洞庭湖滩地开沟抬垄造杨树林效益分析

刘立清， 肖兴翠， 王东生， 晏小羊， 龚细娟， 唐 洁

(1.泰格林纸集团股份有限公司， 湖南 岳阳 414002； 2.中南林业科技大学， 湖南 长沙 410004； 3.湖南省林业科学院， 湖南 长沙 410004)

洞庭湖滩地开沟抬垄造杨树林效益分析

刘立清1， 肖兴翠2， 王东生1， 晏小羊1， 龚细娟1， 唐 洁3

(1.泰格林纸集团股份有限公司， 湖南 岳阳 414002； 2.中南林业科技大学， 湖南 长沙 410004； 3.湖南省林业科学院， 湖南 长沙 410004)

对季节性淹水的洞庭湖滩地进行开沟抬垄造杨树林试验。结果表明：滩地开沟抬垄造林降低了杨树林地的相对淹水时间和高度，提高了杨树造林保存率，促进树高和单株材积的生长，提高单位面积蓄积，提高径阶≥12cm的林木的比例和林分木材的价值；开沟抬垄造林能显著提高杨树林分生物量和生产力，开沟抬垄营造的7年生杨树单株生物量、保存林分生物量、林分平均净生产量分别为32.32kg/hm2、32.34t/hm2和4.62t/(hm2·年)，分别是未开沟抬垄的1.43、3.16和3.2倍；滩地开沟抬垄与未开沟抬垄营造的杨树林各器官生物量大小均遵循干>根>皮>枝>叶的规律；开沟抬垄造杨树林增加的木材效益比开沟抬垄工程总投入多，经济效益较好，第1个轮伐期年均利润为166.3元/(hm2·年)，投入产出比是0.95。

滩地； 开沟抬垄； 杨树； 生物量； 生产力； 效益

洞庭湖周边有超过20万hm2的滩地，其基本水文特点是汛期季节性淹水，退水后露出[1]。这类滩地不能直接作为农业用地使用，但可作为林业用地使用，且非常适宜黑杨派南方型杨树和苏柳生长[2-3]。这些滩地中，符合国家法规规定并经综合考虑认证湖区杨树的适宜发展规模为11.94～12.98万hm2[4]，但其中年均淹水时间在65d以上的滩地不能直接用于杨树造林[5]。为了充分利用这类滩地，提高滩地的利用价值，可通过开沟抬垄抬高垄面造杨树林，使垄面的相对淹水高度和淹水时间降低，减轻杨树的涝渍胁迫，大幅提高造林成活率及保存率，促进林木生长，降低林木倾斜倒伏率[6-7]。2005年，湖南茂源林业有限责任公司在江南咀镇东南湖滩地开展了开沟抬垄造杨树林试验，以为滩地开沟抬垄杨树造林提供参考。

1 试验区概况

试验地位于沅江市南咀镇东南湖滩地，地处东经112°26′35″、北纬28°48′59″。该区气候属中亚热带北部温暖湿润季风型气候，年平均气温16.9℃，≥10℃的活动积温5350.5℃；年降水量1300～1400mm，无霜期278d，年日照1756.8h，日照率40%。试验区面积100hm2，地面高程自东南向西北为29.4～30.6m。土壤为湖积母质发育而成的灰潮土，土层深达2m以上，壤质，pH值7.6～7.8，有机质含量13.7～20.2g/kg，水解氮含量419.1～757.2g/kg，速效P含量56.38～97.48mg/kg，速效K含量11.62～22.70mg/kg。

2005年3月上旬开沟抬垄造林，1条垄面上造林2行，株行距均为1.8m×2m，即1110株/hm2。造林采用钢钎打孔扦插法，扦插深度为70cm。造林用杨树品种为鲁山杨，苗木为2年根1年杆无根苗，苗高≥4m，地径≥3cm。

2 研究方法

2.1试验设计

对高程在29.4～30.0m范围内的滩地，沿南北方向将滩地分为2部分，一半进行开沟抬垄，一半不开沟抬垄(对照)。开沟抬垄的方向是南北方向，以利于汛期后退水。开沟抬垄的沟和垄的规格一致，其沟的规格是5m×4m×1m(上底×下底×高)，垄的规格是4m×5m×1m(上底×下底×高)，垄面之间的间距为6m。见图1。

