洞庭湖灘地開溝抬壟造楊樹林效益分析

劉立清， 肖興翠， 王東生， 晏小羊， 龔細娟， 唐 潔

(1.泰格林紙集團股份有限公司， 湖南 岳陽 414002； 2.中南林業(yè)科技大學， 湖南 長沙 410004； 3.湖南省林業(yè)科學院， 湖南 長沙 410004)

洞庭湖灘地開溝抬壟造楊樹林效益分析

劉立清1， 肖興翠2， 王東生1， 晏小羊1， 龔細娟1， 唐 潔3

(1.泰格林紙集團股份有限公司， 湖南 岳陽 414002； 2.中南林業(yè)科技大學， 湖南 長沙 410004； 3.湖南省林業(yè)科學院， 湖南 長沙 410004)

對季節(jié)性淹水的洞庭湖灘地進行開溝抬壟造楊樹林試驗。結(jié)果表明：灘地開溝抬壟造林降低了楊樹林地的相對淹水時間和高度，提高了楊樹造林保存率，促進樹高和單株材積的生長，提高單位面積蓄積，提高徑階≥12cm的林木的比例和林分木材的價值；開溝抬壟造林能顯著提高楊樹林分生物量和生產(chǎn)力，開溝抬壟營造的7年生楊樹單株生物量、保存林分生物量、林分平均凈生產(chǎn)量分別為32.32kg/hm2、32.34t/hm2和4.62t/(hm2·年)，分別是未開溝抬壟的1.43、3.16和3.2倍；灘地開溝抬壟與未開溝抬壟營造的楊樹林各器官生物量大小均遵循干>根>皮>枝>葉的規(guī)律；開溝抬壟造楊樹林增加的木材效益比開溝抬壟工程總投入多，經(jīng)濟效益較好，第1個輪伐期年均利潤為166.3元/(hm2·年)，投入產(chǎn)出比是0.95。

灘地； 開溝抬壟； 楊樹； 生物量； 生產(chǎn)力； 效益

洞庭湖周邊有超過20萬hm2的灘地，其基本水文特點是汛期季節(jié)性淹水，退水后露出[1]。這類灘地不能直接作為農(nóng)業(yè)用地使用，但可作為林業(yè)用地使用，且非常適宜黑楊派南方型楊樹和蘇柳生長[2-3]。這些灘地中，符合國家法規(guī)規(guī)定并經(jīng)綜合考慮認證湖區(qū)楊樹的適宜發(fā)展規(guī)模為11.94～12.98萬hm2[4]，但其中年均淹水時間在65d以上的灘地不能直接用于楊樹造林[5]。為了充分利用這類灘地，提高灘地的利用價值，可通過開溝抬壟抬高壟面造楊樹林，使壟面的相對淹水高度和淹水時間降低，減輕楊樹的澇漬脅迫，大幅提高造林成活率及保存率，促進林木生長，降低林木傾斜倒伏率[6-7]。2005年，湖南茂源林業(yè)有限責任公司在江南咀鎮(zhèn)東南湖灘地開展了開溝抬壟造楊樹林試驗，以為灘地開溝抬壟楊樹造林提供參考。

1 試驗區(qū)概況

試驗地位于沅江市南咀鎮(zhèn)東南湖灘地，地處東經(jīng)112°26′35″、北緯28°48′59″。該區(qū)氣候?qū)僦衼啛釒П辈繙嘏瘽駶櫦撅L型氣候，年平均氣溫16.9℃，≥10℃的活動積溫5350.5℃；年降水量1300～1400mm，無霜期278d，年日照1756.8h，日照率40%。試驗區(qū)面積100hm2，地面高程自東南向西北為29.4～30.6m。土壤為湖積母質(zhì)發(fā)育而成的灰潮土，土層深達2m以上，壤質(zhì)，pH值7.6～7.8，有機質(zhì)含量13.7～20.2g/kg，水解氮含量419.1～757.2g/kg，速效P含量56.38～97.48mg/kg，速效K含量11.62～22.70mg/kg。

