福建柏混交林生長效果評價及經(jīng)濟效益分析

汪國彬

(福建省安溪豐田國有林場，福建 泉州 362411)

福建柏(Fokieniahodginsii(Dunn) Henry Thomas)又名建柏、滇柏等，屬柏科柏屬常綠針葉喬木，系國家Ⅱ級重點保護野生植物，是我國特有的單屬種植物，主要分布在我國南方地區(qū)，包括福建、浙江、江西、四川、湖南、廣東、廣西和貴州等省[1-3]。福建柏主干通直圓滿，山地栽植成活率高，生長較快，材質(zhì)優(yōu)良，木材的邊材淡紅褐色，心材深褐色，材質(zhì)穩(wěn)定，易于加工，可作為房屋建筑、橋梁、雕刻及家具等的主要材料，是我國南方省區(qū)主要的用材樹種[4-5]。此外福建柏紋理細(xì)致美觀，樹形優(yōu)美，其揮發(fā)的芳香油具抗菌作用，具有非常重要的觀賞及生態(tài)價值[6]。

隨著我國對于福建柏林的重視，福建柏不同林分生長模式已成為林業(yè)領(lǐng)域的研究熱點，大量文獻(xiàn)表明[7-9]，單一樹種栽植的純林模式容易造成林分生產(chǎn)力和地力下降，純林經(jīng)營2、3代林分中土壤微生物遠(yuǎn)低于1代林，立地條件衰退嚴(yán)重，病蟲危害風(fēng)險升高，而混交林尤其是針闊混交可以減少病蟲危害、火災(zāi)和土壤肥力下降的發(fā)生[10]。福建柏人工林的培肥和自肥能力較強，對維持林地生產(chǎn)力有很好的促進(jìn)作用，是優(yōu)良的混交林樹種，研究表明[11-13]，福建柏與杉木、柳杉、禿杉、濕地松、馬尾松、木荷等樹種混交均取得較好成效，其林下植被多樣性和土壤理化性質(zhì)均高于純林。因此，本文對1981年營建的40年生不同林分模式的福建柏混交林及純林進(jìn)行生長效果對比評價，并分析不同林分模式福建柏混交林的經(jīng)濟效益，以期為營建福建柏混交林提供參考。

1 試驗地概況

試驗地位于福建省安溪豐田國有林場土地壇工區(qū)4—3小班，地處東經(jīng)119°54′24″、北緯25°33′12″，海拔460～580 m。屬亞熱帶季風(fēng)氣候，雨量充沛，年均降水量達(dá)1800 mm，年均溫19.5 ℃，年均濕度85%，年無霜期330 d。試驗地土壤為山地紅壤，土層厚度約90 cm，土壤pH值呈弱酸性，立地類型為Ⅲ類地。林下植被主要包括芒萁骨(Dicranopterisdichotoma)、桃金娘(RhodomytrustamentosaHasd)、白茅(Imperatacylindrica)等。

2 試驗材料與方法

2.1 試驗設(shè)計

試驗地選取3種不同營林模式的林分，分別為：福建柏∶杉木∶馬尾松混交林=8∶1∶1混交林；福建柏∶火力楠=8∶2混交林；福建柏純林。3次重復(fù)，每小區(qū)面積900 m2。試驗林于1981年春營建，株行距2 m×2 m，初植密度1665株·hm-2；于10年生、15年生時分別進(jìn)行1次擇伐，但混交林比例保持不變。林齡均為40年生。

2.2 調(diào)查方法

2021年4月開展調(diào)查，在每個小區(qū)設(shè)置3塊20 m×20 m的標(biāo)準(zhǔn)樣地，每塊樣地面積400 m2。采用每木檢尺的方法，調(diào)查測定林分的胸徑、樹高、冠幅等，并根據(jù)野外調(diào)查數(shù)據(jù)，算出林分生長指標(biāo)平均值。采用福建省林木二元立木材積表計算單株林木材積，林分中所有單株林木材積的總和就是林分蓄積量[14]。二元材積計算公式為：V福建柏=0.00005685D1.825996H1.26105，V馬尾松=0.00006234D1.8552497H0.95682492，V杉木=0.00005806D1.9553351H0.89403304，V火力楠=0.00005276D1.882161H1.009317。