图1 滩地开沟抬垄示意图Fig. 1 The diagram of ditching lift ridge on beach land

2.2数据调查及统计

(1) 造林后，在开沟抬垄和未开沟抬垄2种处理中各设置3块固定标准地，面积均为667m2。7年生时对其胸径和树高进行每木调查，并统计各项成本。2011年采伐前进行生物量调查，在各固定样地内进行每木调查。同时，在临时样地内按径级选取样木共6株，伐倒进行生物量调查。地上部分生物量采用分层截取法实测干、枝、皮、叶的鲜质量。地下部分根系采用挖掘法，在林冠垂直投影范围内，按0～20cm，21～40cm，41～60cm，60cm以上等4层挖出称鲜重。对各器官混合取样200g，将样品置于烘箱中，均采用105℃烘干至恒重，求得其含水率，换算出各器官的总生物量及林分生物量[8]，并根据公式(生产力=林分生物量/林分生长年龄)求得各调查样地的生物量生产力[9]。

单株材积计算公式采用

V=π/4·fэ·D2·(H+3)[10]，fэ=0.34。

(2) 数据统计分析采用Excel 2003(Microsoft Corporation)及DPS3.01( chinadps)软件。

3 结果与分析

3.1开沟抬垄造林对杨树生长的影响

3.1.1 开沟抬垄对杨树林保存率及其胸径、树高、单株材积生长的影响 7年生杨树林保存率及其生长调查数据见表1。

由表1可知： 开沟抬垄营造的杨树林保存率是未开沟抬垄的2.1倍，表明开沟抬垄有利于提高林木的保存率。这主要是由于开沟抬垄后提高了林地的相对高度，降低了淹水高度和淹水时间，有利于杨树成活。开沟抬垄营造的7年生杨树林的胸径、树高、单株材积和蓄积量及其年平均生长量均比未开沟抬垄的高，蓄积量是未开沟抬垄的2.9倍。

表2方差分析结果表明：开沟抬垄与未开沟抬垄2种处理的各区组间杨树生长量均没有显著差异；开沟抬垄对杨树林的胸径没有显著影响，但对其树高和单株材积有显著影响。

表1 滩地开沟抬垄营造的杨树人工林保存率及其生长数据统计表Tab.1 Thesurvivalrateandgrowthdataofpoplarplantationonbeachlandwithditchingliftridge处理保存株数(株/hm2)保存率(%)平均胸径(cm)平均树高(m)单株材积(m3)开沟抬垄100090.113.213.70.0874未开沟抬垄(对照)47542.811.912.00.0634蓄积(m3/hm2)年平均生长量胸径(cm/年)树高(m/年)单株材积(m3/年)蓄积(m3/(hm2·年))87.441.92.00.012512.4930.091.71.70.00914.30

表2 开沟抬垄营造的7年生杨树人工林胸径、树高、单株材积方差分析Tab.2 VarianceanalysisofDBH,treeheightandindividualvolumeof7-year-oldpoplarplantationwithditchingliftridge变异来源自由度平方和均方胸径树高单株材积胸径树高单株材积区组间21.273.4130.00040.641.7070.0002处理间13.385.8020.00093.385.8020.0009误差20.390.2530.00010.20.1270总变异55.049.4680.0013F值显著水平胸径树高单株材积胸径树高单株材积3.25613.476.580.23490.06910.131917.30845.831.50.05320.02110.0303

3.1.2 开沟抬垄对杨树林径阶分布的影响 开沟抬垄营造的7年生杨树林径阶分布规律见表3。

表3 开沟抬垄营造的7年生杨树径阶分布规律Tab.3 Thediameterdistributionorderof7-year-oldpoplarplantationwithditchingliftridge径阶(cm)开沟抬垄未开沟抬垄(对照)林木株数(株/hm2)比例(%)林木株数(株/hm2)比例(%)450.551.16101.05511.68757.5459.51012512.59520.01229029.013528.41423523.57515.81616516.55511.618505.0102.120303.022151.5合计1000100.0475100.0

由表3可知：开沟抬垄和未开沟抬垄营造的7年生杨树林，其林木径阶均以12cm的株数最多，分别占总株数的29.0%及28.4%，≤10cm径阶的林木分别占总株数的21.5%和42.1%，而径阶≥12cm的林木分别占78.5%和57.9%；开沟抬垄营造的杨树林中林木径阶≤10cm的株数比未开沟抬垄的少20.6%，而径阶≥12cm的林木株数比未开沟抬垄的多20.6%，可见，开沟抬垄可促进杨树的生长，提高径阶≥12cm林木的比例，径阶≥12cm的林木销售价格比小径阶的价格高，因此，开沟抬垄造林可提高林分的木材的价值。