2005年3月上旬開溝抬壟造林，1條壟面上造林2行，株行距均為1.8m×2m，即1110株/hm2。造林采用鋼釬打孔扦插法，扦插深度為70cm。造林用楊樹品種為魯山楊，苗木為2年根1年桿無根苗，苗高≥4m，地徑≥3cm。

2 研究方法

2.1試驗設計

對高程在29.4～30.0m范圍內(nèi)的灘地，沿南北方向?qū)┑胤譃?部分，一半進行開溝抬壟，一半不開溝抬壟(對照)。開溝抬壟的方向是南北方向，以利于汛期后退水。開溝抬壟的溝和壟的規(guī)格一致，其溝的規(guī)格是5m×4m×1m(上底×下底×高)，壟的規(guī)格是4m×5m×1m(上底×下底×高)，壟面之間的間距為6m。見圖1。

圖1 灘地開溝抬壟示意圖Fig. 1 The diagram of ditching lift ridge on beach land

2.2數(shù)據(jù)調(diào)查及統(tǒng)計

(1) 造林后，在開溝抬壟和未開溝抬壟2種處理中各設置3塊固定標準地，面積均為667m2。7年生時對其胸徑和樹高進行每木調(diào)查，并統(tǒng)計各項成本。2011年采伐前進行生物量調(diào)查，在各固定樣地內(nèi)進行每木調(diào)查。同時，在臨時樣地內(nèi)按徑級選取樣木共6株，伐倒進行生物量調(diào)查。地上部分生物量采用分層截取法實測干、枝、皮、葉的鮮質(zhì)量。地下部分根系采用挖掘法，在林冠垂直投影范圍內(nèi)，按0～20cm，21～40cm，41～60cm，60cm以上等4層挖出稱鮮重。對各器官混合取樣200g，將樣品置于烘箱中，均采用105℃烘干至恒重，求得其含水率，換算出各器官的總生物量及林分生物量[8]，并根據(jù)公式(生產(chǎn)力=林分生物量/林分生長年齡)求得各調(diào)查樣地的生物量生產(chǎn)力[9]。

單株材積計算公式采用

V=π/4·fэ·D2·(H+3)[10]，fэ=0.34。

(2) 數(shù)據(jù)統(tǒng)計分析采用Excel 2003(Microsoft Corporation)及DPS3.01( chinadps)軟件。

3 結(jié)果與分析

3.1開溝抬壟造林對楊樹生長的影響

3.1.1 開溝抬壟對楊樹林保存率及其胸徑、樹高、單株材積生長的影響 7年生楊樹林保存率及其生長調(diào)查數(shù)據(jù)見表1。

由表1可知： 開溝抬壟營造的楊樹林保存率是未開溝抬壟的2.1倍，表明開溝抬壟有利于提高林木的保存率。這主要是由于開溝抬壟后提高了林地的相對高度，降低了淹水高度和淹水時間，有利于楊樹成活。開溝抬壟營造的7年生楊樹林的胸徑、樹高、單株材積和蓄積量及其年平均生長量均比未開溝抬壟的高，蓄積量是未開溝抬壟的2.9倍。

表2方差分析結(jié)果表明：開溝抬壟與未開溝抬壟2種處理的各區(qū)組間楊樹生長量均沒有顯著差異；開溝抬壟對楊樹林的胸徑?jīng)]有顯著影響，但對其樹高和單株材積有顯著影響。

表1 灘地開溝抬壟營造的楊樹人工林保存率及其生長數(shù)據(jù)統(tǒng)計表Tab.1 Thesurvivalrateandgrowthdataofpoplarplantationonbeachlandwithditchingliftridge處理保存株數(shù)(株/hm2)保存率(%)平均胸徑(cm)平均樹高(m)單株材積(m3)開溝抬壟100090.113.213.70.0874未開溝抬壟(對照)47542.811.912.00.0634蓄積(m3/hm2)年平均生長量胸徑(cm/年)樹高(m/年)單株材積(m3/年)蓄積(m3/(hm2·年))87.441.92.00.012512.4930.091.71.70.00914.30

