楊樹(shù)用材林種植密度與收獲量調(diào)查評(píng)估

喬建勇，張 博，郭朝陽(yáng)

（石家莊市林業(yè)局，河北 石家莊 050051）

石家莊市是速生楊樹(shù)最佳適生區(qū)之一，是毛白楊的原產(chǎn)地，全市楊樹(shù)種植面積2萬(wàn)hm2，活立木蓄積210萬(wàn)m3。主要種植樹(shù)種有三倍體毛白楊、歐美楊107、108、中林46等。長(zhǎng)期以來(lái)，受一家一戶(hù)小農(nóng)經(jīng)營(yíng)體制影響，存在專(zhuān)業(yè)技術(shù)水平不高、經(jīng)營(yíng)管理不到位，經(jīng)營(yíng)目的、產(chǎn)品規(guī)格、市場(chǎng)定位模糊，單位面積產(chǎn)量低等問(wèn)題。農(nóng)民偏愛(ài)密植，以為株數(shù)越多，收入越多，實(shí)際上經(jīng)常事與愿違，造成減產(chǎn)和少收。目前國(guó)際上每公頃年平均生長(zhǎng)量最高可達(dá)70m3，而石家莊市只有13m3左右，遠(yuǎn)遠(yuǎn)低于發(fā)達(dá)國(guó)家水平。為準(zhǔn)確掌握石家莊市楊樹(shù)生產(chǎn)經(jīng)營(yíng)現(xiàn)狀，我們組織開(kāi)展了本次楊樹(shù)用材林種植密度與收獲量典型調(diào)查與評(píng)估，以期為消除認(rèn)識(shí)誤區(qū)，提高經(jīng)營(yíng)管理水平提供決策依據(jù)。

1 外業(yè)調(diào)查與計(jì)算

1.1 樣地布設(shè)

選擇石家莊市區(qū)域范圍內(nèi)常見(jiàn)的楊樹(shù)種植密度在225～2250株/hm2、林齡（含苗齡）3～20a的林分，共計(jì)68塊標(biāo)準(zhǔn)地組成調(diào)查樣本。標(biāo)準(zhǔn)地調(diào)查盡量選擇未經(jīng)人為采伐干擾，維持初始密度的林分。

1.2 樣地調(diào)查

按照300m×200m規(guī)格建立標(biāo)準(zhǔn)地，并進(jìn)行每木檢尺。主要調(diào)查內(nèi)容包括胸徑、材種出材量、造林年度、初植密度、主要生產(chǎn)經(jīng)營(yíng)活動(dòng)、生產(chǎn)成本等內(nèi)容。材種出材量測(cè)定按照本地材種出材率表預(yù)測(cè)。

1.3 產(chǎn)值預(yù)測(cè)

根據(jù)2014年初市場(chǎng)行情，調(diào)查材種規(guī)格、單價(jià)，并計(jì)算標(biāo)準(zhǔn)地林木產(chǎn)值。材種價(jià)格見(jiàn)表1。

在產(chǎn)值中不包括前期間作或林下經(jīng)濟(jì)收益。因間作間接為林木生長(zhǎng)提供的施肥、澆水等措施也未列入林木管理成本中。

1.4 營(yíng)造和后期管理成本預(yù)測(cè)

按各標(biāo)準(zhǔn)地塊歷史實(shí)際成本，折算成近3a現(xiàn)實(shí)成本平均價(jià)進(jìn)行核算，并剔除局部年度和特種場(chǎng)合對(duì)價(jià)格因素的影響。成本核算內(nèi)容包括苗木、用工、原材料等費(fèi)用。其中苗木費(fèi)用統(tǒng)一按6元/株，整地、栽植費(fèi)用按5元/株，補(bǔ)植補(bǔ)造及其他按實(shí)際計(jì)算。成本中不包括租地費(fèi)用、林權(quán)所有者本人管理管護(hù)費(fèi)用。不同密度級(jí)造林成本現(xiàn)價(jià)修正表見(jiàn)表2。