3.2开沟抬垄造林对杨树生物量的影响

7年生杨树林单株生物量及林分生物量见表4。

由表4可知： 开沟抬垄与未开沟抬垄营造的7年生杨树林的单株生物量分别为32.32kg/株与22.56kg/株，开沟抬垄杨营造的树林是未开沟抬垄的1.4倍，其单株干、皮、枝、叶、根各器官的生物量比未开沟抬垄的大1.4～2.0倍；开沟抬垄与未开沟抬垄营造的7年生杨树林的林分生物量分别为32.34 t/hm2和10.24 t/hm2，开沟抬垄杨营造树林的是未开沟抬垄的3.2倍，其各器官生物量比未开沟抬垄的大3.1～4.4倍。可见，开沟抬垄造林能显著提高杨树林分的生物量。

表4 开沟抬垄营造的7年生杨树林生物量及其分配Tab.4 Thebiomassanddistributionof7-year-oldpoplarplantationwithditchingliftridge处理单株生物量(kg/株)干皮枝叶开沟抬垄24.99(77.33)1.99(6.15)1.47(4.54)0.50(1.55)未开沟抬垄(对照)18.25(80.90)1.09(4.84)1.00(4.42)0.25(1.10)单株生物量(kg/株)林分生物量(t/hm2)根合计干皮枝叶根合计3.37(10.44)32.32(100.00)25.002.021.490.503.3332.341.98(8.75) 22.56(100.00)8.180.530.450.110.9710.24 注:括号内的数据为各器官生物量占单株生物量的百分比(%)。

开沟抬垄与未开沟抬垄营造的杨树林各器官生物量大小均遵循干>根>皮>枝>叶的规律。可见，杨树各器官生物量除树干外，树根所占比例最大，表明杨树根系较为发达。

3.3开沟抬垄造林对杨树生产力的影响

以林分地上及地下部分的年平均净生产量作为林分净生产力。开沟抬垄与未开沟抬垄营造的杨树林各器官生物量和林分生产力见表5。由表5可知，开沟抬垄与未开沟抬垄营造的7年生杨树林分平均净生产量分别为4621.46t/(hm2·年)和1.46t/(hm2·年)，开沟抬垄营造的杨树林的林分林分净生产力是未开沟抬垄的3.2倍。

表5 开沟抬垄营造的7年生杨树林分净生产力Tab.5 Thenetproductivityof7-year-oldpoplarplantationwithditchingliftridget/(hm2·年)处理各器官生物量林分净生产力干皮枝叶根开沟抬垄3.570.290.210.070.484.62未开沟抬垄(对照)1.170.080.060.020.141.46

3.4开沟抬垄造林经济效益分析

开沟抬垄与未开沟抬垄营造杨树林的投入及产出情况见表6。由表6可知，开沟抬垄造林与营林总投入及利息是15036.7元/hm2，1个轮伐期的投入及利息是5012.2元/hm2；开沟抬垄第1个轮伐期的产出比未开沟抬垄的高16058.0元/hm2，表明因开沟抬垄增加的木材收入比开沟抬垄投入的总费用与7年利息之和高1021.3元/hm2；开沟抬垄造杨树林第1个轮伐期的年均利润是166.3元/(hm2·年)，而未开沟抬垄造林的亏损1475.2元/(hm2·年)；开沟抬垄的投入产出比是0.95，比未开沟抬垄的低，但其经济效益较高，且可提高滩地的利用率，值得在洞庭湖区季节性淹水的滩地进行推广。

表6 开沟抬垄营造的7年生杨树人工林经济效益分析Tab.6 Theeconomicbenefitanalysisof7-year-oldpoplarplantationwithditchingliftridge处理产出蓄积量(m3/hm2)出材量(m3/hm2)单价(元/m3)产出(元/hm2)开沟抬垄87.4461.2140024483.8未开沟抬垄30.0921.064008425.8投入利润(元/hm2)投入/产出营林管护(元/hm2)开沟抬垄(元/hm2)贷款利息(%)总投入(元/hm2)12704.63478.36.323319.51164.30.9512704.606.318751.9-10326.22.23 注:营林管护费用包括土地租金以及造林、苗木、林分管护和保险费;开沟抬垄至少可以使用3个轮伐期,因此,开沟抬垄费是按照其总投入的1/3计算;出材率均按照70%计算;销售价格按照2011年的价格(530元/m3),采运工资90元/m3,税费为40元/m3,木材收入=销售价格﹣采运工资-税费,因此,杨树木材实际收入为400元/m3。

4 结论与讨论

(1) 滩地开沟抬垄营造杨树林，降低了其林地的相对淹水时间和高度，使造林的保存率达90.1%，是未开沟抬垄的2.1倍；开沟抬垄对杨树林树高和单株材积有显著的促进作用，开沟抬垄营造的7年生杨树林的蓄积量是未开沟抬垄的2.9倍；开沟抬垄营造的杨树林径阶≥12cm的株数比未开沟抬垄的多20.6%，也提高了林分木材的价值。