表2 開溝抬壟營造的7年生楊樹人工林胸徑、樹高、單株材積方差分析Tab.2 VarianceanalysisofDBH,treeheightandindividualvolumeof7-year-oldpoplarplantationwithditchingliftridge變異來源自由度平方和均方胸徑樹高單株材積胸徑樹高單株材積區(qū)組間21.273.4130.00040.641.7070.0002處理間13.385.8020.00093.385.8020.0009誤差20.390.2530.00010.20.1270總變異55.049.4680.0013F值顯著水平胸徑樹高單株材積胸徑樹高單株材積3.25613.476.580.23490.06910.131917.30845.831.50.05320.02110.0303

3.1.2 開溝抬壟對楊樹林徑階分布的影響 開溝抬壟營造的7年生楊樹林徑階分布規(guī)律見表3。

表3 開溝抬壟營造的7年生楊樹徑階分布規(guī)律Tab.3 Thediameterdistributionorderof7-year-oldpoplarplantationwithditchingliftridge徑階(cm)開溝抬壟未開溝抬壟(對照)林木株數(shù)(株/hm2)比例(%)林木株數(shù)(株/hm2)比例(%)450.551.16101.05511.68757.5459.51012512.59520.01229029.013528.41423523.57515.81616516.55511.618505.0102.120303.022151.5合計1000100.0475100.0

由表3可知：開溝抬壟和未開溝抬壟營造的7年生楊樹林，其林木徑階均以12cm的株數(shù)最多，分別占總株數(shù)的29.0%及28.4%，≤10cm徑階的林木分別占總株數(shù)的21.5%和42.1%，而徑階≥12cm的林木分別占78.5%和57.9%；開溝抬壟營造的楊樹林中林木徑階≤10cm的株數(shù)比未開溝抬壟的少20.6%，而徑階≥12cm的林木株數(shù)比未開溝抬壟的多20.6%，可見，開溝抬壟可促進楊樹的生長，提高徑階≥12cm林木的比例，徑階≥12cm的林木銷售價格比小徑階的價格高，因此，開溝抬壟造林可提高林分的木材的價值。

3.2開溝抬壟造林對楊樹生物量的影響

7年生楊樹林單株生物量及林分生物量見表4。

由表4可知： 開溝抬壟與未開溝抬壟營造的7年生楊樹林的單株生物量分別為32.32kg/株與22.56kg/株，開溝抬壟楊營造的樹林是未開溝抬壟的1.4倍，其單株干、皮、枝、葉、根各器官的生物量比未開溝抬壟的大1.4～2.0倍；開溝抬壟與未開溝抬壟營造的7年生楊樹林的林分生物量分別為32.34 t/hm2和10.24 t/hm2，開溝抬壟楊營造樹林的是未開溝抬壟的3.2倍，其各器官生物量比未開溝抬壟的大3.1～4.4倍?？梢姡_溝抬壟造林能顯著提高楊樹林分的生物量。

表4 開溝抬壟營造的7年生楊樹林生物量及其分配Tab.4 Thebiomassanddistributionof7-year-oldpoplarplantationwithditchingliftridge處理單株生物量(kg/株)干皮枝葉開溝抬壟24.99(77.33)1.99(6.15)1.47(4.54)0.50(1.55)未開溝抬壟(對照)18.25(80.90)1.09(4.84)1.00(4.42)0.25(1.10)單株生物量(kg/株)林分生物量(t/hm2)根合計干皮枝葉根合計3.37(10.44)32.32(100.00)25.002.021.490.503.3332.341.98(8.75) 22.56(100.00)8.180.530.450.110.9710.24 注:括號內(nèi)的數(shù)據(jù)為各器官生物量占單株生物量的百分比(%)。

開溝抬壟與未開溝抬壟營造的楊樹林各器官生物量大小均遵循干>根>皮>枝>葉的規(guī)律?？梢?，楊樹各器官生物量除樹干外，樹根所占比例最大，表明楊樹根系較為發(fā)達。

