洞庭湖洲灘人工林林農(nóng)復(fù)合經(jīng)營(yíng)模式與綜合效益研究

楊 燦 ，李建軍 ，黃 靜 ，張 展

（1.中南林業(yè)科技大學(xué)，湖南 長(zhǎng)沙 410004；2.湖南綠色發(fā)展研究院，湖南 長(zhǎng)沙 410004）

洞庭湖洲灘人工林林農(nóng)復(fù)合經(jīng)營(yíng)模式與綜合效益研究

楊 燦1，2，李建軍1，黃 靜1，張 展1

（1.中南林業(yè)科技大學(xué)，湖南 長(zhǎng)沙 410004；2.湖南綠色發(fā)展研究院，湖南 長(zhǎng)沙 410004）

以位于洞庭湖區(qū)的沅江市南嘴鎮(zhèn)鯉魚塘洲和岳陽(yáng)市華容縣操軍鎮(zhèn)兩個(gè)林農(nóng)復(fù)合經(jīng)營(yíng)系統(tǒng)為例，從復(fù)合經(jīng)營(yíng)模式對(duì)林木生長(zhǎng)的影響、對(duì)土壤改良的作用及綜合經(jīng)濟(jì)效益評(píng)價(jià)等方面研究洞庭湖灘地楊樹人工林林農(nóng)復(fù)合經(jīng)營(yíng)模式。結(jié)果表明：洞庭湖洲灘在楊樹林郁閉前選擇的芥菜、榨菜、南瓜和冬瓜4種復(fù)合經(jīng)營(yíng)模式，與純林林分對(duì)照，復(fù)合經(jīng)營(yíng)林分胸徑生長(zhǎng)量提高了24.2%～48.5%，樹高生長(zhǎng)量提高了20%～55%，活立木蓄積提高了69.8%～151.3%；由于對(duì)林地進(jìn)行了一定的施肥，林地pH值均有所下降，上層土壤有機(jī)質(zhì)含量增加了13.3%～106.7 %，各土層土壤速效N含量普遍減少，土壤速效P含量均有大幅增加，土壤速效K含量均有所減少；楊樹郁閉前林下復(fù)合經(jīng)營(yíng)可以持續(xù)2 a以上，因此2 a內(nèi)進(jìn)行林農(nóng)復(fù)合經(jīng)營(yíng)可實(shí)現(xiàn)10 000元/hm2左右的經(jīng)濟(jì)收入。

林農(nóng)復(fù)合系統(tǒng)；經(jīng)營(yíng)模式；林木生長(zhǎng)影響；土壤改良；效益最大化

林農(nóng)復(fù)合經(jīng)營(yíng)是一種高效、集約、生態(tài)化的土地生產(chǎn)經(jīng)營(yíng)方式。近年來(lái)，林農(nóng)復(fù)合系統(tǒng)已成為我國(guó)大部分地區(qū)的主要土地經(jīng)營(yíng)模式，解決了我國(guó)傳統(tǒng)農(nóng)林業(yè)中土地利用效率低的問(wèn)題。農(nóng)林復(fù)合經(jīng)營(yíng)系統(tǒng)是指在同一土地管理單元內(nèi)，將多年生木本植物與其它栽培植物和（或）動(dòng)物，按一定的時(shí)序安排在一起進(jìn)行管理的土地利用技術(shù)系統(tǒng)的綜合。在農(nóng)林復(fù)合經(jīng)營(yíng)系統(tǒng)中，不同的組分間具有生態(tài)學(xué)和經(jīng)濟(jì)學(xué)上的聯(lián)系[1]。農(nóng)林復(fù)合生態(tài)種植充分利用林下土地資源和林蔭優(yōu)勢(shì)從事林下種植，是林下經(jīng)濟(jì)的主要形式，不僅可以提高單位面積土地利用效率，節(jié)約資源，改善環(huán)境，還能通過(guò)對(duì)林地上下空間的綜合利用構(gòu)建穩(wěn)定的生態(tài)系統(tǒng)，增加土地邊際生產(chǎn)力，大大提高林地利用率和產(chǎn)出率，創(chuàng)造出比純林經(jīng)營(yíng)更高的生產(chǎn)力，實(shí)現(xiàn)林農(nóng)增收的目標(biāo)，體現(xiàn)林地的綜合效益，同時(shí)增加林地生物的多樣性。近年來(lái)，借助集體林權(quán)制度改革的東風(fēng)，根據(jù)《綠色湖南建設(shè)實(shí)施綱要》“發(fā)展生態(tài)農(nóng)業(yè)，推廣生態(tài)立體農(nóng)業(yè)循環(huán)模式”的要求，在湖南省建設(shè)“綠色湖南”的政策背景下，湖南林下經(jīng)濟(jì)向多元化方向發(fā)展，勢(shì)頭強(qiáng)勁，發(fā)展林下經(jīng)濟(jì)已經(jīng)成為建設(shè)綠色湖南、培育綠色支柱產(chǎn)業(yè)的重要內(nèi)容。