(2) 滩地开沟抬垄造林能显著提高杨树林分的生物量和生产力，开沟抬垄与未开沟抬垄营造的7年生杨树林单株生物量分别为32.32kg/株和22.56kg/株，开沟抬垄营造的杨树林是未开沟抬垄的1.4倍；林分生物量分别为32.34t/hm2和10.24t/hm2，开沟抬垄营造的杨树林是未开沟抬垄的3.2倍；滩地开沟抬垄与未开沟抬垄营造的杨树林各器官生物量大小均遵循干>根>皮>枝>叶的规律，除树干外，以树根所占比例最大，表明杨树根系较为发达。

(3) 开沟抬垄造林的7年生杨树林林分平均净生产量为4.62t/(hm2·年)，是未开沟抬垄的3.2倍，与江苏杨树林分生产力(4.02t/(hm2·年))[11]及安徽安庆大观区海口镇南埂村长江北岸的滩地(淹水时间达 1～3个月)22年生杨树林分(株行距3 m×10m)的平均净生产力(5.61t/(hm2·年))[15]接近，但明显小于湖北省石首、公安、洪湖、监利等以平原湖区为主的10个县6年生南方型杨树人工林(株行距3m×3m)的生产力(12.04t/(hm2·年))[13]和长江滩地14年生I-72杨林分(造林密度370株/hm2)的生产力(10.52t/(hm2·年))[14]及江苏宝应县超短轮伐期为3年的I-69杨与NL-80351杨林分(造林密度为10000株/hm2)的生产力(10.52t/(hm2·年)与12.00t/(hm2·年))[15]。主要是由于滩地土壤含水量较高，每年生长季节受到水淹干扰而抑制了杨树的生长，并且造林密度、杨树品种和林龄都是影响杨树生产力的关键因素。

(4) 滩地开沟抬垄造杨树林的第1个轮伐期比未开沟抬垄的增加收入16058.0元/hm2，比开沟抬垄的总投入与利息(15036.7元/hm2)之和高1021.3元/hm2，年均利润为166.3元/(hm2·年)，投入产出比为0.95，表明开沟抬垄后进行杨树造林有效益；另外，鲁山杨的生长在洞庭湖区湘林90及湘林77差[16]，若用湘林90及湘林77造林，经济效益更好，且可提高洞庭湖季节性淹水滩地的利用率，值得在洞庭湖区季节性淹水的滩地进行推广。

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(文字编校：唐效蓉)

BenefitsanalysisofpoplarforestmadeinbeachofditchingliftridgeonDongtingLake

LIU Liqing1, XIAO Xingcui2, WANG Dongsheng1, YAN Xiaoyang1, GONG Xijuan1, TANG Jie3

(1.Tiger Forest & Paper Group Co., LTD., Yueyang 414002, China; 2.Central South University of Forestry and Technology, Changsha 410004, China; 3.Hunan Academy of Forestry, Changsha 410004, China)

The poplar plantation test was conducted on seasonally flooded Dongting Lake shoal through beach ditching lift ridge. The results showed that, afforestation with beach ditching lift ridge reduced the relative flooded time and height of poplar forest land, increased the save rate of poplar afforestation, promoted the growth of tree height and individual volume, increased the per unit area accumulation, and increased the proportion and the value of timber of which the diameter was larger than 12 cm. The biomass and productivity of poplar stands were improved significantly by afforestation with ditching lift ridge, and the biomass per plant, preservation stand biomass and the stand average net production of 7-year-old poplar were 32.32 kg/hm2, 32.34 t/hm2and 4.62 t/(hm2·year) respectively, which were 1.43 times, 3.16 times and 3.2 times as much as that of non-ditching lift ridge. The organ biomass of poplar afforestation with ditching lift ridge and non-ditching lift ridge followed the law of stem>root>bark>branches>leaves. The multi-output of poplar timber due to open ditch lift ridge was more than the total investment of ditching lift ridge, the economic benefit was good, the average annual profit was 166.3 yuan/(hm2·year) in the first rotation period and the input-output ratio was 0.95.

beach land； ditching lift ridge； poplar； biomass； productivity； benefit

2013-03-14

2013-04-24

“十二五”农村领域国家科技计划项目(2011BAD38B07)。

刘立清(1978-)，男,湖南省望城县人,助理工程师,农学学士, 主要从事纸浆材定向培育方面的研究。

S 792.11

A

1003-5710(2013)03-0009-05

10. 3969/j. issn. 1003-5710. 2013. 03. 003