黃 帆， 張 勰， 徐清乾， 徐少東, 明伸樺， 許忠坤，鄭 江， 王湘瑩

(1.湖南省林業(yè)科學(xué)院， 湖南 長(zhǎng)沙 410004； 2.排牙山國(guó)有林場(chǎng)， 湖南 靖州 418400； 3.江華國(guó)有林場(chǎng),湖南 江華 425500)

馬尾松Pinusmassoniana是我國(guó)特有的速生豐產(chǎn)鄉(xiāng)土樹(shù)種，是湖南省分布最廣、資源最豐富的樹(shù)種之一，在林業(yè)生產(chǎn)中一直占有重要地位。隨著生態(tài)政策的加強(qiáng)，可砍伐的馬尾松商品林面積減少，且相當(dāng)部分處于低效低質(zhì)的狀態(tài)[1]。如何對(duì)低效林進(jìn)行提質(zhì)改造，提高林農(nóng)收益是當(dāng)前馬尾松經(jīng)營(yíng)發(fā)展的迫切需求。通過(guò)間伐與施肥培育馬尾松大徑材被視為對(duì)馬尾松低效林改造的最有效營(yíng)林措施。大多數(shù)研究學(xué)者建議，為有利于馬尾松大徑材培育，林分宜保留密度為750株·hm-2[2-7]。為了實(shí)現(xiàn)生態(tài)價(jià)值和經(jīng)濟(jì)價(jià)值雙重提升，本文對(duì)25年生的馬尾松人工林進(jìn)行了更低保留密度的探索性間伐試驗(yàn)及施肥試驗(yàn)，探討馬尾松低效林改造成大徑材的經(jīng)營(yíng)新模式，為馬尾松高效培育提供技術(shù)參考。

1 試驗(yàn)地概況

試驗(yàn)地位于湖南省懷化市靖州苗族侗族自治縣排牙山國(guó)有林場(chǎng)，試驗(yàn)林中心點(diǎn)地理坐標(biāo)109°30′18″E，26°24′25″N，屬亞熱帶季風(fēng)氣候，年日照時(shí)數(shù)1 336 h，年平均氣溫17 ℃，≥10 ℃的年活動(dòng)積溫4 800～4 900 ℃，年均降雨量1 380 mm，相對(duì)濕度82%，全年無(wú)霜期290 d。試驗(yàn)地為板頁(yè)巖發(fā)育成的紅黃壤，土層厚度為80～100 cm，pH值為5.6，海拔高度為380～400 m；氣候土壤均適宜馬尾松生長(zhǎng)。

2 試驗(yàn)設(shè)計(jì)與方法

2.1 試驗(yàn)設(shè)計(jì)

按照不同經(jīng)營(yíng)措施對(duì)靖州排牙山林場(chǎng)25年生馬尾松人工林進(jìn)行經(jīng)營(yíng)性試驗(yàn)。試驗(yàn)林面積為2.0 hm2，初植密度為1 500株·hm-2。2014年根據(jù)試驗(yàn)設(shè)計(jì)要求設(shè)置18塊大小為20 m×20 m的標(biāo)準(zhǔn)地，a處理(1～6號(hào)標(biāo)準(zhǔn)地)間伐至375株·hm-2，b處理(7～12號(hào)標(biāo)準(zhǔn)地)間伐至525株·hm-2，c處理(13～18號(hào)標(biāo)準(zhǔn)地)間伐至675株·hm-2。每個(gè)保留密度的6塊標(biāo)準(zhǔn)地中3塊標(biāo)準(zhǔn)地追施復(fù)合肥1.0 kg·株-1，各標(biāo)準(zhǔn)地試驗(yàn)安排見(jiàn)表1。

5年后對(duì)試驗(yàn)林進(jìn)行生長(zhǎng)量調(diào)查，分析不同密度、施肥措施對(duì)大徑材培育的影響，并分析其帶來(lái)的經(jīng)濟(jì)效益。

2.2 指標(biāo)計(jì)算方法

馬尾松材積計(jì)算公式：

V=0.000 092 659 525×

D1.897 521 51-0.030 152 9(D+H)×

H0.768 773 38+0.004 436 1(D+H)

