基于此，一些学者提出了“生态采伐”(ecology-based forest harvesting, 简称EFH)的理念。本文对国内外森林生态采伐概况进行了综述，以促进中国森林生态采伐更新的研究。

1 森林生态采伐理论的形成过程 1.1 “减少对环境影响的森林采伐”理念的形成

随着传统的采伐方式在森林环境保护方面存在的问题的加重，世界许多国家都在积极地探索一个新的能够使采伐对环境的破坏降到最低程度的采伐方式。1988年出现了“environmentally sound harvesting(简称ESH)”一词(Bol, 1988)，意为“无害于环境的采伐”或“环境友好的采伐”，这标志着考虑对环境影响的森林采伐模式的萌芽。1990年初，“reduced impact logging”(简称RIL)开始出现在一些林业出版物上(Putz et al., 1993；Dykstra，2001)，意为“减少对环境影响的采伐”。由于它的词义非常明确，因此，被许多林业工作者所接受，也被联合国粮农组织(FAO)林业部所采纳(Dykstra et al.，1992)。热带森林基金会(TFF)也提出了一个词“low-impact logging”，但没有被环境工作者所接受。从此以后，RIL比ESH更迅速和更广泛地被使用在技术文章和新闻报道中。同时，也得到了象世界自然基金会(WWF)和世界保护联盟(IUCN)等有影响的国际环境组织的支持。FAO经过总结提炼，将RIL的定义表述为：“RIL就是集约规划和谨慎控制采伐作业的实施过程，将采伐对森林以及土壤的影响减到最小，通常采取单株择伐作业”(FAO，2004)。

关于RIL模式的内涵，有关专家学者(Dykstra et al., 1996；Dykstra, 2001)进行了阐述，归纳起来主要有：1)伐前调查和采伐木制图；2)道路、集材、贮木场的伐前规划，提供接近伐区的途径，制定单木采伐计划，使对土壤的干扰达到最小，使用合理的通过方式，保护溪流和水道；3)伐前清理，伐除藤本和攀缘植物以及搭挂木；4)采用合适的伐木和造材技术，包括控制树倒方向，降低伐根、避免木材浪费，优化造材横切方法，使可用材的出材率最大；5)修建的道路、贮木场和集材道要符合工程和环境设计规范；6)绞盘机原木集材时，布局要合理，避免搬动机器；7)索道集材时，原木要悬挂离地，以保护土壤和植被；8)要进行伐后评估，并及时反馈给采伐组织者和作业人员，评价RIL规程成功运用的效果。

1.2 “森林生态采伐”理论的形成

在国际提出RIL理论的同时，中国也开始进行新的采伐理论和模式的探索。1986年，陈陆圻教授正式提出了“生态型森林采运”这一新名词，同年由中国林学会森采运学会在吉林林学院组织召开了森林生态型采伐学术研讨会(赵秀海等，1994)，中国采运专家和林学家们第1次共同讨论森林采运作业与森林生态环境保护问题，标志着中国森林生态采伐的概念初露端倪。会后，陈陆圻(1991)组织国内采运学者编写并出版了《森林生态采运学》，这是中国第1部有关森林生态采伐的专著。此后有关森林生态采伐的研究日益活跃。经过10多年的发展，中国森林生态采伐的研究取得了一些成果，发表了很多有价值的论著(赵秀海，1995；石明章，1997；徐庆福，2000；史济彦等, 2001；郭建钢，2002；唐守正等，2005)。但是，截止2002年，中国进行森林采伐研究的学者基本都是森林采运系统的，2002年以后，随着世界森林经营理论的发展，诸如“森林生态系统经营”、“森林多功能效益经营”和“近自然经营”理论在中国的深入研究，加之国家森林经营和保护政策的转变(天然保护工程的启动)，越来越多的森林经营和森林生态研究领域的人员加入了森林生态采伐研究的行列，给生态采伐更新研究注入了新的活力。“十五”期间，国家科技攻关计划设立了“东北天然林生态采伐更新技术研究与示范”课题，标志着中国森林生态采伐更新技术的研究进入了一个新时期。

