杉木不同经营方式的经济与养分利用效益分析

许忠坤， 夏晓敏， 徐清乾， 张 勰， 佘朝亮， 郭文平， 周建雄

(1.湖南省林业科学院， 湖南 长沙 410004； 2.湖南省林业科技推广总站， 湖南 长沙 410007; 3.会同县广坪国营林场, 湖南 会同 418300； 4.攸县黄丰桥国有林场, 湖南 攸县 412307)

杉木不同经营方式的经济与养分利用效益分析

许忠坤1， 夏晓敏2， 徐清乾1， 张 勰1， 佘朝亮3， 郭文平4， 周建雄4

(1.湖南省林业科学院， 湖南 长沙 410004； 2.湖南省林业科技推广总站， 湖南 长沙 410007; 3.会同县广坪国营林场, 湖南 会同 418300； 4.攸县黄丰桥国有林场, 湖南 攸县 412307)

在立地指数级为16的杉木林内共设置12个固定样地，经过30年系统观察,对杉木传统经营方式和大径材经营方式的经济与养分利用效益进行比较分析。结果表明：在30年内，传统经营方式经营1.5个轮伐期，产木材558.371m3/hm2，收益702156元/hm2，木材效益1258元/m3；需要造林2次，前期成本26182元/hm2，后期成本268018元/ hm2；经营净收益为407956元/hm2。大径材经营方式经营1个轮伐期，木材效益达到1786元/m3；前期、后期经营成本分别为传统经营方式的50%、76.9%，经营净收益高于传统经营方式34.3%。传统经营方式1.5个轮伐期内消耗氮、磷、钾、钙、镁总量为1110kg/hm2，而大径材经营方式养分消耗为传统经营方式50%，单位养分利用效益是传统经营方式的2.7倍，达到989元/kg。

杉木； 经营方式； 大径材； 经济效益； 养分利用效益

据统计，目前全国杉木(Cunninghamialanceolata)林面积超过0.1亿hm2，约占南方人工林面积的1/2，在我国森林蓄积量和木材生产中占有非常重要的地位。由于杉木人工林规模不断扩大，造成杉木人工林针叶化、纯林化、经营集约化、多代连栽和集中连片等现象加剧，导致杉木人工林生态系统固有的生态弱点日益显现，其造林地区出现严重的水土流失、生物多样性下降、地力衰退。我们利用30年生试验林数据，对杉木人工林不同经营方式的经济与养分利用效益进行分析，试图找出经济效益高、养分消耗少的经营方式。

1 材料与方法

1.1 试验区概况

试验地位于杉木中心产区湖南省会同县地灵乡，其地理坐标为东经109°45′、北纬26°50′，年平均气温16.6℃，前作为马尾松残次林，土壤为红壤，海拔310～400m。

1.2 造林密度

造林株行距为2.5m×2.5m，密度为1600株/hm2。

1.3 试验林概况及固定样地设置

试验林为30年生，立地指数级为16，在林分10年生时，保留900株/hm2，当林分20年生时，进行间伐，保留密度为450株/ hm2。共设置12块30m×20m的固定样地。

1.4 经营方式

1.4.1 传统经营方式 传统经营方式(20年+10年)在林分达到10年生时，进行间伐，保留900株/hm2；当林分达到20年生时，进行皆伐，再重新造林。

1.4.2 大径材经营方式 大径材经营方式(30年)在林分达到10年生时进行间伐，保留900株/hm2，当林分达到20年生时，进行间伐，保留密度为450株/hm2。

1.5 数据来源

试验林每2年调查1次，每木调查树高、胸径(第4年开始调查)，树高以m为单位保留1位小数，胸径以cm为单位，保留1位小数。

活立木材积计算公式为：

1.6 生物量计算

生物量计算参照李燕、张建国《杉木人工林生物量估算模型的选择》中最优模型[1]。

1.7 养分含量

养分含量参照提利夫《杉木养分含量分析》[2]。

1.8 杉木不同径级木材价格参照中国木材网2012年4月价格[3] (见表1)

1.9 造林投入成本采用湖南世行项目杉木造林模型

2 结果与分析

2.1 不同经营方式经济效益

表1 杉木不同径级木材价格Tab.1 PriceofdifferentdiametertimberofChinesefir径级(cm)价格(元)级差(元)径级(cm)价格(元)级差(元)81200024162024010120002618602001212000282060300141200203023603001612207032266030018129040342960300201330100363260221430190

2.1.1 传统经营收益 杉木速生丰产林国家标准的轮伐期为20年，初植密度为2500株/hm2，主伐时密度为1500株/hm2，培育目标为中小径材。如果以大径材培育周期30年计算，中小径材为20年+10年，1.5个轮伐期，若立地指数为16，且采用优良无性系为种植材料，其收益见表2。将10年主伐、10年间伐、20年主伐收益相加，1.5个轮伐期的收益为702156元/hm2。