林農(nóng)復(fù)合型經(jīng)營(yíng)是林下經(jīng)濟(jì)的主要形式之一，根據(jù)林木與作物在時(shí)間和空間資源利用上的差異性和互補(bǔ)性，在同一土地單元上對(duì)時(shí)間和空間資源進(jìn)行合理的配置和有效的組合，從而將林木與作物有效地種植在一起，主要經(jīng)營(yíng)模式包括林-糧、林-菜、林-菌、林-花等。林菜復(fù)合經(jīng)營(yíng)模式是指在中幼齡階段的楊樹林內(nèi)種植季節(jié)性蔬菜的經(jīng)營(yíng)方式。該模式利用上層林木的蔽蔭作用，在林冠下套種蔬菜，能有效提高林地的光照利用率，提高林地的總生物量。不僅可以獲得豐厚的林產(chǎn)品，提高蔬菜的產(chǎn)量，還可以降低人工遮蔭的成本投入，提高經(jīng)濟(jì)效益與生態(tài)效益。此外，林菜復(fù)合經(jīng)營(yíng)生產(chǎn)的蔬菜能保持其自然品質(zhì)，具有綠色、有機(jī)、無(wú)公害、成本低的特點(diǎn)，深受群眾歡迎。林菜復(fù)合經(jīng)營(yíng)，使林業(yè)產(chǎn)業(yè)從單純?cè)炝洲D(zhuǎn)向林地資源綜合開發(fā)利用，是生態(tài)、經(jīng)濟(jì)和社會(huì)效益的綜合體現(xiàn)，延伸了林業(yè)產(chǎn)業(yè)化的內(nèi)涵，具有巨大的發(fā)展?jié)摿2]。

楊樹是一個(gè)根系呼吸作用很強(qiáng)、根系發(fā)達(dá)、喜肥的樹種，由于其生長(zhǎng)快、產(chǎn)量高、耐水性強(qiáng)、迅速成林的特點(diǎn)，我國(guó)內(nèi)陸江河湖泊的洲灘分布著大量以楊樹為主的人工林。從1978年開始，楊樹在洞庭湖區(qū)引種栽培至今已有近30年歷史，不僅抑制了釘螺的孳生，有效改善了洞庭湖洲灘的生態(tài)環(huán)境，還產(chǎn)生了可觀的社會(huì)效益和經(jīng)濟(jì)效益。楊樹種植行距大，林中天窗也大，一般造林后要3 a左右時(shí)間才開始郁閉，郁閉前后均適宜林農(nóng)復(fù)合系統(tǒng)經(jīng)營(yíng)。楊樹幼齡期，可利用林木遮蔭小，地表光照充足的特點(diǎn)，在林間套種溫涼型、需要適當(dāng)蔭蔽的中弱光型蔬菜。楊樹落葉、腐變蔬菜的根葉與土壤微生物產(chǎn)生的腐殖質(zhì)是天然的優(yōu)秀肥料，能顯著提高土壤肥力，減少化肥的使用，還能為楊樹的生長(zhǎng)提供養(yǎng)分。同時(shí)，間種蔬菜的翻土、除草等管理過(guò)程有效提高了林地土壤的透氣性，增加了肥力，有利于楊樹生長(zhǎng)。因此，在楊樹郁閉前充分利用好洲灘已發(fā)展起來(lái)的大面積人工林下土地資源進(jìn)行林下間作，發(fā)展互補(bǔ)的林農(nóng)復(fù)合系統(tǒng)，盡管人工投入很少，但操作簡(jiǎn)便、見效快，可縮短林業(yè)經(jīng)濟(jì)周期，增加林業(yè)附加值，生態(tài)、經(jīng)濟(jì)和社會(huì)意義皆很明顯。

國(guó)內(nèi)外學(xué)者對(duì)林農(nóng)復(fù)合系統(tǒng)進(jìn)行研究的角度各不相同。在國(guó)外，林農(nóng)復(fù)合經(jīng)營(yíng)已有1 300 多年的歷史。近些年來(lái)，國(guó)外學(xué)者對(duì)林農(nóng)復(fù)合系統(tǒng)也進(jìn)行了大量的研究，例如Tamubula等[3]對(duì)肯尼亞部分地區(qū)的4 種林農(nóng)復(fù)合系統(tǒng)從經(jīng)濟(jì)效率與可持續(xù)性兩方面進(jìn)行了評(píng)價(jià)和分析；Molua[4]通過(guò)對(duì)喀麥隆的農(nóng)牧復(fù)合經(jīng)營(yíng)農(nóng)場(chǎng)、林農(nóng)復(fù)合經(jīng)營(yíng)農(nóng)場(chǎng)和林草復(fù)合農(nóng)場(chǎng)的林農(nóng)復(fù)合系統(tǒng)進(jìn)行比較研究，發(fā)現(xiàn)以上3種模式都是有利可圖的；Mendoza等[5]利用多目標(biāo)規(guī)劃模型系統(tǒng)規(guī)劃與評(píng)價(jià)了林農(nóng)復(fù)合經(jīng)營(yíng)進(jìn)模式；Emilio Rosales等[6]探討了不同的農(nóng)林廢棄物去除重金屬混合物的潛在作用。Lilieholm[7]使用多目標(biāo)線性規(guī)劃模型優(yōu)化配置有限資源，在此基礎(chǔ)上提出了一個(gè)優(yōu)化的林農(nóng)復(fù)合系統(tǒng)；Cheikh Mbow等[8]則研究了農(nóng)林復(fù)合生態(tài)系統(tǒng)對(duì)解決食品安全問(wèn)題和應(yīng)對(duì)氣候變化給農(nóng)業(yè)帶來(lái)的挑戰(zhàn)等方面的影響。

