楊 哲
(廣東省乳陽林場,廣東 韶關(guān) 512000)
在人工林造林中,為提高其經(jīng)營效益,需要做到適地適樹,同時充分利用自然力對幼林進行培育。目前,我國土地綠化率不斷提升,且森林覆蓋率也明顯提高,適宜進行幼林撫育的荒山逐漸減少[1]。但是,對于宜林荒山而言,在對其進行林分改造過程中,需要提高低產(chǎn)低效林分效益,從而改善立地條件。大量研究發(fā)現(xiàn),未來人工林幼林撫育主要通過集約經(jīng)營方式來完成,此種方法不僅能夠?qū)ν寥览砘再|(zhì)進行改善,還能提高幼林撫育質(zhì)量[2]。
對此,本研究采用試驗方法,以杉樹幼林撫育為研究對象,對3種具有不同集約程度的杉樹幼林撫育技術(shù)進行對比,并對其進行綜合評價,評價方向包括杉木幼林生長情況、造林成本以及水土流失情況,旨在為杉樹幼林撫育以及擴大其人工林經(jīng)營效益提供更多思路。
本次試驗區(qū)在廣東省韶關(guān)市乳源瑤族自治縣,位于東經(jīng)112°52′~113°28′,北緯24°28′~25°09′,屬亞熱帶季風(fēng)氣候,地處中亞熱帶山地,溶蝕高原地貌顯著,海拔高度在600 m以上,多峽谷,境內(nèi)森林資源豐富[3]。試驗區(qū)冬季常受北方冷空氣影響,但因縣西北部有石坑崆等大山為屏障,在很大程度上削弱了北方冷空氣的強度,雨水充沛。本試驗區(qū)為往年火燒跡地,坡度12~30°,位于坡上部,土壤緊實,對其進行林地綜合分析后評價為Ⅲ類地。
本次試驗所選用的造林苗木為杉樹2.5代一年生裸根實生苗,肥料選用(N.P.K)總含量≥30%的專用肥[4]。于2018年2月份開始進行試驗,采用完全隨機方法,在試驗區(qū)設(shè)計3種處理方法,分別為人工穴狀、挖掘機穴狀、挖掘機大坪,每個處理方法分為2種,重復(fù)3次,并于2018年3月份來時進行定植。在定植時,株行距設(shè)置為2 m×2 m。為方便后續(xù)研究,設(shè)置標(biāo)準(zhǔn)低塊(4 m×30 m),不設(shè)置隔離帶。3種整地造林撫育技術(shù)及具體實施方法見表1。
(1)杉樹幼林生長情況:于2020年2月份對幼林生長梁進行測定,采用卡尺對地徑進行測量,并對幼林苗高進行測量,工具選擇鋼尺。
(2)造林成本統(tǒng)計:采用實地跟蹤方法,對每個造林工序進行統(tǒng)計,計算造林成本。各工序所用時間進行折算,將其轉(zhuǎn)化為單位面積用工量,再與單價進行相乘[5,6]。其中:
人工成本:平均人工單價(80元/用工日);
挖掘機成本:單價(150元/小時);
苗木、肥料成本:以造林當(dāng)年價格為準(zhǔn)[7,8]。
本試驗綜合評價方法采用灰色局勢決策理論,針對不同整地和撫育技術(shù),對杉樹幼林撫育技術(shù)進行多目標(biāo)綜合分析與評價。
從表2中數(shù)值可以看出,不同撫育技術(shù),對杉樹幼苗生長的影響是不同的,主要表現(xiàn):①平均苗高:X6>X4>X5>X3>X2>X1;②平均地徑:X6>X4>X5>X3>X2>X1;③平均保存度:X5>X6>X2>X1>X3>X4;④平均郁閉度:X6>X4>X5>X3>X2>X1。結(jié)合表1中內(nèi)容,具體表現(xiàn)為:在平均苗高、平均地徑、平均郁閉度對比上,挖掘機大坪(大坪整地)>挖掘機穴狀(大穴整地)>人工穴狀(小穴整地),施肥>不施肥;在平均保存度對比上,挖掘機大坪>人工穴狀>挖掘機穴狀,施肥<不施肥。
表2 不同杉樹幼林撫育技術(shù)對杉樹幼苗生長的影響目標(biāo)值
方差分析方法采用X4PS統(tǒng)計軟件完成,多重比較用新復(fù)極差法,平均苗高、平均地徑、平均保存度、平均郁閉度方差分析結(jié)果分別見表3、表4、表5和表6。