式中：V為單株材積，D為胸徑,H為樹(shù)高。

2.3 數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)分析

調(diào)查數(shù)據(jù)采用Excel 2007整理，用SPSS 22.0軟件進(jìn)行統(tǒng)計(jì)分析。

3 結(jié)果與分析

3.1 不同保留密度條件下馬尾松生長(zhǎng)量分析

根據(jù)我國(guó)林業(yè)行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)《馬尾松速生豐產(chǎn)林》(LY/T 1496-2009)，胸徑大于26 cm的單株被定為大徑材，以此標(biāo)準(zhǔn)統(tǒng)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)地內(nèi)大徑材株數(shù)占全部立木的比例[8]。對(duì)a處理、b處理和c處理的3種保留密度的馬尾松人工林進(jìn)行數(shù)據(jù)調(diào)查和方差分析，結(jié)果列表2。

從表2 可知，不同密度處理下平均胸徑、平均樹(shù)高、平均單株材積和平均大徑材株比例均達(dá)極顯著差異(P<0.01)，且差異性從大到小排序?yàn)槠骄貜?、平均材積、平均大徑材株比例和平均樹(shù)高，說(shuō)明平均胸徑受密度影響最大，而平均樹(shù)高受影響相對(duì)較小。各保留密度平均單株生長(zhǎng)量比較，a處理最高，平均胸徑為30.20 cm，平均樹(shù)高為21.90 m，平均材積為0.74 m3；b處理中等，平均胸徑為25.20 cm，平均樹(shù)高為20.70 m，平均材積為0.52 m3；c處理最低，平均胸徑為23.10 cm，平均樹(shù)高為20.10 m，平均材積為0.42 m3；表現(xiàn)出隨著密度的提高單株生長(zhǎng)量逐漸減少的規(guī)律。

各保留密度下單位面積蓄積量比較可知，a處理單位面積蓄積量最低，為525.45 m3·hm-2；b處理單位面積蓄積量中等，為548.10 m3·hm-2；c處理單位面積蓄積量最高，為568.30 m3·hm-2；表現(xiàn)出隨著保留密度的提高單位面積蓄積量逐漸增大的規(guī)律。

表3 標(biāo)準(zhǔn)地平均大徑材株比例Tab.3 Proportion of large-diameter timber in sample plots密度處理樣地編號(hào)大徑材株數(shù)平均大徑材株比例/%1146421667a319794176852083620917174981234b910291014401119541216461381814818c151022161227171227181227

各密度處理平均大徑材株比例見(jiàn)表3。從表3可知，a處理平均大徑材株比例最高,為75%；b處理平均大徑材株比例居中，為42%；c處理平均大徑材株比例最低，為23%；表現(xiàn)出隨著保留密度的提高平均大徑材株比例明顯減少的規(guī)律。

3.2 施肥對(duì)馬尾松人工林生長(zhǎng)量的影響

經(jīng)過(guò)t檢驗(yàn)分析得出，追肥處理下，平均胸徑、平均樹(shù)高、平均單株材積與對(duì)照相比均沒(méi)有達(dá)到顯著差異水平(表4)。

表4 追肥試驗(yàn)下馬尾松人工林生長(zhǎng)量t檢驗(yàn)分析Tab.4 t-test analysis of growth of Pinus massoniana planta-tion under top dressing experimenttdfP平均胸徑-2.1312750.034平均樹(shù)高-2.7472750.006平均材積-2.4752750.014

比較大徑材株比例平均值得知，追肥對(duì)提高大徑材株比例有一定的作用。b處理下追肥增益較高，對(duì)照的平均大徑材株比例為37.9%，追肥后為50.0%，施肥增加了12.1%；a處理下追肥增益中等，對(duì)照的平均大徑材株比例為70.0%，追肥后為80.3%，施肥增加了10.3%；c處理下追肥增益較低，對(duì)照的平均大徑材株比例為19.3%，追肥后為26.7%，施肥增加了7.4%。比較平均單株材積可知，a處理下追肥效果好于b、c處理。a處理下對(duì)照平均單株材積為0.674 m3，追肥后為0.816 m3，提高了0.142 m3；b處理下對(duì)照平均單株材積為0.556 m3，追肥后為0.505 m3，提高了0.051 m3；c處理下對(duì)照平均單株材積為0.429 m3，追肥后為0.413 m3，提高了0.016 m3(圖1、圖2)。

