木材物流是指在木材供应链运作中，为满足客户需求，实现木材高效率、低成本的流动和储存，对木材、服务及其相关信息在采伐迹地和需材客户之间进行计划、执行和控制的过程。在一定的时间和空间内，所有与木材实体流动相关的人员、物资、信息与活动等相互联系和相互制约所形成的具有特定功能的统一整体即为木材物流系统。该系统主要由集材道修建、集材作业、楞场作业、林道修建、木材运输、装卸和库存等环节组成。传统的木材物流是一种“高投入、高消耗、低效益”的粗放型木材物流形式，片面强调木材生产的经济效益，忽视木材采、集、运、贮等物流环节对环境的负面影响，缺乏木材资源的有效利用意识，不能适应现代林业的木材生产需求。环境友好型的木材物流系统是以森林资源及生态环境承载力为基础，以遵循自然规律为原则，以木材采、集、运、贮的相关理论研究及技术创新为动力，而构筑起来的一个体现人与森林和谐共生的木材物流系统形态。其核心内涵是实现林业在生态效益、经济效益与社会效益上的协调和可持续发展(周新年等，2007)。

环境友好型的木材物流与传统型的木材物流的本质区别在于物流思想的彻底转变，将环境保护与经济利益放在同等重要的战略地位，并以新技术的应用来支撑物流系统的运行。环境友好型的木材物流系统主要研究：考虑生态的林道网布设；不同集材方式对林地土壤和植被的影响；考虑木材供应链的工艺与设备的优化问题；应用GIS的空间分析技术，研究合理的伐区配置和采伐顺序、集材线路、山上楞场位置、林道网配置和最佳运材路径等的优化方法。我国林业积极推进以木材生产为主向生态建设为主的历史性转变，体现了可持续科学发展观。木材物流作为林业生产的主要活动，与生态环境息息相关。开展环境友好型的木材物流是当今林业发展的主要趋势。由于公路网的完善，汽车运输逐渐成为我国木材运输的主要方式，本研究的木材物流系统中运输方式主要以汽车运输为主。

1 国内外研究现状 1.1 国外研究现状

林道网对森林生态环境的影响早已受到林业发达国家的重视，并已有大量研究。美国John等(1983)以及新西兰Coker(1993a)均对林道网的土壤侵蚀量进行定量研究，发现林道网的土壤侵蚀量占林地总土壤侵蚀量的相当大比例。其中林道修建期间的侵蚀量比修竣后高5倍(Megahan，1987)，投入使用后行驶车辆比不行驶车辆路面侵蚀量增加13倍，海拔对道路的土壤侵蚀量也有影响，海拔高，土壤侵蚀相对严重(Coker，1993b)。

国外在林道网理论的研究上，特别重视应用计算机进行林道网配置和优化，如Douglas(1990)和Tan(1992)采用数字地图进行计算机自动选线，开辟了林道网理论研究和配置方法的新途径。美国俄勒冈州立大学研制的网络分析软件，可对林区道路上木材运输的运转进行模拟，用户只要提供线路和运输量数据，即可找出林道网的最佳选择方案。加拿大应用地理信息系统将地形地物存贮于空间数据库和属性数据库中，研究道路网的最佳规划，包括位置、修建时间和道路等级对木材供应和森林经营管理的影响(夏国华，1994)。在爱尔兰已采用ArcView网络分析程序，根据林区路况数据，设计木材的运输路线，以确保运输距离最短，且道路维护费用最少(Martin et al., 2001)。美国的Eugenio等(2005)利用经济行为的理论模型和地理信息系统(GIS)软件模拟林道修建的空间决策，并对亚马逊河盆地中呈鱼骨状分布的2种常见类型道路进行模拟。虽然模拟的结果只有部分成功，但这使人们开始关注多智能体在林地中的应用、法律和制度约束在经济行为上的重要性，以及GIS作为一种研究工具所能发挥的强大功能。由于森林经理总是面对着复杂的林道修建和道路更新等问题，因此决策系统成了有效的利用工具。加拿大的Axel等(2006)使用动态规划方法以林道修建工程费、更新费、集材和养护费、集材时间、贴现率和集材量为变量，建立最优的道路等级模型，并用于英国Hardwicke岛上林道网的研究，结果表明：集材距离越短，集材费用越低。Kim等(2002)开发的木材运输与资源分析系统，可用于帮助木材用户定位木材剩余物的来源，分析其运输成本是否具有经济合理性，并可将木材剩余物与其他燃料的利用成本进行比较。