國(guó)內(nèi)學(xué)者的研究主要集中在農(nóng)林復(fù)合生態(tài)系統(tǒng)的綜合效益評(píng)價(jià)[9-10]、分類系統(tǒng)和評(píng)價(jià)指標(biāo)的建立[11]、農(nóng)作物的光合生理特性[12]以及農(nóng)林復(fù)合生態(tài)系統(tǒng)對(duì)農(nóng)藥等污染物的處理作用[13]等方面。國(guó)內(nèi)對(duì)楊樹人工林林下種植、套養(yǎng)模式的研究也很多，楊樹林下經(jīng)濟(jì)的發(fā)展模式，在理論上已經(jīng)較為成熟。幕宗昭[14]對(duì)楊糧間作的經(jīng)濟(jì)效益狀況進(jìn)行了研究。徐厚志[15]對(duì)楊農(nóng)復(fù)合經(jīng)營(yíng)與單農(nóng)種植的經(jīng)濟(jì)效益進(jìn)行了對(duì)比研究。袁玉欣[16]研究了楊糧間作行距對(duì)小麥生長(zhǎng)及產(chǎn)量的影響。王玉民[17]對(duì)江蘇泗陽(yáng)縣楊樹林下間作花生、小麥、黃豆、油菜、棉花等20多種復(fù)合經(jīng)營(yíng)模式進(jìn)行了探索。楊彥伶[18]在湖北丘陵地區(qū)進(jìn)行了楊樹-益母草等的復(fù)合種植模式的研究；胡興宜[19]探索了在楊樹下開溝養(yǎng)魚、蝦、蟹等水產(chǎn)品的林-漁復(fù)合經(jīng)營(yíng)模式。雖然近年來(lái)有關(guān)湖區(qū)洲灘人工林下復(fù)合種植或套養(yǎng)模式的理論和實(shí)踐研究有了較大的進(jìn)展，但研究方向主要集中在經(jīng)濟(jì)效益方面，缺乏對(duì)最優(yōu)性模式的選擇、應(yīng)用以及生態(tài)環(huán)境效應(yīng)評(píng)價(jià)方面的研究，針對(duì)我國(guó)洲灘人工林下復(fù)合種植經(jīng)營(yíng)最優(yōu)模式的應(yīng)用研究更為少見。

本研究以位于洞庭湖區(qū)的湖南省益陽(yáng)沅江市南嘴鎮(zhèn)鯉魚塘洲和岳陽(yáng)華容縣操軍鎮(zhèn)的典型林農(nóng)復(fù)合系統(tǒng)為例，研究洞庭湖灘地楊樹人工林林農(nóng)復(fù)合系統(tǒng)的種植模式和經(jīng)濟(jì)效益。在郁閉前的湖區(qū)洲灘楊樹林地上，選用在洞庭湖區(qū)廣泛種植的芥菜、榨菜、南瓜和冬瓜進(jìn)行間作，通過(guò)研究間作不同蔬菜對(duì)楊樹林木的生長(zhǎng)、土壤肥力以及經(jīng)濟(jì)效益的影響，篩選出適宜在洞庭湖區(qū)楊樹林下間作、經(jīng)濟(jì)效益高的作物，試圖為洞庭湖區(qū)優(yōu)化間作模式，發(fā)展林下種植經(jīng)濟(jì)，有效提高湖區(qū)洲灘人工林的經(jīng)濟(jì)、生態(tài)和社會(huì)效益提供理論依據(jù)和數(shù)據(jù)支撐。

1 試驗(yàn)材料及方法

1.1 研究地概況

“湖州”、“灘地”是我國(guó)內(nèi)陸江河湖泊一種特殊的自然綜合體，是由于受到湖水漲退的季節(jié)性影響，在枯水季節(jié)裸露的濱湖陸地與湖泊開放水域之間的物質(zhì)（水、沙、鹽）和有機(jī)物質(zhì)與能量(水能、熱能和生物能等)的交換帶，一般呈冬陸夏水狀態(tài)。洞庭湖地處中亞熱帶北部，位于長(zhǎng)江中游的下荊江南岸（北緯 27°39′～ 29°51′，東經(jīng)111°19′～113°34′）接納湘、資、沅、醴四水，吞吐長(zhǎng)江，是典型的過(guò)水性吞吐型湖泊。洞庭湖濕地是我國(guó)最大的淡水濕地，有著調(diào)節(jié)湖區(qū)氣候、調(diào)蓄長(zhǎng)江洪水、提供濕地資源和候鳥棲息場(chǎng)所等綜合功能，在湖南經(jīng)濟(jì)發(fā)展和環(huán)境建設(shè)中起著非常重要的作用。洞庭湖每年平均徑流量為3 160億m3，洞庭湖洲灘土壤多為湖積物或河流沖積物發(fā)育而成的潮土，地勢(shì)低平，易遭澇漬和土壤潛育化。洲灘土壤成土母質(zhì)為河流沖擊物和湖積物，紫潮泥土占80%，土層厚達(dá)2 m以上，土壤疏松肥沃，透氣性好，保水存肥力強(qiáng)，有利于耐水濕的多種作物及林木的生長(zhǎng)。湖區(qū)洲灘土壤中有機(jī)質(zhì)含量為2.0%～3.16%；全氮含量為0.15%～0.25%；速效氮含量為0.13 g/kg；速效磷為0.1 g/kg；速效鉀為0.05～0.1 g/kg；pH值為7～8[20]。如何在根治洞庭湖的水患、血吸蟲，提高綜合治理效果的同時(shí)，開發(fā)利用湖區(qū)豐富的洲灘資源，實(shí)現(xiàn)生態(tài)、經(jīng)濟(jì)的一體化，幾十年來(lái)一直是湖南省政府和人民關(guān)注的熱點(diǎn)和難題。

