不同立地的桉-草復(fù)合經(jīng)營模式效益分析*

黃榮林，蔣燚，梁燕芳，劉曉蔚，劉菲，韋鑠星，姜英

(1.廣西壯族自治區(qū)林業(yè)科學(xué)研究院，廣西優(yōu)良用材林資源培育重點(diǎn)實驗室，國家林業(yè)局中南速生材繁育實驗室，廣西 南寧 530002;2.廣西國有七坡林場，廣西 南寧 530025)

桉樹 (Eucalyptus spp.)作為優(yōu)質(zhì)的造紙制漿原料和家具等用材，是廣西重要的短周期工業(yè)用材林。近20年來，廣西桉樹人工林發(fā)展迅猛，發(fā)展規(guī)模不斷擴(kuò)大，成為中國引種最為成功的樹種之一，獲得了巨大的經(jīng)濟(jì)效益和社會效益［1～2］。隨著桉樹人工林的發(fā)展，桉樹人工林的生態(tài)環(huán)境問題引起了社會廣泛關(guān)注和學(xué)術(shù)界的許多爭議，如桉樹人工林穩(wěn)定性、生物多樣性減少、水土流失、地力衰退等問題［3］。有研究顯示［4～5］，在桉樹人工林下間種山毛豆 (Tephrosia candida)、桂牧 1號象草［(Pennisetum americanum×Pennisetum purpureum)×Pennisetum purpureum schum.cv.Mott)］的復(fù)合經(jīng)營模式，能提高土壤肥力和生物多樣性，增加桉樹的經(jīng)濟(jì)效益［6～7］。本研究以桉樹純林為對照，在不同立地條件的桉樹人工林下間種牧草，并持續(xù)5年監(jiān)測桉樹生長量和牧草產(chǎn)量，旨在探明桉－草復(fù)合經(jīng)營模式在一個輪伐周期的生物產(chǎn)量和直接經(jīng)濟(jì)效益，為桉－草復(fù)合經(jīng)營模式的推廣應(yīng)用提供參考。

1 研究地概況

1.1 試驗地自然概況

廣西國有七坡林場跨南寧市的江南區(qū)、良慶區(qū)、扶綏縣，東西最大橫距32 km，南北最大縱距33 km。林場屬大明山系南向西支的延伸，地形由西南向東北漸低，以丘陵地貌為主，海拔一般在200 m以上，坡度20～30°。地處北回歸線以南，屬南亞熱帶氣候。日照時間長，全年日照時數(shù)1 800 h以上。年平均氣溫21.6℃，極端低溫－1.5℃，極端高溫38℃;全年降雨量1 200～1 300 mm，年蒸發(fā)量1 600～1 800 mm，相對濕度為79%左右。

1.2 立地條件劃分

根據(jù)土層厚度、腐殖質(zhì)層厚度及土壤有機(jī)質(zhì)含量將立地劃分為“好”(土層厚度＞50 cm、腐殖質(zhì)層＞3 cm、土壤有機(jī)質(zhì)＞30 g/kg)、“中”(土層厚度30～50 cm、腐殖質(zhì)層1～3 cm、土壤有機(jī)質(zhì)20～30 g/kg)、“差”(土層厚度＜30 cm、腐殖質(zhì)層＜1 cm、土壤有機(jī)質(zhì)＜20 g/kg)3類。

2 材料和方法

2.1 材料和模式

桉樹品種為‘廣林9號’，牧草品種為山毛豆、桂牧1號象草、柱花草 (Stylosanthes guianensias SW.)。桉樹種植密度分為株行距2 m×3 m(每行間種牧草)和2 m×6 m(間隔6 m種植株行距為2 m×3 m的桉樹兩行，在6 m的行距間種植牧草)兩類模式。試驗林于2009年4月造林，2014年11月采伐。以桉樹造林密度、立地質(zhì)量和牧草品種作為試驗因素，采用多因素完全隨機(jī)設(shè)計，共18種模式和3個對照，每種模式面積為20 m×30 m=600 m2，具體模式及代號見表1。