3.3開溝抬壟造林對楊樹生產(chǎn)力的影響

以林分地上及地下部分的年平均凈生產(chǎn)量作為林分凈生產(chǎn)力。開溝抬壟與未開溝抬壟營造的楊樹林各器官生物量和林分生產(chǎn)力見表5。由表5可知，開溝抬壟與未開溝抬壟營造的7年生楊樹林分平均凈生產(chǎn)量分別為4621.46t/(hm2·年)和1.46t/(hm2·年)，開溝抬壟營造的楊樹林的林分林分凈生產(chǎn)力是未開溝抬壟的3.2倍。

表5 開溝抬壟營造的7年生楊樹林分凈生產(chǎn)力Tab.5 Thenetproductivityof7-year-oldpoplarplantationwithditchingliftridget/(hm2·年)處理各器官生物量林分凈生產(chǎn)力干皮枝葉根開溝抬壟3.570.290.210.070.484.62未開溝抬壟(對照)1.170.080.060.020.141.46

3.4開溝抬壟造林經(jīng)濟效益分析

開溝抬壟與未開溝抬壟營造楊樹林的投入及產(chǎn)出情況見表6。由表6可知，開溝抬壟造林與營林總投入及利息是15036.7元/hm2，1個輪伐期的投入及利息是5012.2元/hm2；開溝抬壟第1個輪伐期的產(chǎn)出比未開溝抬壟的高16058.0元/hm2，表明因開溝抬壟增加的木材收入比開溝抬壟投入的總費用與7年利息之和高1021.3元/hm2；開溝抬壟造楊樹林第1個輪伐期的年均利潤是166.3元/(hm2·年)，而未開溝抬壟造林的虧損1475.2元/(hm2·年)；開溝抬壟的投入產(chǎn)出比是0.95，比未開溝抬壟的低，但其經(jīng)濟效益較高，且可提高灘地的利用率，值得在洞庭湖區(qū)季節(jié)性淹水的灘地進行推廣。

表6 開溝抬壟營造的7年生楊樹人工林經(jīng)濟效益分析Tab.6 Theeconomicbenefitanalysisof7-year-oldpoplarplantationwithditchingliftridge處理產(chǎn)出蓄積量(m3/hm2)出材量(m3/hm2)單價(元/m3)產(chǎn)出(元/hm2)開溝抬壟87.4461.2140024483.8未開溝抬壟30.0921.064008425.8投入利潤(元/hm2)投入/產(chǎn)出營林管護(元/hm2)開溝抬壟(元/hm2)貸款利息(%)總投入(元/hm2)12704.63478.36.323319.51164.30.9512704.606.318751.9-10326.22.23 注:營林管護費用包括土地租金以及造林、苗木、林分管護和保險費;開溝抬壟至少可以使用3個輪伐期,因此,開溝抬壟費是按照其總投入的1/3計算;出材率均按照70%計算;銷售價格按照2011年的價格(530元/m3),采運工資90元/m3,稅費為40元/m3,木材收入=銷售價格﹣采運工資-稅費,因此,楊樹木材實際收入為400元/m3。

4 結(jié)論與討論

(1) 灘地開溝抬壟營造楊樹林，降低了其林地的相對淹水時間和高度，使造林的保存率達90.1%，是未開溝抬壟的2.1倍；開溝抬壟對楊樹林樹高和單株材積有顯著的促進作用，開溝抬壟營造的7年生楊樹林的蓄積量是未開溝抬壟的2.9倍；開溝抬壟營造的楊樹林徑階≥12cm的株數(shù)比未開溝抬壟的多20.6%，也提高了林分木材的價值。

(2) 灘地開溝抬壟造林能顯著提高楊樹林分的生物量和生產(chǎn)力，開溝抬壟與未開溝抬壟營造的7年生楊樹林單株生物量分別為32.32kg/株和22.56kg/株，開溝抬壟營造的楊樹林是未開溝抬壟的1.4倍；林分生物量分別為32.34t/hm2和10.24t/hm2，開溝抬壟營造的楊樹林是未開溝抬壟的3.2倍；灘地開溝抬壟與未開溝抬壟營造的楊樹林各器官生物量大小均遵循干>根>皮>枝>葉的規(guī)律，除樹干外，以樹根所占比例最大，表明楊樹根系較為發(fā)達。