表1 材種價(jià)格

表2 不同密度級(jí)造林成本現(xiàn)價(jià)修正

1.5 采伐成本的測(cè)算

調(diào)查搜集了12個(gè)林木采伐數(shù)據(jù)用于成本測(cè)算，《采伐成本（現(xiàn)價(jià)）模擬計(jì)算表》見(jiàn)表3。根據(jù)12個(gè)林木采伐樣點(diǎn)數(shù)據(jù)，采用三次多項(xiàng)式方程，建立了單株林木采伐成本（S）與林木胸徑（D）的數(shù)學(xué)模型。

表3 采伐成本（現(xiàn)價(jià)）模擬計(jì)算

式中：S——單株木林木采伐成本；D——胸徑。

1.6 純收益計(jì)算

純收益=產(chǎn)值-年度經(jīng)營(yíng)管理成本累計(jì)-采伐成本

2 統(tǒng)計(jì)分析

為提高統(tǒng)計(jì)分析精度，按照密度從低到高分為5個(gè)密度級(jí)：420（<555 株/hm2）、840（556～1050 株/hm2）、1260（1051～1455 株/hm2）、1665（1456～2490 株/hm2）。分密度級(jí)建立數(shù)學(xué)模型，進(jìn)行統(tǒng)計(jì)分析預(yù)測(cè)。

2.1 不同密度級(jí)對(duì)林木生長(zhǎng)量的影響

在每個(gè)密度級(jí)內(nèi)，以蓄積量為因變量，林齡、密度為自變量，采用s型曲線對(duì)林木蓄積、林齡、密度進(jìn)行擬合分析。模型方程為：

式中:M——蓄積量（m3/hm2）；N——密度（株/hm2）；A——林齡（a）；a、b、c、d為參數(shù)。擬合參數(shù)見(jiàn)表4。

表4 不同林齡、不同密度級(jí)林木蓄積生長(zhǎng)量模型參數(shù)

依據(jù)模型預(yù)測(cè)的數(shù)據(jù)，計(jì)算林木年平均生長(zhǎng)量，得到不同密度級(jí)林分年平均生長(zhǎng)量最大時(shí)的林齡，以及最大林齡時(shí)的年平均生長(zhǎng)量。計(jì)算結(jié)果見(jiàn)表5。

表5 不同密度林分蓄積生長(zhǎng)量分析

通過(guò)表5數(shù)據(jù)看出：造林初期，受栽植株數(shù)影響，密度大的林分蓄積量明顯高于密度小的林分；到林齡13a時(shí)，1260密度級(jí)首先超過(guò)1665密度級(jí)；到20a時(shí)，雖然總體上各密度級(jí)林分生長(zhǎng)量仍呈增長(zhǎng)趨勢(shì)，但差距已經(jīng)很小，特別是1665密度級(jí)還略有下降。各密度級(jí)從大到小蓄積年平均生長(zhǎng)量達(dá)到最高峰的時(shí)間分別為12、13、14、16a。

2.2 不同密度級(jí)對(duì)林木胸徑、規(guī)格材產(chǎn)材量、產(chǎn)值的影響

在每個(gè)密度級(jí)內(nèi)，以林分平均胸徑（D）為因變量，林齡（A）、株數(shù)密度（N）為自變量，采用對(duì)數(shù)曲線，對(duì)林木胸徑、林齡、株數(shù)密度進(jìn)行擬合分析。模型方程為：

式中:D—胸徑（cm）；N—密度（株/hm2）；A—林齡（a）；a、b、c、d 為參數(shù)。

擬合參數(shù)表見(jiàn)表6。

根據(jù)公式（3）計(jì)算結(jié)果見(jiàn)表7。

表6 不同林齡、不同密度級(jí)林木胸徑生長(zhǎng)參數(shù)

表7 不同密度級(jí)胸徑生長(zhǎng)過(guò)程模擬計(jì)算

從表7看出，隨著林齡的增長(zhǎng)，不同密度級(jí)林分平均胸徑差異顯著，到15a時(shí)，1665密度級(jí)平均胸徑僅18.6cm，而420密度級(jí)已達(dá)到33.1cm。

徑級(jí)的差異直接影響到規(guī)格材的產(chǎn)量，進(jìn)而影響整個(gè)林分的產(chǎn)值。依據(jù)表7數(shù)據(jù)，采用本地材種出材率表計(jì)算分別得到不同密度級(jí)15a生材種出材量和產(chǎn)值，結(jié)果見(jiàn)表8。