1.2 国内研究现状

近年来，国内对森林生态采运展开了系统的研究，并在系列专题研究上取得重要进展，如：周新年等(1998)研究了不同采伐集材方式对林地水土流失、保留木以及林地土壤理化性质的影响；研究了通过计算各伐区采集作业模式的综合效益(经济效益与生态效益)，优选伐区的采集作业方式方法等(周新年等，2001；2002c；邱荣祖等，2001c)。在定量计算伐区采育作业模式的经济效益指标和定位测定由这些作业模式所造成的土壤肥力、迹地更新效果和蓄水保土等指标变化量的基础上，采用多目标决策和层次分析等方法，定量计算各伐区采育作业模式的综合效益，改变单纯以经济效益为唯一目标确定伐区工艺方案的传统方法(周新年等，2000；2002a；2002b)。邱荣祖等(1997)采用标桩定点试验和侵蚀沟面上调查相结合，研究山地林道网土壤侵蚀的机制和影响侵蚀量的因素以及防治措施。应用模图分析法，选择山地林区典型的树状林道网配置模图，研究分析山地林道网密度、综合系数与配置线形间的相互关系，考虑修建林道所产生的环境成本，以综合费用最低为目标函数，建立了计算林道网合理密度的迭代模型；在定点观测研究山地林道网对林地土壤性质、土壤侵蚀影响的基础上，建立了评价山地林道网对森林综合效益影响的定量模型；研究山地林道网对林地土壤理化性质、植被和土壤侵蚀的影响，揭示其影响的程度和机制(邱荣祖等，2000a；2001a；2001b)。蒋有绪(1994)在林业建设工程的环境背景调查和环境质量评估基础上，对工程实施完成后一个时期的环境效益提出了预测和评估的内容、效益指标和方法，为逐步实行对林业建设工程项目环境预测及评估的规范化和体系化提供了依据。李军锋等(2005)应用分形理论定量研究机械集材和畜力集材对林内与集材道的土壤团聚体破坏率的差异，机械集材较畜力集材对土壤抗蚀性影响较小，更有利于土壤改善，并间接促进森林更新。总体来说，目前我国在林道网理论研究上仍有许多空白和不足之处。林道网的森林保护功能效益始终未被重视，林道修建过程中对树木的损伤及其造成的损失定量评价也未开展研究。在合理林道网密度和具体的配置中，缺乏如何处理好林道网的生态效益和经济效益的关系(邱荣祖等，2000b)。

木材物流发展较为滞后，因此木材物流的运输优化研究也相对较少。袁同功(1960)较早开始对我国木材水运方式的可行性及优缺点进行了深刻地分析；何希豪等(1984)应用线性规划，在运输总成本最小的前提下建立了数学模型，对汽车运输木材车辆组织和配车方法进行了研究；张正雄(1995)对福建省的木材汽车运输、汽水联运及汽铁联运3种运输方式进行了研究，并建立了运输费用优化的数学模型，分析了各种运输方式的经济运距，为木材运输方式的选择提供了理论依据；周元旺(1996)、陈开团(1997)分析了木材运输管理中出现的问题，对加强木材运输管理提出了若干对策；刘本锡(1998)采用CVP技术，对几种车型在不同道路上的盈亏平衡点的产量和收入建立了数学模型；邱荣祖(2002)在其开发的基于GIS的木材运输计划决策支持系统中，以集运材综合成本为目标函数，可确定最小费用路径和最佳楞场空间位置；之后，又开发了基于GIS的伐区楞场位置决策系统，对GIS技术、DBMS技术和数学规划方法进行集成，应用启发式算法进行编程，实现模型求解(邱荣祖等，2005)；刘娜翠等(2006)深入分析了我国木材物流的特殊性及当前存在的主要问题，并提出今后我国木材物流的发展趋势和需要研究解决的若干理论与技术问题；陈琳等(2006)阐述了电子商务在国际木业中的应用现状，分析了电子商务降低木材采购成本、优化木材库存、提高木材物流效率的优势；章维利(2007)总结了木材贮存期间的堆垛技术要点，提倡采取科学合理的堆垛保管措施，以保证木材质量，防止或减少木材变质降等的情况发生。但从总体来看，对于木材物流中运输、库存和楞场位置优化，以及新技术应用等的研究大多考虑如何提高木材物流的经济效益，缺少对环境影响问题的直接研究。