表1 各復(fù)合經(jīng)營模式及代號Tab.1 The code of different management patterns

2.2 數(shù)據(jù)觀測及其處理

每種模式選定90株桉樹，每年測定其胸徑、樹高、枝下高、冠幅等生長指標(biāo)，本研究以2014年11月測定數(shù)據(jù)為基礎(chǔ)數(shù)據(jù)。根據(jù)每種牧草的生長特性，采取樣方法調(diào)查牧草產(chǎn)量及高度，樣方大小為2 m2，每種模式每次調(diào)查3個樣方，計算單位面積產(chǎn)量。材積和出材量計算參照《廣西速豐桉數(shù)表》。其他計算公式如下:

總成本=桉樹種植成本+間種作物種植成本+管理成本+收獲成本+運(yùn)輸成本;

桉樹木材收入=桉樹蓄積量×出材率×木材單價;

牧草收入=牧草產(chǎn)量×產(chǎn)品市場價格;

總收入=桉樹木材收入+牧草收入;

凈收益=總收入－總成本;

凈收益率=凈收益/總成本×100%。

3 結(jié)果與分析

3.1 桉-草復(fù)合經(jīng)營模式對生物產(chǎn)量的影響

3.1.1 不同模式桉樹生長量

由表2可知，在桉樹種植密度為2 m×3 m的A模式中，間種相同牧草的桉樹樹高、胸徑和蓄積量均隨林地土壤質(zhì)量的提高呈增長趨勢，增長幅度在3.13%～18.08%之間;相同立地條件不同牧草種植模式間的桉樹樹高、胸徑和蓄積量均存在明顯的差異，大小排序整體表現(xiàn)為山毛豆＞象草＞柱花草。在桉樹種植密度為2 m×6 m的B模式中，相同牧草不同立地條件的桉樹樹高、胸徑和蓄積量差異與A模式相似，亦隨林地土壤立地的變好呈增長趨勢，增長幅度在2.63%～24.10%之間;相同立地條件不同牧草種植模式的桉樹樹高、胸徑和蓄積量大小排序整體表現(xiàn)為山毛豆＞柱花草＞象草。

表2 不同模式桉樹生長量和牧草產(chǎn)量情況Tab.2 Eucalyptus growth and forage productions of different management patterns

由表2還可知，不同桉樹種植密度的A模式和B模式比較，B模式的桉樹平均樹高、胸徑均明顯高于A模式，分別提高14.20%、16.15%;A模式的桉樹平均蓄積生長量則高于B模式，提高了5.76%。對比相同立地條件下的桉樹純林樣地，各桉樹+牧草復(fù)合經(jīng)營模式的桉樹平均樹高、胸徑和蓄積量均明顯提高，提高幅度在0.63%～22.58%，這說明桉樹人工林間種牧草，具有促進(jìn)桉樹生長的作用。

3.1.2 不同模式牧草產(chǎn)量

由表2可知，桉-草復(fù)合經(jīng)營模式3年牧草產(chǎn)量變化具有明顯的規(guī)律性，種植柱花草的 A7、A8、A9模式均呈逐年下降趨勢，種植山毛豆的B1、B2、B3和種植桂牧1號象草的 B4、B5、B6模式3年牧草產(chǎn)量則呈先增后減趨勢;種植3年后，桉樹種植密度為 2 m×6 m的 B1、B2、B3、B4、B5和B6模式的山毛豆和象草仍可繼續(xù)生長，但第3年減產(chǎn)明顯，其他模式牧草則已停止生長，產(chǎn)量為0。這可能與桉樹的株行距和牧草的立地要求有關(guān)。

由表2還可知，在桉樹種植密度為2 m×3 m的A模式中，相同牧草間種模式的牧草產(chǎn)量均隨林地土壤立地的變好呈增長趨勢，增長幅度在47.28%～255.56%之間;在相同立地條件下，各模式牧草產(chǎn)量大小排序均為山毛豆＞象草＞柱花草。在B模式中，各模式牧草的產(chǎn)量亦隨土壤條件的變好而明顯提高;在相同立地條件下，各模式牧草產(chǎn)量大小排序均為山毛豆＞象草＞柱花草。B模式的平均產(chǎn)量比A模式提高了169.71%，這說明桉樹人工林間種牧草，牧草產(chǎn)量受桉樹種植密度的影響顯著。