2.3 不同密度經(jīng)濟(jì)效益分析

在每個(gè)密度級(jí)內(nèi)，以每公頃純收益為因變量，林齡、株數(shù)密度為自變量，采用二元三次多項(xiàng)式曲線對(duì)林木種植收益與密度、林齡的相關(guān)性進(jìn)行擬合分析。方程如下：

式中:R——純收益（元/hm2）；N——株數(shù)（株/hm2）；A——林齡（a）；a、b、c1、c2、c3、d1、d2、d3為參數(shù)。擬合參數(shù)表見(jiàn)表9。

表8 林齡15a生不同密度級(jí)材種出材量、產(chǎn)值

表9 不同林齡、不同密度級(jí)純收益模型參數(shù)

根據(jù)公式（4）計(jì)算分別得到表10、表11、表12。

表10 不同林齡階段、不同密度級(jí)單位面積總收益單位：元·hm-·2a-1

表11 不同林齡、不同密度級(jí)單位面積年收益單位：元·hm-·2a-1

通過(guò)表10看出：（1）造林初期，扣除造林、經(jīng)營(yíng)管理和采伐成本，純收益為負(fù)值。隨著林齡的增長(zhǎng)，生長(zhǎng)量逐漸增大，純收益逐漸由負(fù)轉(zhuǎn)正。密度級(jí)從1665～420株/hm2，收入支出平衡點(diǎn)分別為6、5、5、4a。如果在此之前采伐的話，都是投入大于支出。（2）密度從大到小，始終是密度大的純收益低于密度小的。分析原因，主要是由于密度越大，造林成本越大，材種規(guī)格越小，木材價(jià)格越低。受調(diào)查搜集材料所限，沒(méi)有預(yù)測(cè)到最優(yōu)經(jīng)營(yíng)密度。

通過(guò)表10看出：造林密度級(jí)從1665到420株/hm2級(jí)，年平均最大收益分別出現(xiàn)在 18、18、19、24a，也就是經(jīng)濟(jì)成熟齡為18～24a。其明顯晚于林分蓄積生長(zhǎng)數(shù)量成熟齡12～16a（表11）。分析原因主要是因?yàn)殡m然林分生長(zhǎng)高峰已過(guò)，但隨著林齡的增長(zhǎng)，大規(guī)格材的比率還在增高，所以經(jīng)濟(jì)價(jià)值也越高。

表12 不同林齡、不同密度級(jí)經(jīng)濟(jì)效益核算

2.4 風(fēng)險(xiǎn)分析及其他

2.4.1 苗木價(jià)格波動(dòng)對(duì)成本的影響

經(jīng)統(tǒng)計(jì)，本次調(diào)查平均每株造林成本15.7元，其中苗木占造林投入的38%，占總平均成本（含采伐成本）30%左右，苗木價(jià)格對(duì)收益有較大影響。近年來(lái)速生楊苗木價(jià)格在3～12元之間波動(dòng)。同時(shí)，大規(guī)模工程造林普遍高于普通造林，特別是近年來(lái)各縣市在實(shí)施綠色通道工程中，普遍采取造林工程招標(biāo)承包的辦法，中標(biāo)價(jià)（含苗木、栽植直至成活率達(dá)標(biāo)）均在20～30元/株。

2.4.2 區(qū)域?qū)ΨN植效益的影響

不同區(qū)域，木材價(jià)格不一。特別是短小薪材主要銷(xiāo)售到以正定為中心的人造板生產(chǎn)集散地，銷(xiāo)售范圍有限。按照目前市場(chǎng)收購(gòu)價(jià)400元/t（220元/m3），汽運(yùn)（含裝運(yùn)）成本1元/t/km計(jì)算，百公里40元/t，裝運(yùn)費(fèi)占售價(jià)的10%。許多偏遠(yuǎn)地區(qū)次小薪材基本沒(méi)有市場(chǎng)。

2.4.3 土地租賃

近年來(lái)在大規(guī)模生態(tài)綠化工程中，普遍采取租地造林模式，土地租賃（或補(bǔ)貼）價(jià)在12000～24000元/hm2。按本次調(diào)查，不包括土地租賃，年均最大收益只有8445元/hm2，顯然租地造林入不敷出。但因其主要價(jià)值在于生態(tài)和社會(huì)價(jià)值，并不再本次討論范圍之內(nèi)。