2 传统的木材物流存在的问题 2.1 侧重经济效益，环境影响严重

传统木材物流以资源驱动来寻求发展，漠视物流过程中造成的环境污染问题。林道网等林地物流基础设施的修建及木材采、集不当造成土壤侵蚀、地力下降等，严重破坏林地生态环境。目前对各种集材方式的适用范围、集材效率与对生态环境的影响已有大量的研究，但大多仍存在于理论阶段，在实际应用中未能根据实际情况选用。干线运输是木材物流活动中的重要环节，其环境影响很少被人们所重视。在传统的木材物流中，为追求短期的经济利益，一方面，运输车辆超载现象频繁发生，严重破坏公路网络，造成安全隐患；加大废气排放，造成空气污染；另一方面，运输规划的不合理，导致了木材迂回运输，车辆燃油消耗增加等。此外，木材运输工具的选型与利用缺乏合理性，特别是集运材大多仍以简易的运输工具为主，缺乏适宜装载木材的专用汽车，影响运材效率。

2.2 物流观念落后，自营物流为主

许多用材企业对物流的认识不够全面，受“大而全、小而全"的传统观念的影响，采取自营物流的模式，集采购、运输、生产、库存和销售等活动于一体，使企业不能集中精力发挥自己的优势，从事核心业务的生产和经营。部分企业则由木材生产单位提供送货上门物流服务，而木材生产单位由于受到规模小的制约，无力自己组织物流，把木材运输任务通过合同形式委托给个体运输者来完成，导致运输成本高，服务质量难于保证。

2.3 基础设施陈旧，缺乏整体优化

木材物流基础设施陈旧，木材市场开放后，木材可不经贮木场直接进入市场，贮木场的业务量急剧下降，倒闭破产，其设施及场地闲置，利用率不高，从而造成土地资源和人力资源的浪费。而另一方面，各林业采育场又自建中间楞场，规模比较小，因此设备及管理手段难于提高，基础设施利用率也不高。传统的林道网建设缺乏整体优化，仅凭作业人员长年积累的经验进行线型及密度的配置，缺乏科学理论数据的支持，不合理的林道网密度及施工严重影响林道两旁树木的生长，以及森林生态效益与经济效益的协调。传统的林道网合理密度研究中的主要影响因子构成不合理，难以适应和满足森林生态采运理论和可持续发展的需要(戚春华等，2003)。

2.4 木材库存分散，贮木时间漫长

木材生产具有较强的季节性，木材库存存在于木材供应链的多个环节当中。对木材生产企业来说，由于缺乏与客户信息交流及对木材需求信息的有效预测，以产定销的木材生产造成了木材的供需不平衡，部分木材滞销、降等，占用储存场地。此外，不合理的造材不仅导致木材资源的浪费，而且引起不必要的木材积压。对于以木材为原材料的加工企业来说，由于木材物流信息存在滞后性，对木材产品市场需求的变化及木材的供应情况不能及时地准确掌握，为保证生产的顺利进行，只要市场上有符合企业自身需求的木材供应，就会提前订购，长期储存，作为安全储备，库存费用非常高。

2.5 信息化水平低，服务效率不高

木材生产与销售企业的信息交流，目前大多数仍然是采用销售员电话联系的传统方式进行，信息管理比较落后，现代先进的技术设备使用率不高，特别是完全采用计算机来管理产品的生产和销售还不普及，利用网络技术进行物流信息的传送和管理的程度不高，木材生产企业的生产活动与市场需求之间的信息不畅通，从而使木材市场信息传递不够准确、及时，物流的速度及准确性受到影响，物流服务的效率不高。