本次試驗(yàn)的兩個(gè)樣地分別位于南洞庭湖洲灘和東洞庭湖洲灘。

南洞庭湖洲灘樣地位于南洞庭湖沅江市南嘴鎮(zhèn)鯉魚塘洲，在洞庭湖南部，四面環(huán)水，低平開闊，溝渠交織，實(shí)驗(yàn)基地高程30～33 m，屬亞熱帶濕潤(rùn)季風(fēng)氣候，具有湖區(qū)氣候特色。而且光熱充足，降水適中，屬于亞熱帶向北亞熱帶過(guò)度的季風(fēng)濕潤(rùn)氣候，平均氣溫16.9℃，1月平均氣溫4.3℃，7月平均氣溫29.1℃。平均日照數(shù)為1 756 h，熱量充足，日照充沛。年平均降水量1 322 mm，多集中在4—6月。年均相對(duì)濕度82%，無(wú)霜期276 d。土壤主要為沙質(zhì)壤土。鯉魚塘洲屬于河湖沖擊小島，土壤為洞庭湖淤積物堆積而成的潮土，腐殖質(zhì)含量高，pH值8.0～8.5，土壤深厚，土層有效厚度1 m以上，土壤肥沃。

東洞庭湖洲灘樣地位于華容縣西南邊陲的操軍鎮(zhèn)華容創(chuàng)新農(nóng)林科技有限公司產(chǎn)學(xué)研基地，與南縣縣城隔藕池河相望，屬亞熱帶濕潤(rùn)大陸性季風(fēng)氣候，年平均氣溫16.8℃，全年無(wú)霜期280 d，年均降水量1 238 mm，年均相對(duì)濕度81%。境內(nèi)河道屬長(zhǎng)江流域，為藕池河?xùn)|支，分梅田湖河與鲇魚須河，兩條河流沿操軍鎮(zhèn)兩邊流過(guò)，其中梅田湖河從操軍鎮(zhèn)六角村易家咀地段開始，到南華村天螺洲巴圍段與鲇魚須河匯合，向下流入洞庭湖，全長(zhǎng)10 300 m。實(shí)驗(yàn)基地高程在34 m以上，光照充足，土壤肥沃，高洪淹水期15～20 d。操軍鎮(zhèn)是農(nóng)業(yè)大鎮(zhèn)，河外洲有意楊近萬(wàn)畝，物產(chǎn)豐富，交通便利，全鎮(zhèn)共有鎮(zhèn)級(jí)公路90 km，S306線穿鎮(zhèn)而過(guò)。主要經(jīng)濟(jì)作物以水稻、棉花、蔬菜為主，有蔬菜板塊5處，養(yǎng)殖小區(qū)4處。由于試驗(yàn)樣地地勢(shì)低平，四周環(huán)水，降雨過(guò)多時(shí)有可能會(huì)將路面淹沒(méi)，因此，在選擇間作農(nóng)作物時(shí)要將這種可能造成的損失考慮進(jìn)來(lái)。

1.2 試驗(yàn)材料與方法

1.2.1 楊樹人工林選擇

楊樹人工林選擇為湘林90Populus deltoidescl.‘Xianglin90’，株行距為3 m×4 m。采用全墾方式進(jìn)行整地，造林密度為3 m ×3 m。

1.2.2 林農(nóng)復(fù)合經(jīng)營(yíng)模式

所選林農(nóng)復(fù)合經(jīng)營(yíng)模式農(nóng)作物種類為洞庭湖區(qū)普遍種植的芥菜、榨菜、南瓜、冬瓜。其特性分別為：

南瓜Cucurbita moschata：一年生蔓生草本植物，葫蘆科南瓜屬，雌雄同株，雄花單生，是夏秋季節(jié)的瓜菜之一。果實(shí)作肴饌，亦可代糧食。全株各部又供藥用，種子含南瓜子氨基酸，有清熱除濕、驅(qū)蟲的功效，對(duì)血吸蟲有控制和殺滅的作用。南瓜是喜溫的短日照植物，能耐干旱和瘠?。贿m應(yīng)性強(qiáng)，對(duì)土壤要求不嚴(yán)格，但以肥沃、中性或微酸性沙壤土為好。

冬瓜Benincasa savi：一年生蔓生或架生草本，被子植物門、雙子葉植物綱、葫蘆目、葫蘆科、冬瓜屬。性微寒，味甘，果肉含有腺嘌呤、β-谷甾醇、葫蘆素β等多種功能性成份，是一種藥食兩用的營(yíng)養(yǎng)豐富的瓜類蔬菜。冬瓜耐濕耐熱，對(duì)土壤要求不嚴(yán)格，但以排水便利、土層肥厚的粘壤土或砂壤土為佳。冬瓜生長(zhǎng)期長(zhǎng)，產(chǎn)量高，需肥水量較大，尤其是在開花結(jié)果后需要充足的肥水。冬瓜管理少，抽蔓期也不多，易于栽種。

芥菜Brassica juncea：十字花科蕓薹屬一年生或二年生草本植物，是我國(guó)著名的特產(chǎn)蔬菜，含有大量的抗壞血酸，有提神醒腦，解除疲勞的作用。芥菜喜冷涼潤(rùn)濕，忌炎熱、干旱，稍耐霜凍。除高寒和干旱地區(qū)外，芥菜從長(zhǎng)江中下游平原到青藏高原都適合栽培。種植芥菜需單獨(dú)建立留種田，適宜排水良好、地勢(shì)高燥、肥力適中的土地。一般葉用芥菜生長(zhǎng)期180 d左右，對(duì)溫度要求不高，但因氣溫高低和大田水肥條件影響，成熟期有7天左右的差異。