表2 20年+10年1.5个轮伐期杉木传统经营收益Tab.2 BenefitsoftraditionalmodeofoperationofChinesefirwith1.5rotation收获时间径级(cm)蓄积(m3/hm2)出材率材积(m3)单价(元)金额(元/hm2)10年主伐10年间伐20年主伐1619.0480.7814.8571200178291459.0500.7644.8781200538531292.5640.7468.4971200821971097.7580.6765.49812007859885.4710.492.68112003217合计273.891196.4112356941093.0430.6762.33912007480686.0180.492.94912003539合计99.06165.288783452437.4390.7929.5771620479142222.4990.7917.7751430254182089.6320.7970.8091330941761878.4850.7861.2191290789721656.6960.7844.2231220539521471.3190.7654.2031200650431220.7430.7415.350120018420105.2520.673.51912004222合计382.065296.675388117

2.1.2 大径材经营方式收益 杉木大径材培育周期30年，若立地指数为16，且采用优良无性系为种植材料，在其10年生时间伐保留密度为900株/hm2，20年生时间伐保留密度为450株/hm2，其收益见表3。将10年间伐、20年间伐、30年主伐收益相加，1个轮伐期的收益为766887元/hm2。

2.1.3 不同经营方式成本比较 经营成本分前期和后期成本。前期成本采用世界银行贷款造林的杉木造林模型，其构成见表4，其成本为13091元/hm2。传统经营方式30年内需要造林2次，其成本为26182元/hm2。

表3 30年1个轮伐期杉木大径材经营收益Tab.3 Benefitsofthebig-diameterwoodmodeofopera-tionofChinesefirwith1rotation收获时间径级(cm)蓄积(m3/hm2)出材率材积(m3)单价(元)金额(元/hm2)10年间伐20年间伐30年主伐1093.0430.6762.33912007480686.0180.492.94912003539合计99.06165.288783451617.9130.7813.9721200167671479.2830.7660.2551200723071223.0590.7417.064120020477105.8380.673.91212004694合计126.09395.2031142453639.0300.7930.83332601005173416.6700.7913.1692960389803069.0120.7954.520236012866628113.7300.7989.84720601850842452.5660.7941.5271620672752224.1570.7919.0841430272902025.2070.7919.913133026485合计340.372268.893574297

后期成本主要由采伐成本和税费构成。根据攸县黄丰桥林场提供的数据，采伐成本300元/ m3，税费180元/ m3。将表2、表3中木材材积乘以采伐成本、税费得到数据为后期成本，见表5。传统经营方式的后期成本为268018元/ hm2，大径材经营方式的后期成本为206104元/hm2。

2.1.4 杉木不同经营方式净收益比较 传统经营方式1.5个轮伐期可产木材558.371m3/ hm2，木材效益为1258元/m3，大径材经营方式1个轮伐期可产木材429.383m3/ hm2，收益为766887元/hm2，木材效益为1786元/m3。虽然传统经营方式单位面积木材产量大于大径材经营方式，但每1m3木材效益小于大径材经营方式；传统经营方式的前期成本是大径材经营方式的2倍，后期成本也大于大径材经营方式，大径材经营方式前期、后期经营成本分别为传统经营方式的50%、76.9%；传统经营方式的净收益(407956元/hm2)小于大径材经营方式(547692元/hm2)(见表6)，大径材经营方式经营净收益高于传统经营方式34.3%。

表4 杉木经营前期成本Tab.4 TheupfrontcostofoperationofChinesefir(元/hm2)种苗费林地清理整地造林抚管第1年第2年第3年林道防火林带合计14411500300030025002500150020015013091

表5 杉木经营后期成本Tab.5 TheanaphasecostofoperationofChinesefir(元/hm2)经营方式造林次数前期成本后期成本合计传统226182268018294200大径材113091206104219195

2.2 杉木不同经营方式单位面积养分利用效益比较

采用张建国《杉木人工林生物量估算模型的选择》中不同林龄最优模型[1]。根据试验林的胸径、树高计算单株生物量，并根据不同时期林分密度，求得每1hm2林分生物量，乘以氮、磷、钾、钙、镁的含量，结果见表7。

表6 杉木不同经营方式净收益Tab.6 ThenetincomeofdifferentmodeofoperationofChinesefir(元/hm2)经营方式收 益10年间伐20年间伐20年主伐10年主伐30年主伐合计成本净收益传统78345388117235694702156294200407956大径材78345114245574297766887219195547692

表7 杉木不同经营方式单位面积养分消耗比较Tab.7 TheunitnutrientcostofdifferentmodeofoperationofChinesefir经营方式轮伐期(个)生物量(kg/hm2)氮(kg/hm2)磷(kg/hm2)钾(kg/hm2)钙(kg/hm2)镁(kg/hm2)合计(kg/hm2)传统1.512201440867240313821110大径材11003261601511420460554