关于生态采伐的定义，有着各种各样的表述，比较有代表性的有以下几种：1)陈陆圻(1991)给出的森林生态采伐的定义为“用森林生态学原理指导采伐作业，作业中尽可能减少对森林生态系统的破坏，做好采伐迹地的清理与处理，为下一代森林创造更好的生态环境，并采取措施保护好幼树幼苗”；2)徐庆福(1999)给出的森林生态采伐的定义为“森林采伐利用协调发展的采运模式。它是以现代生态学、生态经济学原理为指导，以森林资源永续利用和可持续发展为原则，运用系统工程方法及先进科学技术，在维护森林生态系统平衡和促进森林生产力提高的前提下，经济、高效地收获木材、从而达到实现森林的经济效益与生态效益、森林采伐与培育开发、森林的近期效益与长远效益的相互统一，为林业实现高效、协调持续发展创造条件”；3)赵秀海(2000)给出的森林生态采伐的定义为“森林生态采伐是以生态学原理为指导，根据森林的生态学特性进行伐区区划、设计、山场作业及组织管理等森林经营活动，把森林资源的利用和保护结合起来，以达到持续发展森林资源的目的”；4)唐守正等(2005)给生态采伐的定义为“依照森林生态理论指导森林采伐作业，使采伐和更新达到既利用森林又促进森林生态系统的健康与稳定，达到森林可持续利用目的，这种森林作业简称生态性采伐或生态采伐”。可以看出，虽然不同学者由于专业和理解的不同，对森林生态采伐定义的表述有所不同，但其核心内容是相同的，即都包涵3层意思：1)森林采运以森林生态理论为指导，在获取木材产品的同时还必须考虑到对森林生态系统的影响；2)森林生态效益与经济效益往往存在矛盾，森林采运应力争使经济效益与生态效益实现对立的统一；3)在维持生态系统平衡的前提下，充分利用森林资源，提高森林资源的经济效益。

将中国的森林生态采伐和国际上减少对环境影响的森林采伐(RIL)的理念进行比较可以看出，RIL主要强调在采伐过程中要保护森林及其环境和资源高效持续利用。而中国的森林生态采伐更新除了强调在采伐过程中要保护森林及其环境和资源高效持续利用以外，还包含了生态系统经营的思想，要比RIL的内容宽泛。

2 森林生态采伐试验研究 2.1 国际上关于RIL的试验

国际上，在RIL的概念被人们普遍接受以后，许多学者对此进行了深入研究(Barros et al.，1995；Berthault et al.，1997；Andrewartha，1998；Ahmad et al.，1999；Hinrich et al.，2001；Boltz et al.，2003；Sist et al.，2003)。各国际组织也开展了RIL的研究，例如联合国粮农组织(FAO)、热带木材组织(ITTO)、国际林业研究中心(CIFOR)等。尤以联合国粮农组织的研究最为广泛，他在全球19个热带国家和地区开展了森林采伐案例研究(forest harvesting case study 1—19)，下面选择介绍一些重点案例的研究结果。

联合国粮农组织在刚果共和国对天然林进行了RIL试验及其对环境破坏的调查(forest harvesting case study 7)。试验林地面积为150 hm²，分成3个面积相等的采伐单元。立地条件为山坡、水道和季节性的沼泽地。平均采伐密度为3株·hm^-2。30个采伐点遭到采伐破坏，每棵采伐树的平均破坏频率为17.7%，每公顷林地中有17.3株树木遭到破坏。集材破坏发生的频率为11.5株·hm^-2。总体来说，集材和采伐造成的破坏的树木数量为29株·hm^-2。在调查区内对土壤的破坏占整个调查面积的8.4%，其中采伐位置占3.8%，集材占2.7%，道路支线占1.0%，道路干线占0.7%，楞场占0.2%。在采伐区内由于运输和集材的距离比较短，所造成的环境破坏符合低影响标准。