2.3 分析方法

運用Excel 2007和SPSS 19軟件對數(shù)據(jù)進(jìn)行分析處理。

3 結(jié)果與分析

3.1 不同營林模式林分生長的差異

由表1可知，3種營林模式下的福建柏林分的生長量指標(biāo)均存在差異。福建柏×杉木×馬尾松混交林模式下的福建柏胸徑、樹高和單株材積均高于其它2種營林模式下的福建柏。與福建柏純林相比，福建柏×杉木×馬尾松混交林中的福建柏平均胸徑、樹高分別高出11.4%、12.9%，單株材積高出35.6%，林分蓄積量多出23.4%；而福建柏×火力楠混交林模式下的福建柏平均胸徑高出3.3%，平均樹高增長6.1%，單株材積增長幅度較小，僅14.2%，林分蓄積量增加3.0%?？梢钥闯?，福建柏×杉木×馬尾松混交林中福建柏的各項生長量指標(biāo)均比其它2種營林模式高，而2種混交林模式下的福建柏生長指標(biāo)均優(yōu)于純林，單株材積和蓄積量也較高于純林。

3.2 不同營林模式下福建柏樹高—胸徑異速生長關(guān)系分析

采用y=ax+b對不同營林模式下的福建柏樹高、胸徑的對數(shù)做線性擬合，結(jié)果見圖1～圖3。2種混交林中福建柏樹高、胸徑擬合曲線的方程調(diào)整決定系數(shù)(R2)均在0.8以上，擬合效果好；而福建柏純林樹高、胸徑擬合曲線的方程調(diào)整決定系數(shù)僅0.5329，擬合效果較低。3種營林模式中，福建柏×杉木×馬尾松混交林的直線斜率最大，a為0.4451；福建柏×火力楠混交林的直線斜率次之，a達(dá)到0.3903；福建柏純林的直線斜率最小，a僅為0.2546。說明3種營林模式中，以福建柏×杉木×馬尾松混交模式對福建柏胸徑的生長促進(jìn)效果最好。而3種營林模式直線斜率均小于1，也說明3種營林模式下福建柏的樹高生長速率均小于胸徑的生長效率。

表1 3種營林模式林分生長調(diào)查

圖1 福建柏純林樹高—胸徑擬合曲線圖

3.3 3種營林模式林分經(jīng)濟效益的差異

圖2 福建柏×火力楠混交林樹高—胸徑擬合曲線圖

木材價格是林分貨幣收入的一個主要影響因素，同時也體現(xiàn)了市場對林分資源稀缺程度以及最終產(chǎn)品的需求程度，木材價格與產(chǎn)出值具有正相關(guān)性[19]。我國的木材市場一般將木材分為2種，分別為規(guī)格材和非規(guī)格材。不同木材類型各徑級的木材價格也有較大區(qū)別。此外，市場上的木材價格會受到木材自身材性、供應(yīng)需求及其衍生出來的相關(guān)產(chǎn)品價格的影響，由于我國經(jīng)濟條件和社會需求具有區(qū)域性，因而木材價格在各地會出現(xiàn)一些變動和差異[20]。本文參照南安市梅山鎮(zhèn)當(dāng)?shù)啬静氖袌龅哪静慕灰變r格，其經(jīng)濟效益按各樹種統(tǒng)材進(jìn)行計算。

由表2可知，福建柏和杉木木材的經(jīng)濟價值遠(yuǎn)高于馬尾松和火力楠，通過計算3種林分中不同樹種胸徑和數(shù)量，可以得到其對應(yīng)的經(jīng)濟效益范圍。經(jīng)濟效益最高的是福建柏×杉木×馬尾松混交林，其市場經(jīng)濟價值能達(dá)到175335元·hm-2；其次為福建柏純林，市場經(jīng)濟價值為136170元·hm-2；而福建柏×火力楠混交林由于火力楠市場價值偏低，其經(jīng)濟價值只能達(dá)到130995元·hm-2。