榨菜Brassica junceavar.tumida：十字花科蕓薹屬植物，被子植物門，雙子葉植物綱的一科。多為草本植物，廣布世界各地。中國(guó)有90屬，300種，以北部和西北部最多。榨菜為芥菜中的一類，常用于腌制咸酸菜，其成分主要是蛋白質(zhì)、胡蘿卜素、膳食纖維、礦物質(zhì)等。榨菜需肥量大，基肥要求較高，適合在耕層深厚、土壤疏松肥沃、排水良好的空田地或果園地栽種。為達(dá)到出苗整齊，要注意保持土壤的濕潤(rùn)，必須堅(jiān)持“三濕”的播種技術(shù)，即濕苗床土，濕籽，濕覆蓋。

1.3 樣地調(diào)查

在研究區(qū)建立了人工林復(fù)合經(jīng)營(yíng)模式的標(biāo)準(zhǔn)樣地和試驗(yàn)示范基地。2013年3月中旬開始在研究區(qū)分別建立楊樹-芥菜、楊樹-榨菜、楊樹-冬瓜、楊樹-南瓜4種復(fù)合經(jīng)營(yíng)模式調(diào)查樣地。選擇立地條件大致相同的5個(gè)樣地，面積14.6 hm2，總面積73 hm2。其中，4個(gè)樣地隨機(jī)間作芥菜、榨菜、南瓜、冬瓜，作為對(duì)照，保留1個(gè)樣地不間作。選擇試驗(yàn)區(qū)內(nèi)適宜楊樹生長(zhǎng)的地勢(shì)較高的灘地，選用胸徑1.5 cm 以上，樹高3 m 以上的楊樹Populus造林，全面翻耕，深度30 cm左右，深栽80 cm以上，表土回填，深層壓實(shí)。每隔50～80 m開挖一條排水溝，溝深1.2 m，底寬0.5 m，面寬1.5 m，造林密度為3 m ×3 m。在每個(gè)標(biāo)準(zhǔn)地的四角和中央位置分別設(shè)置2m×2m的灌木樣方5個(gè)、2 m×2 m草本樣方5個(gè)和凋落物收集筐5個(gè)。

調(diào)查內(nèi)容主要為樣地基本狀況，如樣地類型、坡向、坡度、坡位、海拔，以及林分垂直結(jié)構(gòu)等；采用隨機(jī)調(diào)查的方式，每個(gè)樣地沿標(biāo)準(zhǔn)地對(duì)角線隨機(jī)抽取30株，對(duì)高度＞1.3 m的楊樹苗木進(jìn)行每木檢尺，測(cè)定并記錄其樹種、樹高、胸徑、冠幅和生長(zhǎng)狀況，并將所調(diào)查楊樹用彩色塑料繩捆綁做出標(biāo)記；測(cè)量、記載樣方內(nèi)灌木和草本植物的種類、株數(shù)、蓋度等數(shù)據(jù)；測(cè)量收集筐內(nèi)凋落物的濕重、干重、厚度等數(shù)據(jù)；在樣方內(nèi)測(cè)量土層厚度和腐殖質(zhì)層厚度數(shù)據(jù)。另外，按時(shí)更新測(cè)量數(shù)據(jù)，記錄幼苗和幼樹的種類、株高、株數(shù)，以及地徑等變化。研究組于2014年5月、2015年6月、2016年6月分別對(duì)樣地進(jìn)行了補(bǔ)充測(cè)量、調(diào)查和數(shù)據(jù)更新。復(fù)合經(jīng)營(yíng)l a和2 a后，分別對(duì)所標(biāo)記樣木的胸徑和樹高等進(jìn)行每木檢尺，使用計(jì)算公式V=π/4*f3*D2(H+3)，f3=0.34進(jìn)行材積計(jì)算[20]。投資回報(bào)率計(jì)算公式為：投資回報(bào)率(ROI)=(年均利潤(rùn)/投資總額)×100%。數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)分析采用Excel及DPS軟件。

由于試驗(yàn)地面積大、立地條件大致相同，受干擾小，系統(tǒng)誤差小，試驗(yàn)不設(shè)置重復(fù)。間作前后按間作物種的不同，每間隔20 cm分別取土樣測(cè)定比對(duì)。為確保土樣具有代表性，每次取土都選10個(gè)點(diǎn)以“S”形進(jìn)行隨機(jī)混合取樣。對(duì)樣土采用水合熱重鉻酸鉀氧化容量法來(lái)測(cè)量其有機(jī)質(zhì)含量；采用電位法來(lái)測(cè)量其pH值；采用重鉻酸鉀硫酸消化法來(lái)測(cè)定其全N含量；采用醋酸錢火焰光度法來(lái)測(cè)定其速效K含量；采用碳酸氧鈉法來(lái)測(cè)定其速效P含量；采用堿解擴(kuò)散法來(lái)測(cè)定其速效N含量。

1.4 數(shù)據(jù)來(lái)源

數(shù)據(jù)主要來(lái)源于資料查詢、野外實(shí)地觀測(cè)、樣地調(diào)查監(jiān)測(cè)。另通過(guò)查閱?wèn)|洞庭湖華容縣、南洞庭湖沅江市兩地林業(yè)部門的文獻(xiàn)資料，如統(tǒng)計(jì)年鑒資料，以及包括自然、地理、人文、經(jīng)濟(jì)、社會(huì)等相關(guān)資料，以及實(shí)地走訪技術(shù)員與農(nóng)戶，通過(guò)向農(nóng)業(yè)技術(shù)人員進(jìn)行關(guān)鍵技術(shù)的咨詢、走訪農(nóng)戶，與主要種植經(jīng)營(yíng)者訪談的辦法，獲取了各模式林分以及經(jīng)營(yíng)歷史、選擇模式緣由等相關(guān)資料和信息，最終將所得信息進(jìn)行交叉驗(yàn)證，以確保調(diào)查資料的可靠性。