3.2 經(jīng)濟(jì)效益分析

3.2.1 不同模式投入成本

由表3～4可知，桉樹株行距為2 m×3 m的A模式桉樹種植成本為21 840元/km2，B模式為18 200元/km2;A模式種植山毛豆、桂牧1號象草和柱花草的成本分別為 5 540元/km2、5 420元/km2、5 300元/km2;B模式種植牧草的成本分別為7 500元/km2、7 380元/km2、7 260元/km2。

表3 桉樹種植模式投入成本Tab.3 Economic cost of different Eucalyptus planting patterns 元

表4 牧草種植模式投入成本Tab.4 Economic cost of different forage planting patterns 元

按目前市場行情計算成本及效益，其中管理成本40元/m3，收獲成本70元/m3，運(yùn)輸成本40元/m3，桉樹木材平均價格為650元/m3，桉樹出材率為75%。

3.2.2 不同模式的收益

由表5可知，各經(jīng)營模式的桉樹凈收益在36 925～53 141元/hm2，比相同立地條件下的桉樹純林樣地均有所提高，提高幅度在9.85%～19.77%之間;其中種植山毛豆的B模式表現(xiàn)最優(yōu)，不同立地桉樹平均凈收益達(dá)48 530元/hm2，是對照樣地37 749元/hm2的1.29倍。在18種桉－草復(fù)合經(jīng)營模式中，模式A3、B2、B3、B6和B9的牧草凈收益表現(xiàn)為正收益，其他模式牧草收益均為虧損;其中僅種植山毛豆B模式的牧草平均凈收益表現(xiàn)為正值，平均凈收益為2 908元/hm2。

表5 各模式收益匯總表Tab.5 The benefits of different management patterns

由表5還可知，在桉樹密度和牧草品種相同情況下，各模式年凈收益率隨林地土壤立地的變好呈逐漸提高趨勢，各模式立地好的年凈收益率比立地差的提高幅度在28.23%～42.87%之間。相同桉樹密度條件下，種植不同牧草品種模式的平均年凈收益率、與對照相比年凈收益和與對照相比年均凈收益率均表現(xiàn)為山毛豆＞象草＞柱花草;相同牧草不同桉樹密度模式的平均年凈收益率、與對照相比年凈收益和與對照相比年均凈收益率均表現(xiàn)為B模式(2 m×6 m)＞A模式 (2 m×3 m)。綜上可見，在桉樹 (2 m×6 m)+山毛豆種植模式桉樹木材和牧草山毛豆均有良好的經(jīng)濟(jì)收益，值得推廣應(yīng)用。

3.2.3 因素水平間的差異分析

以各模式的年凈收益率為因變量，桉樹密度、立地質(zhì)量和草種為自變量因素，運(yùn)用SPSS 19.0進(jìn)行方差分析。方差分析結(jié)果見表6。

表6 方差分析結(jié)果Tab.6 Results of variance analysis

由表6可知，桉樹密度、立地質(zhì)量和牧草品種對年凈收益率的顯著性檢驗的P值Sig.分別為0.000和 0.000、0.004，均小于 0.05，故桉樹密度、立地質(zhì)量和牧草品種對各模式的年凈收益率的影響表現(xiàn)為顯著性差異。

4 結(jié)論與討論

4.1 結(jié)論

(1)桉樹人工林間種牧草，可促進(jìn)桉樹生長，單位面積蓄積量有所提高，提高的幅度受桉樹密度、林地立地質(zhì)量和牧草品種3因素的影響。相同條件下，B模式 (2 m×6 m)桉樹單株生長指標(biāo)均大于A模式 (2 m×3 m)，桉樹生長指標(biāo)按立地條件排序為好＞中＞差，桉樹蓄積量按牧草品種排序為山毛豆＞象草＞柱花草。