联合国粮农组织在巴西进行了采伐作业规程的应用能力的测验(forest harvesting case study 8)。试验在亚马逊地区的热带天然林林地进行。RIL和CL所选择的林地面积相等，立地条件相同。RIL采伐每一棵树木所需要的时间为21.42 min，而CL为17.59 min。但RIL的生产率比CL高。而CL比RIL对环境的破坏高出两倍。在树冠的破坏方面CL为24.7%，而RIL为10.8%。CL造成的木材材积损失率为8.5%，而RIL为3.9%。总之，RIL并不一定比CL花费更多的钱。相反，RIL在长期内对社会、经济和环境将产生巨大的影响，使森林经营朝着有利于可持续的方向发展。

联合国粮农组织在印度尼西亚热带天然林林区进行了RIL的研究(forest harvesting case study 11)。研究表明，CL要比RIL花费更多的时间和金钱：CL在整个采伐作业过程中的花费为28 211.95 Rp·m^-3，而RIL的花费为28 572.87 Rp·m ^-3。CL的集材距离平均为350.6 m，造成的天窗为872.53 m²·hm^-2，而RIL相应的为335.2 m和520.81 m²·hm^-2。2种采伐方式对环境影响的比较见表 1。从表 1可以看出，CL的破坏要比RIL严重的多。所以长期来看，RIL并不比CL多花钱，而且RIL对环境的破坏比CL低的多。

联合国粮农组织在不丹的喜马拉雅山地区对环境健全的森林建设结构进行了研究(forest harvesting case study 12)。研究提供了建设作业、花费估计、生产率和对环境的影响等详细信息。研究表明：RIL建设道路时，每米长度的花费是9.28 ＄，而CL的花费是6.07 ＄；CL每立方米木材的运输时间是15.34 min，而RIL是10.52 min；CL的工作效率为3.88 m³·h^-1，而RIL为5.01 m³·h^-1；CL每立方米木材的运输费用为25.53 ＄，而RIL为20.13 ＄。这些结果表明，环境健全的道路建设要比传统的道路建设优越。尽管传统的道路建设能获得短期的经济效益，但是从长期来看会对环境造成巨大的破坏和经济损失，例如会对生物多样性和土壤造成破坏。

总体来说，联合国粮农组织在刚果、印度尼西亚、不丹、巴西等国家进行的比较试验，证明了从集材道建设、楞场建设和采伐技术方面，RIL对环境的破坏比CL至少低1倍，虽然短期内在道路建设、采伐及其运输方面上比CL多花钱，但是从长期来说对经济和生态环境会有很大的益处，并且随着科学技术的发展这一采伐方式会有巨大的进步。

2.2 中国关于生态采伐的研究

中国“生态采伐”的概念虽然提出于1986年，但从技术上来说，并不是一件新事物。这是因为，正确的森林采伐都包含有保护生态环境和永续利用的内在关系，之所以要冠以“生态”或“生态性”，无非是为了强调、醒目和提高警惕而已，还“森林采运”的本来面目，是合理森林采运的继续和发展(史济彦，1988a；郭建钢等，2002)。但从采伐的理论上说，它又是新的。因此，在森林生态采伐的概念提出以后，中国很多学者进行了理论和技术改进的实践研究和探索。