3 环境友好型的木材物流系统研究对策 3.1 物流基础设施建设 3.1.1 林道网修建

林道网的修建，在生态保护与经济性上存在着典型的效益背反原则。一方面，造成了林地的水土流失及土壤理化性质的恶化；另一方面，又增强了伐区的可达度，缩短了集材距离，降低了木材生产成本等。因此，在林道网理论研究中，要充分考虑其正反影响，进行林道网的合理配置，并采取相应的防蚀措施，确保其功能与森林生态系统功能相协调，使综合效益达到最佳(邱荣祖等，1997；2001b)。定量研究林道网与森林生态系统各项功能及其效益间的关系，从生态经济系统的角度，对林道等级、合理养护年限和合理林道网密度等林道网理论问题进行研究，建立生态型林道网理论模型，为林道网配置提供科学依据。林道网合理密度是相对于集材方式而言的，在一片伐区上要得到最佳的林道网密度，需要进行集材方式的选优(邱荣祖，2000a)。

3.1.2 楞场选址

楞场是木材存储的主要场所，其选址与布局是否合理，将影响木材的装卸效率及其存储质量。因此，楞场的选址优化是环境友好型的木材物流系统的主要决策之一。综合考虑影响楞场选址的主要因素，如：交通便利性、运输距离、地形、气候、能源供应和基础建设投资等，通过对区域内的典型森林资源、道路网络和木材加工企业空间分布进行数字化，建立空间信息数据库和楞场选址优化模型，应用GIS空间分析技术，以综合效益最佳为目标，研究楞场的选址优化(邱荣祖等，2005)。

3.2 物流工艺优化 3.2.1 集材

集材是木材物流中产生木材空间位移最复杂的环节，其复杂性随集材距离的增加及对林地生态保护要求的提高而增加。集材方式及集材距离是影响集材效率和集材成本的关键因素。不同的集材方式对应有不同的集材设备，但同种集材方式也有不同类型的设备可供选择。因此，除因地因林制宜、选择生态型的集材方式外，应进一步分析同种集材方式中不同型号设备的差别，才能从根本上做到集材的优化。

3.2.2 运材

木材物流企业应考虑采取以下措施：首先，尽量实施联合一贯制运输，合理选择最佳运输方式组合，通过运输方式的转换削减总行车量(陈柳钦，2002；黄崇利，2003)；其次，利用地理信息系统(GIS)及计算机网络技术等合理规划木材物流网点及配送中心，优化配送路线，提倡共同配送，合理组织回程货源，减少木材运输车辆的回程空载率等；第三，鼓励木材加工企业，特别是小型企业进行联合库存，少设或不设自用木材库存设施，既减少生产环节，大大降低劳动消耗量和作业费用(郑智龙等，2002)，又能有效提高木材的运输效率。

通过对南方人工林伐区常用运材作业模式的经济效益、生态效益和社会效益，以及综合效益分析与评价，结果表明：在有水路运输条件的伐区，应优先选择船运木材或排运木材；在无水路运输条件的伐区，则应优先选择农用车运材(周新年等，2006)。

3.2.3 楞场作业

根据木材的生产工艺流程，楞场可分为3种类型：山上楞场、中间楞场和贮木场。目前较符合市场经济要求的一种方式是：采伐后的木材暂不运下山，即堆放在山上楞场，或山下公路两旁，然后根据客户要求进行现量、现造和现运，既减少了不必要的运输量(如一些树皮、枝丫材等剩余物)，方便装车，同时又可以减少由于过多的装卸次数所造成的木材损伤及费用增加，此外还减少了贮木场的库存管理费用等。

环境友好型的木材物流系统对于楞场作业环节，其主要作用有4点：1)以方便运输管理及装卸为宗旨，对楞场总体布局进行合理设计；2)提高造材效率及其技术质量，减少因造材不当而产生的木材浪费；3)提高归楞的分类标准，防止因归楞不当而影响木材储存质量及装卸效率；4)对楞场内的木材进行库存控制，综合考虑木材供需及运输情况，设定合理的木材库存量。