2 結(jié)果與分析

2.1 林農(nóng)復(fù)合經(jīng)營(yíng)對(duì)林木生長(zhǎng)的影響

為表述方便，將楊樹純林、楊樹-冬瓜、楊樹-南瓜、楊樹-芥菜、楊樹-榨菜5種不同林農(nóng)復(fù)合經(jīng)營(yíng)系統(tǒng)分別以M0、M1、M2、M3、M4表述。在經(jīng)營(yíng)2 a后楊樹林分生長(zhǎng)情況見表1和圖1。

表1 2014—2016年楊樹人工林不同林農(nóng)復(fù)合經(jīng)營(yíng)模式2年生長(zhǎng)量對(duì)照（2014和2016年）Table 1 The effect of the Poplar growth of intercropping different crops under Poplar before the closure from 2014 to 2016

圖1 不同楊樹人工林林農(nóng)復(fù)合經(jīng)營(yíng)模式對(duì)林木生長(zhǎng)的影響Fig. 1 The effect of the Poplar growth of intercropping different crops under Poplar before the closure

從表1和圖1可知，楊樹人工林下間作冬瓜、南瓜、芥菜、榨菜4種不同復(fù)合經(jīng)營(yíng)模式，在復(fù)合經(jīng)營(yíng)前，與楊樹人工林純林模式林分樹高和平均胸徑相差不大。對(duì)照復(fù)合經(jīng)營(yíng)2 a后，復(fù)合經(jīng)營(yíng)模式對(duì)林木的生長(zhǎng)有較為顯著的促進(jìn)作用，相比未間作的純林林分，復(fù)合經(jīng)營(yíng)林分胸徑生長(zhǎng)提高24.2%～48.5%，樹高生長(zhǎng)提高了20%～55%，活立木蓄積提高了69.8%～151.3%；4種模式中，對(duì)楊樹人工林的胸徑促進(jìn)作用的大小排序?yàn)镸1＞ M3＞ M4＞ M2；對(duì)楊樹人工林的活立木蓄積促進(jìn)作用的大小排序?yàn)镸1＞M3＞ M4＞ M2；對(duì)楊樹人工林的樹高促進(jìn)作用的大小排序?yàn)镸4＞ M1＞ M2＞ M3。綜合而言，在間作的4種農(nóng)作物中，M1模式對(duì)楊樹人工林的胸徑、蓄積生長(zhǎng)促進(jìn)作用最大，M4對(duì)楊樹人工林的樹高促進(jìn)作用最大。

2.2 復(fù)合經(jīng)營(yíng)對(duì)楊樹林地土壤的影響

復(fù)合經(jīng)營(yíng)2 a后，相對(duì)間作前，林地土壤的有機(jī)質(zhì)含量和N、P、K主要養(yǎng)分含量不但沒(méi)有降低，反而有了提高，這是因?yàn)槎赐ズ逓┝洲r(nóng)復(fù)合經(jīng)營(yíng)過(guò)程中，對(duì)農(nóng)作物進(jìn)行了一定量的施肥。林農(nóng)復(fù)合經(jīng)營(yíng)不同模式農(nóng)作物對(duì)土壤養(yǎng)分含量的影響具體見表2。郁閉前楊樹林復(fù)合經(jīng)營(yíng)前后土壤測(cè)定結(jié)果見表2。

表2 林農(nóng)復(fù)合經(jīng)營(yíng)不同模式農(nóng)作物對(duì)土壤養(yǎng)分含量的影響Table 2 Main nutrient content of soil under the poplar intercropping before and after the closure

由表2可知，復(fù)合經(jīng)營(yíng)2 a后，林地的pH值均有不同程度的降低；土壤有機(jī)質(zhì)含量在土壤上層（0～20 cm）均有所增加，楊樹人工林4種不同復(fù)合經(jīng)營(yíng)模式，楊樹-冬瓜、楊樹-南瓜、楊樹-芥菜、楊樹-榨菜分別比純林提高了13.3%、53.3%、106.7%、60%，其中以楊樹-芥菜模式的有機(jī)質(zhì)含量提高最多；但在中層（20～40 cm）和下層（40～60 cm）土壤中，有機(jī)質(zhì)含量均有不同程度的減少，且減少量與土層深度的增加呈正比；土壤全N含量在間作不同作物的林地的各土壤層中均有增加，且增加量與土層深度的增加呈反比；土壤速效N含量絕大多數(shù)有減少；復(fù)合經(jīng)營(yíng)模式較之純林模式的土壤速效P含量均有大幅增加，且以上層增幅最大，其中以楊樹-南瓜復(fù)合模式的上層土壤增幅最大，相對(duì)純林模式提高了265 %；土壤速效K含量間作不同的作物及不同的土層均有減少。

2.3 楊樹人工林不同復(fù)合經(jīng)營(yíng)模式經(jīng)濟(jì)效益分析

根據(jù)種植需要，復(fù)合經(jīng)營(yíng)的4種農(nóng)作物都采取了相應(yīng)的種植及管理措施，其成本詳見表3（生產(chǎn)材料按2015年市價(jià)計(jì)算，工價(jià)按人均每天100元計(jì)算）。