2.4.4 小材小料生產(chǎn)效益分析

根據(jù)本次編制的胸徑生長(zhǎng)過(guò)程模型，依據(jù)本地一元立木材積表，以及本次木材產(chǎn)值、生產(chǎn)成本進(jìn)行綜合計(jì)算，得到8a以?xún)?nèi)不同密度級(jí)單株木經(jīng)營(yíng)收益數(shù)據(jù)，見(jiàn)表13。

通過(guò)表13數(shù)據(jù)看出，林齡8a以?xún)?nèi)基本沒(méi)有收益。主要是由于造林成本較高，小材小料售價(jià)低，造成入不敷出。因此，在目前造林模式下，想以生產(chǎn)小材小料為培育目標(biāo)的短輪伐期經(jīng)營(yíng)，或通過(guò)加大初值密度短期獲得間伐材的思路是行不通的。

3 結(jié)論及討論

（1）降低初植造林密度，培育大徑材。目前在社會(huì)上，許多人熱衷于密植種植，不懂楊樹(shù)生長(zhǎng)規(guī)律和木材市場(chǎng)行情，造林密度采用3300株/hm2（2m×1.5m）甚至更高，認(rèn)為高密度種植以后分批次撫育間伐，可以提高土地利用率和種植效益。實(shí)際上，楊樹(shù)屬于速生樹(shù)種，如果采用3cm×4cm的株行距，每公頃種植825株，2～3a后就可郁閉，3～4a后就必須進(jìn)行撫育間伐，否則將影響林分產(chǎn)量、質(zhì)量和經(jīng)濟(jì)效益。而這時(shí)出產(chǎn)的次小材料還不如當(dāng)初苗木的購(gòu)買(mǎi)價(jià)格，產(chǎn)品甚至無(wú)人問(wèn)津，得不償失。目前為培育大徑材，許多專(zhuān)家推薦初植密度7m×7m和8m×8m的株行距，10a多就能長(zhǎng)成胸徑超過(guò)50～60cm的大徑材。不但節(jié)省造林成本，有利于間作，還可提高材種規(guī)格，提高效益。國(guó)際楊樹(shù)委員會(huì)1979年規(guī)定的楊樹(shù)密度等級(jí)>1000株/hm2為很密，1000～400株/hm2為密，400～285株/hm2為中等，285～225株/hm2為一般，225株/hm2以下為稀。

表13 不同密度級(jí)小材小料生產(chǎn)效益

（2）短周期原料林生產(chǎn)另辟蹊徑。近年來(lái)國(guó)際上以及國(guó)內(nèi)廣泛宣傳以超短周期工業(yè)原料林生產(chǎn)，初植密度10000～35000株/hm2，經(jīng)營(yíng)周期為1～5a，產(chǎn)品主要為人造板用木片和造紙用紙漿原料，年收獲量可達(dá)22t/hm2，近40m3/hm2。經(jīng)營(yíng)方式主要為扦插造林、連續(xù)萌芽更新，集約化經(jīng)營(yíng)。這種經(jīng)營(yíng)方式，不但提高了產(chǎn)量，而且降低了生產(chǎn)成本。因此發(fā)展短周期工業(yè)原料林生產(chǎn)應(yīng)當(dāng)目標(biāo)明確，專(zhuān)業(yè)化、集約化經(jīng)營(yíng)。而靠現(xiàn)有的造林方式發(fā)展工業(yè)原料林肯定沒(méi)有經(jīng)濟(jì)效益。

（3）降低苗木等造林成本。大戶(hù)造林要從培育苗木開(kāi)始，建立自己的育苗基地。將育苗作為造林綠化的第一道工序，做到頭一年準(zhǔn)備，第二年大規(guī)模發(fā)展。大力發(fā)展自育自栽，應(yīng)對(duì)市場(chǎng)風(fēng)險(xiǎn)。

（4）高速公路等綠色通道工程一般都是租地造林，生產(chǎn)成本高，單純按木材生產(chǎn)來(lái)評(píng)價(jià)，一般都是入不敷出。其主要體現(xiàn)的是生態(tài)價(jià)值，因此對(duì)于生態(tài)公益林綠化，要加大政府補(bǔ)貼力度。