3.3 运材设备合理选型

农用货车在南方林区木材生产中主要用于木材运输，尤其是在伐区到场部这一段以支、岔线为主的林业公路上运材较为合适。农用货车满载时，可运木材6 m³以上，虽然这种严重的超载对道路造成很大的破坏，但与同样超载的EQ1090、CA1091车型比较，路面相对承受的载荷要小得多(丁艺，2002)。农用小型汽车在福建林区木材生产上应用的潜力较大，现有的车型不是运材汽车的专用车型，商家有必要对它们进行必要改进，使之更适合于林区的木材运输作业(丁艺等，2002；张正雄等，2004)。木材干线运输距离长、批量大、流向较集中和路线较稳定的特点，迫切需要有大型的运材汽车与其相适应。从木材运输的环境友好性看，大型化是木材干线运输中运材汽车选型的必然发展趋势。大型化提高了汽车的周转量，减少小型车多频次运输造成的公路网占用及环境污染问题，减少装卸次数，此外还方便运输单证等木材物流工作的管理。

21世纪物流重型货车发展的主要趋势是：大吨位、高功率、低污染和专业化运输，并在经济性、动力性、安全性、舒适性和可靠性方面都会有很大提高，还要适应未来的交通法规，尤其是要满足未来更加严格的环保要求(杨忠敏，2004)。因此，应全面规划，合理选型，注意配套，根据实际情况、自然条件及道路条件，对车辆合理组合，以最优的方案，达到不断提高生产效率和降低成本，保证安全的目的(赵凤文等，2001)。

3.4 物流系统优化 3.4.1 系统优化理论模型

开展环境友好型的木材物流系统研究，需要从全局的角度，综合考虑木材物流的经济效益和生态效益，研究木材物流关键环节作业的费用和对林地生态因子的影响。以集、运材运输成本和合理林道网密度等经济模型为基础，建立木材物流系统最低费用模型，计算分析各种集材方式与汽车运材相衔接的木材物流模式的最低费用；依据在研究区定位测定的土壤理化性质指标，计算各集材方式对林地的干扰程度；应用模糊数学评价法，对各种木材物流模式进行综合评价。计算结果表明，“索道集材+汽车运材”物流模式最优(邱荣祖等，2007)。理论模型的研究可为构建环境友好型的木材物流系统提供决策依据。

3.4.2 木材物流优化决策系统

由于现代科学技术的迅速发展和经济活动规模的急剧扩大，工程技术复杂程度的不断提高，使解决系统问题的理论模型变得极其复杂庞大。理论模型能否得到实际应用，平台开发研究至关重要。应用GIS空间分析技术和数学规划方法，开发设计基于GIS技术的木材物流优化决策系统，直接为构建环境友好型的木材物流系统提供技术支持。

4 环境友好型的木材物流系统发展趋势 4.1 加强政策的导向，推广森林认证

实施生态保护政策，避免整个木材产业价值链陷入“高资源投入-低产出-高资源投入”的恶性循环中。森林认证通过市场机制的运行促进并保证木材市场准入，引导消费者优先选择认证产品，迫使木材生产方不得不将大规模的木材采伐，转向以可持续经营为原则的木材生产，以满足市场对环境和可持续发展的潜在要求。推广森林认证的目的在于证明木材林产品的生产和服务过程是按可持续发展的方针进行的，因而能确保木材生产加工过程不对环境产生负面影响，并保证森林的可持续经营，即采伐量不会超过生长量(周新年等，2003)。

4.2 引导规模化经营，提高竞争能力

目前，我国木材产业仍处于小规模、分散化和无序竞争的状态。企业科技含量偏低，科技创新不够，仅凭简单加工或提供半成品维持，原材料浪费极大，加工成本高(张从军，2004)。此外，规模经济能力的欠缺，使大多数木材企业只会顾及市场竞争，而无力实现企业内部资源的集约化。这就直接导致了木材企业对森林资源的乱砍滥伐，加剧了产业发展与生态保护之间的矛盾。因此，要实现木材产业的快速发展与生态保护的动态均衡，就必须在规模化经营的基础上，提高木材资源利用效率，减小森林资源在产业升级成本中所占份额，完成木材产业资源基础由自然性资源向创出性资源的转换(宋维明等，2006)。规模化经营既能避免小型加工企业中同类设备各自购买及闲置的现象，又能有效整合分散的木材库存。由于木材需求量的集中，有利于运输的合理规划及提高车辆利用率，提高竞争力。