根據(jù)計(jì)算結(jié)果，復(fù)合經(jīng)營(yíng)4種農(nóng)作物的經(jīng)濟(jì)效益見圖2。

由圖2可見，洞庭湖灘地林農(nóng)復(fù)合經(jīng)營(yíng)模式4種作物均獲得了較高的經(jīng)濟(jì)效益，不過(guò)由于復(fù)合經(jīng)營(yíng)農(nóng)作物的不同投入，導(dǎo)致收益不同。如果只計(jì)算間作帶來(lái)的直接經(jīng)濟(jì)效益，不考慮林木增產(chǎn)的部分，以2015年的銷售市價(jià)來(lái)計(jì)算，4種模式中，楊樹-芥菜復(fù)合經(jīng)營(yíng)模式的單位面積經(jīng)濟(jì)效益最高，在不考慮地租的情況下，年利潤(rùn)高達(dá)10 500元/hm2，其次是楊樹-榨菜和楊樹-南瓜復(fù)合經(jīng)營(yíng)模式，年均利潤(rùn)分別達(dá)到了9 046元/hm2和7 765元/hm2；投資回報(bào)率最高的復(fù)合經(jīng)營(yíng)模式為楊樹-南瓜，達(dá)98.04%，其次是楊樹-芥菜模式和楊樹-榨菜模式，分別為73.3%和70.18%。綜合來(lái)看，楊樹-芥菜復(fù)合經(jīng)營(yíng)模式的各項(xiàng)經(jīng)濟(jì)指標(biāo)略優(yōu)于其他模式，楊樹-冬瓜復(fù)合經(jīng)營(yíng)模式的各項(xiàng)經(jīng)濟(jì)指標(biāo)相對(duì)最低。

表3 復(fù)合經(jīng)營(yíng)的4種農(nóng)作物生產(chǎn)措施及成本統(tǒng)計(jì)Table 3 The production measures and cost of intercropping different crops under the poplar before the closure

圖2 楊樹人工林不同林農(nóng)復(fù)合經(jīng)營(yíng)模式經(jīng)濟(jì)效益分析Fig.2 Economic benefit analysis of intercropping different crops under the poplar before the closure

3 結(jié)論與討論

（1）洞庭湖洲灘大面積楊樹人工林郁閉前是農(nóng)業(yè)生產(chǎn)的重要基地，充分利用好我國(guó)灘地已發(fā)展起來(lái)的大面積人工林，發(fā)展互補(bǔ)的林農(nóng)復(fù)合系統(tǒng)，其生態(tài)、經(jīng)濟(jì)和社會(huì)意義明顯。而林農(nóng)復(fù)合經(jīng)營(yíng)綜合效益特別是經(jīng)濟(jì)效益的高低，是衡量經(jīng)營(yíng)生產(chǎn)方式好壞優(yōu)劣的最直觀、最有效的尺度，直接影響著當(dāng)?shù)剞r(nóng)民進(jìn)行楊樹林下復(fù)合種植經(jīng)營(yíng)的積極性。在楊樹完全郁閉前，一般有2～3 a的時(shí)間來(lái)進(jìn)行林農(nóng)復(fù)合經(jīng)營(yíng)。本文通過(guò)分析評(píng)價(jià)洞庭湖區(qū)洲灘兩個(gè)楊樹林農(nóng)系統(tǒng)四種復(fù)合經(jīng)營(yíng)模式對(duì)林木生長(zhǎng)的影響、土壤改良作用及綜合經(jīng)濟(jì)效益，與純林模式對(duì)照，在生長(zhǎng)量、活立木蓄積、土壤改良和綜合經(jīng)濟(jì)效益方面有十分明顯提高。研究表明，同等立地條件下，4種林農(nóng)復(fù)合經(jīng)營(yíng)模式促進(jìn)了楊樹林木生長(zhǎng)，由于空間上具有的多層次的結(jié)構(gòu)，在時(shí)間上進(jìn)行了合理的復(fù)合經(jīng)營(yíng)，有效地提高光能和土地資源利用率，改善生態(tài)環(huán)境，實(shí)現(xiàn)了生態(tài)系統(tǒng)良性循環(huán)，同時(shí)產(chǎn)生了較大的經(jīng)濟(jì)效益，是有利于實(shí)現(xiàn)生態(tài)、經(jīng)濟(jì)一體化目標(biāo)的農(nóng)林產(chǎn)業(yè)可持續(xù)發(fā)展的經(jīng)營(yíng)模式。

（2）芥菜、榨菜、南瓜和冬瓜都為喜溫的短日照植物，對(duì)土壤要求不太嚴(yán)格，易成活，適合在洞庭湖區(qū)洲灘種植，且成本低廉，對(duì)人力資源要求不高，其種植技術(shù)為當(dāng)?shù)剞r(nóng)民熟知，容易大面積推廣；由于實(shí)驗(yàn)區(qū)地勢(shì)低平，四周環(huán)水，降雨過(guò)多時(shí)有可能會(huì)將實(shí)驗(yàn)區(qū)淹沒(méi)，單即便發(fā)生水災(zāi)也可將損失降到最低。由此可見，基于因地制宜、效益最大化和生態(tài)環(huán)境保護(hù)原則，對(duì)郁閉前的楊樹林選擇一種合適的農(nóng)作物進(jìn)行林農(nóng)復(fù)合經(jīng)營(yíng)，不但能充分利用林地資源，提高經(jīng)濟(jì)效益，促進(jìn)楊樹產(chǎn)業(yè)的可持續(xù)發(fā)展，而且能改良土壤和立地條件，產(chǎn)生一定的生態(tài)效益。