(2)桉樹人工林間種牧草模式牧草的產(chǎn)量受林地立地條件、桉樹種植密度和牧草品種3因素的相互影響。在其他因素相同情況下，立地條件好的比立地條件差的牧草產(chǎn)量提高幅度在47.28%～255.56%之間;B模式的平均產(chǎn)量比A模式提高了169.71%;按牧草產(chǎn)量大小排序為山毛豆＞象草＞柱花草。

(3)桉樹人工林間種牧草模式的經(jīng)濟(jì)效益高于常規(guī)桉樹純林種植方式。研究表明桉樹密度、立地質(zhì)量和牧草品種對各模式的年凈收益率的影響表現(xiàn)為顯著差異，并初步篩選出桉樹 (2 m×6 m)+山毛豆為優(yōu)良桉草模式，值得推廣。

4.2 討論

農(nóng)林復(fù)合經(jīng)營是指為了一定的經(jīng)營目的，在綜合考慮社會、經(jīng)濟(jì)和生態(tài)因素的前提下，在同一土地經(jīng)營單元上，遵循生態(tài)學(xué)原理，以生態(tài)經(jīng)濟(jì)學(xué)為指導(dǎo)，有目的地將林業(yè)與農(nóng)業(yè)有機(jī)地結(jié)合起來，在空間上按一定的時序安排以多種方式配置在一起，并進(jìn)行統(tǒng)一、具有序管理的土地利用系統(tǒng)的集合，是一種充分利用自然力的勞動密集型集約經(jīng)營方式，有復(fù)合性、系統(tǒng)性、集約性、高效性、尺度的靈活性等特征［4］，桉－草復(fù)合經(jīng)營是農(nóng)林復(fù)合經(jīng)營的一種表現(xiàn)。本研究發(fā)現(xiàn)，與對照相比，各桉-草復(fù)合經(jīng)營模式桉樹生長情況均優(yōu)于對照，這是因為間種牧草增加了林地的全墾整地、除草、施肥等措施，且牧草根莖的穿插改善了林地土壤的結(jié)構(gòu)、土壤的有效貯水量增加，保水、保肥的能力得到加強(qiáng)，這與相關(guān)學(xué)者［7～8］研究結(jié)果具有相似性。因此，篩選出桉樹 (2 m×6 m)+山毛豆的桉-草復(fù)合經(jīng)營模式，具有較好的經(jīng)濟(jì)效益，值得推廣應(yīng)用。

［1］廖觀榮，鐘繼洪，李淑儀，等.桉樹人工林生態(tài)系統(tǒng)養(yǎng)分循環(huán)與平衡研究IV.——桉樹林間種山毛豆對生態(tài)系統(tǒng)養(yǎng)分循環(huán)的作用［J］.生態(tài)環(huán)境，2003，12(4):440-442.

［2］劉秀，侯遠(yuǎn)瑞，曹艷云，等.桉樹人工林復(fù)合經(jīng)營模式典型設(shè)計及營建技術(shù)［J］.廣西林業(yè)科學(xué)，2010，39(3):147-151.

［3］溫遠(yuǎn)光，劉世榮，陳放.桉樹工業(yè)人工林的生態(tài)問題與可持續(xù)經(jīng)營［J］.廣西科學(xué)院學(xué)報，2005，21(1):13-18.

［4］蔣燚，劉曉蔚，侯遠(yuǎn)瑞，等.18種桉樹人工林復(fù)合經(jīng)營模式的投入及產(chǎn)出評價研究［J］.西部林業(yè)科學(xué)，2012，41(1):24-33.

［5］韋鑠星，劉曉蔚，顧克瀟，等.桉－草經(jīng)營模式的土壤物理性質(zhì)及養(yǎng)分含量分析［J］.廣西林業(yè)科學(xué)，2013，42(4):324-328.

［6］侯遠(yuǎn)瑞，蔣燚，龐世龍，等.桉樹人工林下雞骨草種植技術(shù)及效益評價［J］.廣西林業(yè)科學(xué)，2011，40(4):330-332.

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［8］韋鑠星，劉曉蔚，張燁，等.桉樹－藥材復(fù)合經(jīng)營模式生態(tài)經(jīng)濟(jì)效益研究［J］.中南林業(yè)科技大學(xué)學(xué)報，2014，34(11):84-89.