尹远程等(1991)对黑龙江林区的集材方式研究提出：在平缓地区，采用小型拖拉机和畜力集材以适应被伐木分散、径级小的特点，并可有效地保护幼树和地表；在高山林区推行索道和冰雪滑道集材。周新年等(1992)研究表明，在择伐作业中，深开下口，多打锲子，树倒前快速拉锯，可使伐木倒向准确，减少周围树木的损伤。于景生等(1997)结合黑龙江省的森工实际，提出择伐强度不超过30%、抚育间伐强度不超过20%、幼林透光抚育不超过8%；实现集材作业基本在冬季完成；大力发展畜力和小四轮拖拉机集材等生态采伐措施。杨玉盛等(1997)研究指出，在南方山地林区，天然林采伐后应尽量不采用炼山方法清理林地，应把剩余物散铺或带状堆腐，从而减少土壤干扰，增加幼林地地表覆盖度，保蓄养分。董希斌等(1997)研究表明，伐后郁闭度为0.48~0.62时，苗木更新速度最快；采伐强度为23%~30%时，森林更新的速度最快。李明阳(1997)在南方伐区作业规划的研究中提出，伐区作业规划应以景观生态学原理为基础，通过对不同作业方式下森林景观结构、功能的动态分析，探讨伐区的大小和形状、伐区的配置方式、伐区道路的选线、采伐方式、集运材方式等技术要素对景观格局的影响，从而为伐区规划的优化奠定坚实的基础。亢新刚等(1998)在长白山林区对针阔混交林的研究表明，对云冷杉、红松为主的异龄林实行低强度择伐(10%~20%)，既能保持原有的森林生态系统结构和功能，又能产生较好的经济效益，并且有利于土壤、生物多样性、生态系统和景观的维护。史济彦(1998b)的研究提出：在坡度小的伐区，传统上仍沿用拖拉机集材为主，通过提高林道网密度，减少集材拖拉机的通过次数以降低对林地土壤的压实程度，完善作业方法如拖拉机不越出集材道，装车场铺设灌木和枝桠，采用犁耕法等恢复集材道上的土壤；伐区作业尽量避开雨季，在寒冷地带增加冬季作业的比重以充分利用冰雪道集材等措施，都能减少作业对森林生态环境的不利影响。郭建钢(2000)研究提出采用活立木打枝以减少采伐木对保留木和幼苗的损伤。邱仁辉等(2001)根据福建省山高坡陡，地形复杂的特点及林分状况，提出天然松阔混交林应采用的择伐强度为30%，周期为20年，伐后郁闭度为0.5，并以索道集材为主，以人力担简、农用车集材为辅的集材方式。唐守正等(2005)通过对东北天然林生态采伐的系统研究，提出了东北天然林生态的共性技术原则和5种模式林分的生态采伐技术模式。

总之，中国在天然林生态采伐研究中得出以下结论：1)在指导思想方面，要以森林生态学和可持续经营理论为指导，在取得一定木材收获量的同时，保持生态系统的健康、活力和完整性，充分发挥系统的各种功能，实现森林的可持续经营；2)在采伐方式方面，严格控制抚育间伐标准，除非特殊情况采用皆伐，一般不使用皆伐，提倡择伐；3)在采伐强度方面，要针对不同森林类型和立地条件，因地制宜，一般择伐强度不应超过30%；4)在林木采伐作业技术方面，严格控制树倒方向，减少对保留木和幼苗的伤害；5)在集材方面，以畜力和人力集材为主，且最好在冬季进行，以减少对地表的破坏；6)在伐区清理方面，尽量回收可用材，采取散铺或堆铺的方式清理枝桠，禁止采用火烧清理。

3 结语

有利于环境的生态采运技术已成为目前国际上森林可持续经营研究的发展趋势。因此，研究在先进的森林经营理论指导下的生态采伐更新技术体系，指导中国天然林采伐更新作业，实现天然林的可持续经营，对中国天然林资源保护工程具有重要意义。目前，国内外对生态系统经营已经有了很多讨论，针对具体森林类型的生态系统经营模式已有初步的研究，如加拿大提出了11种模式林的经营模式，我国也提出了5种模式林分的生态采伐技术模式，但生态系统经营的技术体系还未形成。作为生态系统经营的核心技术，森林生态采伐更新的原则和技术可以分为2类：一类是适用于多种森林生态系统类型的共性技术，如生态采伐规程；另一类是针对特定森林生态系统的个性原则和技术。我国虽然已经研究制定了新的森林采伐作业规程(国家林业局，2005)，但某些方面还不完善，离可持续经营的要求还有距离。在森林生态采伐更新研究方面，多是进行理论和单项技术的研究，缺乏与传统采伐方式在成本效益上的比较研究，针对具体森林类型的生态采伐技术模式还很不够。因此，我国森林生态采伐研究的方向应为：在共性技术方面，应用先进的森林经营理论，研究森林生态采伐更新技术体系，改进森林采伐作业方法，最大限度地减少对森林及森林环境的负面影响，修改完善已有的森林采伐作业规程；在林分层次上，要针对具体的森林类型确定采伐更新模式，重视森林生态系统的结构多样性和完整性，在取得一定木材收获量的同时，最大限度地改善林分结构，使森林生态系统始终维持理想的结构状态，以保持生态系统的完整和健康，充分发挥系统的各种功能。