表3 平均苗高方差分析結(jié)果
表4 平均地徑方差分析結(jié)果
從造林成本上看,挖掘機大坪(大坪整地)成本>挖掘機穴狀(大穴整地)成本>人工穴狀(小穴整地)成本,施肥成本>不施肥成本,結(jié)果詳見表7。
表5 平均保存度方差分析結(jié)果
表6 平均郁閉度方差分析結(jié)果
表7 不同杉樹幼林撫育技術(shù)造林成本 元/畝
本試驗為保證不同杉樹幼林撫育技術(shù)應(yīng)用效益評價的全面性,采用灰色局勢決策中相關(guān)理論和評價方法,對撫育技術(shù)的合理性、適宜度進行分析。從3個方面入手,確定評價目標(biāo)分別為:降低造林成本、減少水土流失,增加林分生產(chǎn)力,目標(biāo)見表8。
表8 本試驗評價目標(biāo)的確定
通過確定上述目標(biāo)可以發(fā)現(xiàn),杉樹幼林撫育技術(shù)選用是否科學(xué)合理,實際上是多目標(biāo)決策的。綜合評價目標(biāo),開展多目標(biāo)決策,從而選擇最佳杉樹幼林撫育技術(shù)[9,10]。確定好目標(biāo)后,對效果測度進行選擇,并進行目標(biāo)決策,形成矩陣[11]。從實際情況看,苗高、地徑、郁閉度、保存率目標(biāo)值越大,說明杉樹幼林撫育效果越好[12,13],因此選擇上項效果測度(見公式1);水土流失、造林成本目標(biāo)值越小,說明造林效果越好[14],故采用下項效果測度(詳見公式2)[15,16]。
公式1:rij(P)=uij(P)/maxmaxuij(P)
公式2:rij(P)=minminuij(P)/uij(P)
結(jié)合上述目標(biāo)重要性程度確定權(quán)重,其中地徑、苗高、造林成本、郁閉度權(quán)重為0.2,水土流失和保存率權(quán)重為0.1。由上述公式組成綜合決策矩陣,如下所示。
D(∑)=[n11(∑)/m11n12(∑)/m12n13(∑)/m13n14(∑)/m14n15(∑)/m15n16(∑)/m16]=0.56/m110.65/m120.69 /m130.80 /m140.70 /m150.85 /m16
單目標(biāo)決策矩陣,具體內(nèi)容見表9。
表9 杉樹幼林撫育技術(shù)綜合評價單目標(biāo)決策矩陣
從表9中可以看出,找出矩陣中效果測度最大所對應(yīng)的杉樹幼林撫育技術(shù),即所對應(yīng)的目標(biāo)。為保證多目標(biāo)決策的最優(yōu)化,對苗高、地徑、郁閉度、保存率、水土流失、造林成本6個目標(biāo)的測度進行轉(zhuǎn)化,形成綜合測度。通過對計算結(jié)果的發(fā)內(nèi)心,杉樹幼林撫育技術(shù)優(yōu)劣排序依次為:X6>X4;X4>X5;X5>X3;X3>X2;X2>X1。
本試驗區(qū)交通相對便利,坡度最高在30°,相對不大,但是立地條件相對差。在此種條件的情況下,經(jīng)過試驗證實,采用挖掘機進行大穴整地和大坪整地,能夠使杉樹幼林種植區(qū)土壤更加疏松,并且改善其土壤物理結(jié)構(gòu),從而使杉樹幼苗根系生長的環(huán)境得到改善,促進其生長。在此基礎(chǔ)上,通過科學(xué)合理施肥,能夠提供更好的營養(yǎng)保障,促進杉樹幼苗早期生長[17]。但是,采用大穴和大坪整地方法,以及增加施肥量,會相應(yīng)增加杉樹造林成本,且與人工小穴整地相比,上述兩種方法水土流失率相應(yīng)要增加。從綜合評價結(jié)果看,大穴整地和大坪整地還是相對可取的杉樹幼林撫育技術(shù)。