传统经营方式的生物量(122014kg/hm2)、养分总消耗量(1110kg/hm2)分别是大径材经营方式(100326 kg/hm2和554kg/hm2)的1.22倍和2倍。可见，大径材经营方式的总养分消耗少。

将净收益除总养分得到单位养分效益，见表8。表8结果表明，传统经营方式养分产生的经济效益为368元/kg，而大径材经营方式养分产生的经济效益可达989元/kg，是传统经营方式的2.7倍。

表8 杉木不同经营方式单位面积养分利用效益比较Tab.8 Theunitnutrientutilizationofdifferentmodeofop-erationofChinesefir经营方式净收益(元)总养分(kg/hm2)单位养分效益(元/kg)养分效益比传统40795611103681大径材5476925549892.7

3 结论与讨论

杉木传统经营方式在30年内可以经营1.5个轮伐期，可产木材558.371m3/hm2，收益702156元/hm2，木材效益为1258元/m3；30年内需要造林2次，其前期成本比较高，达到26182元/hm2；后期成本与木材材积有关，木材产量高，相应的后期成本也高，达到了268018元/hm2；经营净收益为407956元/hm2。

大径材经营方式在30年时间内经营1个轮伐期，可产木材429.383m3/hm2，收益为766887元/hm2，木材效益达到1786元/m3。前期、后期经营成本分别为传统经营方式的50%、76.9%；经营净收益高于传统经营方式34.3%。

传统经营方式追求的是木材产量，单位面积生物量大，消耗地力必然大，1.5个轮伐期内消耗氮、磷、钾、钙、镁总量为1110kg/hm2，将影响下一代林分的生长。而大径材经营方式追求的是木材质量，其木材价格高，轮伐期长，养分消耗为传统经营方式的50%，单位养分效益是传统经营方式的2.7倍，达到989元/kg。由于林分密度小，生物多样性好，枯枝落叶分解快，养分及时归还土壤，地力得到维护，可为下一代林分生长提供充足的养分和结构良好的土壤，达到丰产的目的。

[1] 李燕，张建国.杉木人工林生物量估算模型的选择[J].应用生态学报,2010(12)：3036-3046.

[2] 提利夫.杉木养分含量分析[J].日本林学会志,1965(3)：105-108.

[3] 福建五一林场.2012年4月福建五一林场杉木价格行情[EB/OL].(2012-04-26).http://www.chinatimber.org/news/44822.html.

(文字编校： 唐效蓉，张 珉)

AnalysisonefficiencyoftheeconomyandnutritionutilizationondifferentmodeofoperationofChinesefir

XU Zhongkun1, XIA Xiaomin2, XU Qingqian1, ZHANG Xie1, SHE Chaoliang3, GUO Wenping4, ZHOU Jianxiong4

(1.Hunan Academy of Forestry, Changsha 410004, China; 2.General Station of Forestry Scientific and Technical Popularization of Hunan Province, Changsha 410007, China； 3.Guangping State Forest Farm of Huitong County, Huitong 418300, China; 4.Huangfengqiao State Forest Farm of Youxian County, Youxian 412307, China )

12 plots of Chinese fir forest, which site index was 16, were investigated to analyze the efficiency of the economy and nutrient utilization on different mode of operation, i.e.traditional mode of operation and the big-diameter wood mode of operation, after 30 years systematic observation. The results showed as following: Due to the traditional mode of operation had 1.5 rotation which afforested 2 times during the whole 30 years, the timber yield was 558.371 m3/ hm2, and the income was 702156 yuan/hm2, so the wood benefits reached to 1258 yuan/m3. The upfront and anaphase cost were 26 182 yuan/hm2, 268 018 yuan/hm2, respectively, and the net income was 407 956 yuan/hm2. However, the big-diameter wood mode of operation had 1 rotation, the timber yield was 1 786 yuan/m3, the upfront and anaphase cost reduced to 50%, 76.9% of traditional mode of operation, respectively. The net income was 34.3% over the traditional mode of operation. The total consumption of the traditional mode of operation of nitrogen, phosphorus, potassium, calcium and magnesium was 1 110 kg/hm2during the 1.5 rotation, while the big-diameter wood mode of operation reduced to 50% of the traditional mode of operation, the unit nutrient utilization was 989 yuan/kg, which was 2.7 times of the traditional mode of operation.

Chinese fir; mode of operation; big-diameter wood; economy benefits; nutrition utilization efficiency

2012 — 08 — 24

2012 — 10 — 11

中央财政林业科技推广项目([2009]XT 01)。

S 791.27

A

1003 — 5710(2012)05 — 0017 — 03

10. 3969/j. issn. 1003 — 5710. 2012. 05. 004