表2 3種營林模式林分經(jīng)濟效益

圖3 福建柏×杉木×馬尾松混交林 樹高—胸徑擬合曲線圖

4 結(jié)論與討論

在本次研究中，通過對比不同經(jīng)營模式下福建柏混交林和純林林分生長量及經(jīng)濟效益的差異，探討哪種營林模式具有較高的生態(tài)價值和經(jīng)濟價值，為營林模式的選擇提供科學(xué)依據(jù)。本研究結(jié)果顯示，2種混交林模式下福建柏的樹高、胸徑、單株材積及蓄積量均大于福建柏純林。與福建柏純林對比，福建柏×杉木×馬尾松混交林中的福建柏平均胸徑、平均樹高分別高出11.4%、12.9%，單株材積高出35.6%，林分總蓄積量多出23.4%；而福建柏×火力楠混交林模式下的福建柏平均胸徑、平均樹高出3.3%、6.1%，單株材積增長幅度較小，僅14.2%，林分蓄積量增加3.1%?？赡苁怯捎诨旖涣窒轮参飻?shù)量和多樣性均高于純林，樹冠層也比純林更濃密，對降水的截留作用減緩了地表徑流，加上枯枝落葉量多(每年均有大量的枯落物返回林地)、分解快，特別是闊葉樹種含有大量易腐、養(yǎng)分含量高的枯落枝葉。此外，混交林容易形成小氣候環(huán)境，有利于微生物的活動，這使得混交林土壤有機質(zhì)、透氣性、微生物及速效養(yǎng)分等含量高于純林[17]，從而導(dǎo)致混交林模式下福建柏生長量指標(biāo)在不同程度上優(yōu)于福建柏純林，這也說明混交林的生態(tài)價值高于純林。對比2種混交林，福建柏×杉木×馬尾松混交林的各項指標(biāo)均比福建柏×火力楠混交林更好，這可能是因為3個樹種混交模式比2個樹種混交能夠形成更加緊密的林冠結(jié)構(gòu)，增加了林分葉面積指數(shù)，從而提高了林分總體的光合作用效率，促進(jìn)主林木的生長，使得其單株材積和林分蓄積量升高[18]。3個樹種混交模式下林分的物種多樣性也優(yōu)于2個樹種混交，這也讓該模式下的林分土壤養(yǎng)分結(jié)構(gòu)和微生物更加豐富，促進(jìn)目標(biāo)樹種生長，提高了林業(yè)生產(chǎn)效益，具有較高的生態(tài)價值。此外，雖然火力楠具有良好的培肥土壤功能且落葉量大，改良土壤效果好，但福建柏和火力楠均屬于淺根性樹種，且兩者混交比例差距小，使得2種淺根性樹種混交對養(yǎng)分的吸收存在很強的競爭關(guān)系。而福建柏屬耐蔭樹種，杉木屬陽性樹種，二者能很好地相互促進(jìn)生長，雖然都屬于淺根性樹種，但馬尾松為深根性樹種，能有效緩解三者之間對于養(yǎng)分的競爭關(guān)系，同時具有更合理的混交比例，因此福建柏×杉木×馬尾松混交林具有更高的生態(tài)價值，對于福建柏林木的生長具有更顯著的促進(jìn)作用[19]。

通過3種營林模式下福建柏樹高—胸徑異速生長關(guān)系曲線可以發(fā)現(xiàn)，2種混交模式林分福建柏擬合曲線的方程調(diào)整決定系數(shù)均優(yōu)于福建柏純林，其方程斜率也均大于純林，說明混交模式對福建柏胸徑的生長具有顯著的促進(jìn)作用，即相同的樹高，混交林模式下的福建柏胸徑大于純林模式下的福建柏，而福建柏×杉木×馬尾松混交林模式下福建柏胸徑生長效果最好。

而參照當(dāng)?shù)啬静氖袌龅膬r格調(diào)查表，計算3種營林模式的經(jīng)濟效益，發(fā)現(xiàn)福建柏×杉木×馬尾松混交模式經(jīng)濟效益最高，其市場經(jīng)濟價值能達(dá)到175335元·hm-2；其次為福建柏純林，為136170元·hm-2；福建柏×火力楠混交林最低，為130995元·hm-2。結(jié)合林分生態(tài)指標(biāo)和經(jīng)濟效益來看，福建柏×杉木×馬尾松混交林效果最優(yōu)，可作為福建柏主要的混交林模式。近幾年來，在林業(yè)生產(chǎn)中隨著單一樹種純林帶來諸如病蟲害、地力衰退、物種多樣性低、穩(wěn)定性差等問題，提示著人們要改變傳統(tǒng)的純林經(jīng)營模式。因此，正確選擇樹種并采用合適的營林技術(shù)措施營造混交林或?qū)Φ彤a(chǎn)林進(jìn)行套種改造，是今后營林的有效措施之一。