秃杉幼林不同间作模式的林木生长和经济效益分析*

2015-01-17蒙跃环覃祚玉何斌廖倩苑李远航舒凡卢万鹏

西部林业科学 2015年3期

蒙跃环，覃祚玉，何斌，廖倩苑，李远航，舒凡，卢万鹏

(1．广西南丹县山口林场，广西南丹547200;2．广西大学林学院，广西南宁530004;3．广西林业科学研究院，广西南宁530001)

农林复合经营系统是一种土地利用技术和系统的复合名称，是有目的地把多年生木本植物与农业和牧业用于同一土地经营单位，并采取同一或短期相同的经营方式［1］。由于其在充分利用生态空间、挖掘生物资源潜力等方面表现出强大的生命力，在世界各国，尤其是发展中国家得到了广泛的应用［1～3］。近年来，为充分利用土地资源，进一步提高人工林经营的经济效益，在适宜的立地条件下进

行农林复合经营已成为增加林农收入，实现人工林经营“长短结合、以短养长”目标的重要技术措施［4～8］。

秃杉 (Taiwania flousiana)属杉科台湾杉属，是我国特有的世界珍稀植物，起源古老，为第三纪古热带植物区系的孑遗树种，现为国家级重点保护树种，天然分布于我国湖北省西南部、贵州省东南部及云南省西部，垂直分布海拔高度800～2 500 m，具有生长快、树形优美、树体通直、出材率高、材质优良和单位面积蓄积量高等优点，有很高的经济价值和观赏价值。我国南方各地从20世纪70年代末以来相继开始了该树种的引种及相关试验研究［9～10］，表明秃杉能够适应我国南方中、低山区的气候和土壤，同时显示出速生潜力，是该地区珍贵优良速生树种，同时也是杉木 (Cunninghamia lanceolata)采伐迹地更新的优良树种之一［11～13］。关于秃杉混农林经营模式的研究未见报道。秃杉由于成材时间和经营周期均较长，一般需要经营20多年才能砍伐，经济收益较晚。为了充分利用林地资源，提高秃杉林经营的经济效益，实现林业生产经营上的“长短结合，以短养长”的经营目标。本项目以广西南丹县山口林场4种秃杉幼林-农作物间作模式〔秃杉-旱谷 (Oryza sativa)、秃杉-小米 (Setaria italica)、秃杉-玉米 (Zea mayz)和秃杉纯林〕为研究对象，对不同秃杉幼林-农作物间作模式的林木生长和经济效益进行分析比较，以期为秃杉幼林间种模式及间种经济作物品种的选择提供科学依据。

1 研究区概况

研究区位于广西南丹县山口林场，该场处于南丹县中西部，地理坐标为北纬24°24'18″～25°37'56″，东经 107°29'46″～107°55'28″，属低山至中山地貌类型，林地海拔600～1 000 m，相对高度100～500 m;坡度25～40°，坡面整齐，地势呈西北高，东南部低。研究区属中亚热带气候类型，气候温和，雨量充足，具有冬无严寒，夏无酷暑的气候特点;受高原气候的影响，冬春季多小雨和大雾天气;年平均气温16．9℃，最冷月 (1月)平均气温7．4℃，极端最低气温-5．5℃;最热月 (7月)平均气温24．6℃，极端最高气温35．5℃;年平均降雨量1 498 mm，主要降雨集中在4-10月，月平均降雨量＞100 mm;年均蒸发量1 135 mm，年平均相对湿度83%，年≥10℃的年平均活动积温5 244℃。试验地位于山坡中下部，坡度27～30°，海拔900～950 m，土壤类型为砂岩发育形成的山地黄壤，土层平均厚度在80 cm以上，腐殖质层厚度约16～20 cm。