4.3 整合木材供应链，实施联合库存

目前，我国木材物流的信息化和网络化程度不高，企业之间缺乏合作性与协调性，造成木材库存分散，占用大量基础设施。由于缺乏有效的管理，以致大量木材腐烂和降等。在我国木材短缺的形势下，木材加工企业间只有通过供应链管理来整合优化各种资源，才能降低库存水平，简化业务流程，减少木材损失(李英等，2006)。高效集成的信息系统是供应链管理的技术核心，通过企业间的数据共享，实现联合库存，可以消除供应链系统中由于各节点企业的相互独立库存运作模式导致的需求放大现象，能够提高供应链的同步化程度(杨敏才等，2003)。因此，木材物流企业应采用供应链管理的方式，制定相应的绿色标准，实现木材供需双方之间物流与信息流的整合，改变各企业分散的物流管理，提高物流效率，减少无序物流对环境的影响(刘春宇，2005)。

4.4 开展第三方物流，促进节能创新

第三方物流(third party logistics，简作TPL)，是指由供需双方以外的物流企业来提供物流服务的业务模式。我国传统木材物流的自营物流模式使得供材单位或用材企业的生产经营能力分散，而第三方物流却能以其专业化的物流服务，对物流流程和环节，以及各装卸运输设备的技术创新、技术引进和技术改造，提高企业的营运能力和技术水平，最大限度地降低物流的能耗，增强环保能力，防止二次污染(刘春宇，2005)。

4.5 开发开放型系统，支持科学决策

数字林业是林业信息化发展的必然趋势。目前大部分技术研究与系统开发只是针对林业某个方面的应用，系统开放性与资源共享性较差。WebGIS技术符合木材物流点多、面广、地域性强和跨行业信息交流的特点，其较低的开发和应用管理成本，真正的信息共享，可扩展的跨平台特性(王霓虹等，2006)，开发基于WebGIS的木材物流决策支持系统，将成为发展环境友好型的木材物流的必然趋势。这一系统通过对林道网设计、运材路径优化、库存控制、木材需求预测及环境影响分析等模块的设计，不仅能实现各部门的跨地域互联及森林资源数据的交流与共享，而且通过对木材物流各环节的优化，可实现木材物流的环境友好性，减少各种信息处理过程中能源和材料的消耗，节约物流成本。

4.6 倡导循环化经济，回收废旧木材

德国、芬兰、瑞典、美国以及日本等一些发达国家，已有一整套行之有效的木材回收循环利用程序，并有严格的法律法规作保障，配之以严格的管理监督手段(崔积瑺等，2005)。现在我国已开始重视废旧木材的回收利用，亦有一些城市和地区先行了一步，如江西、上海等地(崔积瑺等，2004)。但多数企业对废旧木材的回收利用前景认识仍不足，废旧木材的回收只是个别现象，还没真正形成一种有组织的物流活动，其回收流程设计、技术设备及资金支持等问题没有得到较好地解决(肖小兵等，2006)。

现在我国在物流管理中已取得了较大的成就，并积累了不少经验，如果能借鉴国内外城市回收废旧木材的经验，并将现代物流管理引入到废旧木材的回收过程中，从废旧木材流量较大的企业开始，形成一个较大范围的废旧木材供应与回收利用体系，使废旧木材物流形成较大的规模效益。随着废旧木材加工技术与设备性能的进一步提高，回收利用途径的拓宽，不仅能充分提高废旧木材的利用率，减轻我国森林资源及生态环境负担，而且能促进木材加工行业中循环经济的进一步发展，提高整个木材行业的物流管理水平。

4.7 协调好三大效益，注重环保物流

生态效益、经济效益与社会效益是物流发展过程中要协调好的三大效益。三者之间紧密联系，相互影响。一味地追求经济效益而忽视生态环境的保护，或极端地为了生态效益而抑制经济的发展都不利于物流业的可持续发展，不能从整体上提高社会效益。林地生态环境是木材物流发展的本源，传统的木材物流重经济轻生态的发展模式，已经不适合现代木材物流的发展。只有处理好木材物流中的环境保护问题，协调好三大效益，形成一个环境友好的木材物流系统，才能使木材物流步入可持续发展的轨道。