3.3 不同密度條件下林分經(jīng)濟(jì)效益分析

不同密度處理的試驗(yàn)林總出材量不同，c處理下出材量最高，a處理最低。市場(chǎng)上對(duì)于馬尾松不同徑級(jí)的原木收購(gòu)價(jià)格不盡相同[9-13]。根據(jù)對(duì)各林場(chǎng)銷售價(jià)格的咨詢結(jié)果及中國(guó)木材網(wǎng)馬尾松原木的銷售情況來(lái)分析，取中間值得出湖南地區(qū)馬尾松不同徑級(jí)原木價(jià)格(表5)[14]。

馬尾松近熟林經(jīng)過(guò)間伐處理5年后，根據(jù)材積及出材率計(jì)算出材量及經(jīng)濟(jì)產(chǎn)出[15](表6)。

表5 湖南省馬尾松不同徑級(jí)原木價(jià)格Tab.5 Price of logs of Pinus massoniana with different sizes in Hunan徑級(jí)/cm長(zhǎng)級(jí)/m單價(jià)/(元·m-3)等外材/(元·t-1) 8～122.0～2.862022014～182.0～2.874022020～242.0～2.879022026～282.0～2.885065030～382.0～2.894065040～482.0～2.81 100650

表6 不同密度處理下經(jīng)濟(jì)效益Tab.6 Economic benefits of different density treatments密度處理蓄積量/m3出材量/m3產(chǎn)出/(元·hm-2)a525.47 457.78 420 727b548.12 476.69 375 470c568.32 493.65 361 206總計(jì)1 641.91 1 428.12 1 157 403

從表6可看出，a處理試驗(yàn)林蓄積量和出材量都較低，蓄積量為525.47 m3·hm-2，出材量為457.78 m3·hm-2，但經(jīng)濟(jì)產(chǎn)出較高,為420 727元·hm-2。c處理試驗(yàn)林蓄積量及出材量較高，蓄積量為568.32 m3·hm-2，出材量為493.65 m3·hm-2，但經(jīng)濟(jì)產(chǎn)出較低，為361 206元·hm-2。a處理林分5年后經(jīng)濟(jì)產(chǎn)出超出c處理59 522元·hm-2，超出b處理45 257元·hm-2。

4 結(jié)論與討論

(1)不同密度經(jīng)營(yíng)下的平均胸徑、平均樹(shù)高、平均單株材積和平均大徑材株比例存在顯著差異。隨著密度降低，平均胸徑、平均樹(shù)高、平均單株材積有顯著提升，平均大徑材株比例也有所提高，跟以往研究相符。密度控制在375株·hm-2時(shí)，培育大徑材效果最好，但是單位面積內(nèi)總材積隨著密度的降低而降低。不過(guò)375株·hm-2是否為培育大徑材的最低密度限度，因研究設(shè)計(jì)所限暫不能確定。

(2)通過(guò)對(duì)馬尾松近成熟林開(kāi)展復(fù)合肥追肥試驗(yàn)發(fā)現(xiàn)，不同密度下追肥5年后，平均胸徑、平均樹(shù)高、平均單株材積及平均大徑材株比例均有所提升但沒(méi)有顯著增益。其他相關(guān)研究表明，馬尾松3～7年生幼林施肥效果明顯[16-17]。本試驗(yàn)25年生近熟林施肥效果不明顯。

(3)對(duì)馬尾松成熟林超低密度控制，可發(fā)現(xiàn)隨著密度的降低總材積及出材量都有所降低。但由于大徑級(jí)材原木價(jià)格的優(yōu)勢(shì)，隨著密度的降低總體經(jīng)濟(jì)效益反而有所升高。

(4)本試驗(yàn)只研究了超低密度控制下馬尾松大徑材培育的經(jīng)濟(jì)效益，并未涉及其生態(tài)效益，有待進(jìn)一步研究探討。