(3) 開溝抬壟造林的7年生楊樹林林分平均凈生產(chǎn)量為4.62t/(hm2·年)，是未開溝抬壟的3.2倍，與江蘇楊樹林分生產(chǎn)力(4.02t/(hm2·年))[11]及安徽安慶大觀區(qū)?？阪?zhèn)南埂村長江北岸的灘地(淹水時間達 1～3個月)22年生楊樹林分(株行距3 m×10m)的平均凈生產(chǎn)力(5.61t/(hm2·年))[15]接近，但明顯小于湖北省石首、公安、洪湖、監(jiān)利等以平原湖區(qū)為主的10個縣6年生南方型楊樹人工林(株行距3m×3m)的生產(chǎn)力(12.04t/(hm2·年))[13]和長江灘地14年生I-72楊林分(造林密度370株/hm2)的生產(chǎn)力(10.52t/(hm2·年))[14]及江蘇寶應縣超短輪伐期為3年的I-69楊與NL-80351楊林分(造林密度為10000株/hm2)的生產(chǎn)力(10.52t/(hm2·年)與12.00t/(hm2·年))[15]。主要是由于灘地土壤含水量較高，每年生長季節(jié)受到水淹干擾而抑制了楊樹的生長，并且造林密度、楊樹品種和林齡都是影響楊樹生產(chǎn)力的關鍵因素。

(4) 灘地開溝抬壟造楊樹林的第1個輪伐期比未開溝抬壟的增加收入16058.0元/hm2，比開溝抬壟的總投入與利息(15036.7元/hm2)之和高1021.3元/hm2，年均利潤為166.3元/(hm2·年)，投入產(chǎn)出比為0.95，表明開溝抬壟后進行楊樹造林有效益；另外，魯山楊的生長在洞庭湖區(qū)湘林90及湘林77差[16]，若用湘林90及湘林77造林，經(jīng)濟效益更好，且可提高洞庭湖季節(jié)性淹水灘地的利用率，值得在洞庭湖區(qū)季節(jié)性淹水的灘地進行推廣。

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(文字編校：唐效蓉)

BenefitsanalysisofpoplarforestmadeinbeachofditchingliftridgeonDongtingLake

LIU Liqing1, XIAO Xingcui2, WANG Dongsheng1, YAN Xiaoyang1, GONG Xijuan1, TANG Jie3

(1.Tiger Forest & Paper Group Co., LTD., Yueyang 414002, China; 2.Central South University of Forestry and Technology, Changsha 410004, China; 3.Hunan Academy of Forestry, Changsha 410004, China)

The poplar plantation test was conducted on seasonally flooded Dongting Lake shoal through beach ditching lift ridge. The results showed that, afforestation with beach ditching lift ridge reduced the relative flooded time and height of poplar forest land, increased the save rate of poplar afforestation, promoted the growth of tree height and individual volume, increased the per unit area accumulation, and increased the proportion and the value of timber of which the diameter was larger than 12 cm. The biomass and productivity of poplar stands were improved significantly by afforestation with ditching lift ridge, and the biomass per plant, preservation stand biomass and the stand average net production of 7-year-old poplar were 32.32 kg/hm2, 32.34 t/hm2and 4.62 t/(hm2·year) respectively, which were 1.43 times, 3.16 times and 3.2 times as much as that of non-ditching lift ridge. The organ biomass of poplar afforestation with ditching lift ridge and non-ditching lift ridge followed the law of stem>root>bark>branches>leaves. The multi-output of poplar timber due to open ditch lift ridge was more than the total investment of ditching lift ridge, the economic benefit was good, the average annual profit was 166.3 yuan/(hm2·year) in the first rotation period and the input-output ratio was 0.95.

beach land； ditching lift ridge； poplar； biomass； productivity； benefit

2013-03-14

2013-04-24

“十二五”農(nóng)村領域國家科技計劃項目(2011BAD38B07)。

劉立清(1978-)，男,湖南省望城縣人,助理工程師,農(nóng)學學士, 主要從事紙漿材定向培育方面的研究。

S 792.11

A

1003-5710(2013)03-0009-05

10. 3969/j. issn. 1003-5710. 2013. 03. 003