（3）林農(nóng)復(fù)合經(jīng)營(yíng)以往的研究多注重于復(fù)合經(jīng)營(yíng)農(nóng)作物的經(jīng)濟(jì)效益分析，對(duì)林木生長(zhǎng)、土壤改良研究不夠深入。本文從幾種灘地楊樹林復(fù)合經(jīng)營(yíng)模式對(duì)林木生長(zhǎng)、林地土壤影響、經(jīng)濟(jì)效益入手，通過(guò)研究區(qū)試驗(yàn)設(shè)計(jì)、實(shí)地觀測(cè)、樣地調(diào)查監(jiān)測(cè)、技術(shù)員與農(nóng)戶走訪獲得的數(shù)據(jù)資料，應(yīng)用統(tǒng)計(jì)學(xué)理論與方法，較深入分析和評(píng)價(jià)了洞庭湖洲灘楊樹人工林與芥菜、榨菜、南瓜和冬瓜4種農(nóng)作物的復(fù)合經(jīng)營(yíng)模式的生態(tài)經(jīng)濟(jì)效益。但本文的研究具有一定程度的局限性,目前國(guó)內(nèi)外林農(nóng)復(fù)合經(jīng)營(yíng)模式有林-畜、林-苗，林-藥，林-菌，林-漁、林-菜、林-草-牧等許多種。本文的復(fù)合經(jīng)營(yíng)模式只選擇了4種林菜模式，今后應(yīng)考慮更多的復(fù)合經(jīng)營(yíng)模式的對(duì)比研究。同時(shí)，隨著林農(nóng)復(fù)合經(jīng)營(yíng)系統(tǒng)林木部分的樹齡增加，林木部分對(duì)其它系統(tǒng)組分的生態(tài)防護(hù)作用程度和對(duì)整個(gè)系統(tǒng)生態(tài)過(guò)程的影響程度以及系統(tǒng)本身對(duì)人類、自然等因素的抗干擾彈性范圍等,仍需要長(zhǎng)時(shí)間更加深入的進(jìn)行觀測(cè)研究和分析。對(duì)不同種林農(nóng)復(fù)合經(jīng)營(yíng)模式，應(yīng)進(jìn)一步區(qū)分不同立地條件、不同外部環(huán)境影響、不同組分結(jié)構(gòu)及不同管理方式、投資強(qiáng)度、管理水平等，并進(jìn)行綜合分析和評(píng)價(jià)。同時(shí)應(yīng)增強(qiáng)復(fù)合模式多功能經(jīng)營(yíng)技術(shù)的研究力度。

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Research of agroforestry compound management model and general benefits on Dongting Lake marshland plantation

YANG Can1,2, LI Jianjun1, HUANG Jing1, ZHANG Zhan1
(1. Central South University of Forestry and Technology, Changsha 410004, Hunan, China;2. Hunan Green Development Research Institute, Changsha 410004, Hunan, China)

Takes two agroforestry system located in the Dongting Lake area as an example, Researched the compound management model of Poplar Plantation on artificial Poplar Agroforestry model from compound management model of forest growth effect, effect on soil improvement and comprehensive economic benefit evaluation of the Dongting Lake area.Research results show that:Marshland around the Dongting Lake in front of the poplar forest canopy closure choice of mustard, mustard, squash, pumpkin, and melon four composite mode of operation, control and pure forest, agroforestry stand DBH growth was enhanced by 24.2%-48.5%, tree height growth increased by 20%～55%, stumpage improve 69.8%～151.3%; by in fertilization of forest, woodland pH decreased; upper layer of soil organic matter content increased the 13.3%～106.7%, the soil available N content generally decreased; soil available P content were significantly increased; soil available K content was somewhat reduced. Before the closure of the poplar forest compound management can last more than 2a, so 2a of agroforestry system can realize the economic income of about 10 000 yuan / hm2.

agroforestry compound system; business model; influence of tree growth; soil improvement; maximize the benefits

10.14067/j.cnki.1673-923x.2017.05.019 http: //qks.csuft.edu.cn

2016-08-31

湖南省林業(yè)廳科研項(xiàng)目“洞庭湖洲灘立體林業(yè)經(jīng)營(yíng)模式研究與示范”（湘財(cái)農(nóng)指2014-68）；湖南省科技計(jì)劃項(xiàng)目“洞庭湖洲灘人工林復(fù)合經(jīng)營(yíng)模式與關(guān)鍵技術(shù)研究” （2014NK3091）；湖南省教育廳重點(diǎn)項(xiàng)目“長(zhǎng)株潭城市群生態(tài)承載力預(yù)警及調(diào)控研究”（14A154）；中南林業(yè)科技大學(xué)國(guó)家社科基金預(yù)研項(xiàng)目“基于生態(tài)承載力的湖南省農(nóng)業(yè)綠色發(fā)展研究”（2016YY009）

楊 燦，副教授，碩士生導(dǎo)師，博士研究生；E-mail：greenolivia@126.com

楊 燦，李建軍，黃 靜，等.洞庭湖洲灘人工林林農(nóng)復(fù)合經(jīng)營(yíng)模式與綜合效益研究[J].中南林業(yè)科技大學(xué)學(xué)報(bào)，2017,37(5): 106-112.

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1673-923X(2017)05-0106-07

[本文編校：謝榮秀]