2 研究方法

2.1 试验设计

试验地前茬林分均为杉木人工林，于2009年的11-12月采伐，经炼山和清理后进行挖穴整地，种植穴规格为40 cm×40 cm×30 cm。2010年3月用1年生秃杉实生苗定植，苗高约18 cm，秃杉初植密度为2 500株/hm2(株行距2 m×2 m)。定植后于试验区内按照秃杉-旱谷、秃杉-小米、秃杉-玉米以及秃杉纯林 (对照)4种模式分别设置3块立地条件基本一致的20 m×20 m标准地，第1-2年连续间作2茬，各间种模式的农作物均距秃杉根部约30 cm处播种。其中模式1间作旱谷 (宁黄一号)，种植密度9．0×104株/hm2，每年5月下旬种植，生育期约128天;模式2间作小米 (龙山小米)，4月下旬播种，种植密度约4．0×104株/hm2，生育期约106天。模式3间作玉米 (正大619)，4月下旬播种，种植密度约4．0×104株/hm2，生育期约96天。

2.2 秃杉生长状况和间种农作物产量测定

于2011年4月和2012年4月分别对各间作模式样地内秃杉成活率、保存率和树高、地径及冠幅生长量进行测定。同时在农作物收获季节，采收农作物种子或果实鲜重，同时采集约500 g新鲜种子或果实样品，晾干后称重，计算其含水率，用标准地中的作物产量来换算单位面积产量。

2.3 间作农作物的经济支出和经济收益

不同间作模式中的各种生产物资及工价按当时山口林场试验区的平均水平来计算。成本主要构成项目:(1)间作材料费 (种子):旱谷5．00元/kg，22．50 kg/hm2;小米:5．40 元/kg，18．75 kg/hm2;玉米:2．40元/kg，30 kg/hm2。(2)播种劳务费:1 125元/hm2，包括挖穴、播种、回土。(3)作物收获 (包括晒种脱粒)劳务费:旱谷900元/hm2;小米975元/hm2;玉米1 425元/hm2。由于各农作物间种期间没有进行施肥，故秃杉幼林不存在施肥费用。

3 结果与分析

3.1 不同间作模式对林木的影响

3．1．1 对林木成活率与保存率的影响

从表1可以看出，4种不同间作模式秃杉幼林成活率和保存率均较高，其中第1年各间作模式的平均成活率在97．4% ～98．8%之间，其排序为秃杉-旱谷＞秃杉-玉米＞秃杉纯林＞秃杉-小米;第2年林木保存率在88．5% ～98．3%之间，排序为秃杉-旱谷＞秃杉-玉米=秃杉-小米＞秃杉纯林。但总体上看，不同间作模式之间林木成活率及保存率的差异均不显著 (F值均＜F0．05)，说明不同间作模式对秃杉幼林成活率及保存率的影响均不大。

表1 不同间作模式秃杉林木成活率与保存率Tab．1 Survival rate and preserving rate of Taiwania flousiana of different intercropping patterns %

3．1．2 对林木生长的影响

与秃杉纯林相比，不论是1年生还是2年生的秃杉幼林，3种秃杉-农作物间作模式林木平均地径、平均树高和平均冠幅均比秃杉纯林模式有所提高 (表2)，其中平均树高增长量达到显著性差异(P＜0．05)，但平均地径及平均冠幅增长率的差异不显著。由此可见，秃杉幼林间作旱谷、小米和玉米，虽然经营过程中没有进行林地施肥，但对林木的生长仍具有明显的促进作用。

表2 不同秃杉间作模式林木生长特征Tab．2 Growth feature of different Taiwania flousiana crop intercropping patterns

3.2 不同间作模式的经济效益

3．2．1 不同间作模式的经济支出

对不同间作模式的经济支出进行统计可以看出(表3)，由于不同间作模式的经营管理措施不同，因此在经济支出上存在明显差异，采用秃杉纯林经营每年都需要进行铲草抚育，而采用林农间作，农作物在秃杉行与行间所留下空间很小，抑制了林下灌草植物的生长，灌草植被较少，因此间作农作物可以节约铲草抚育等成本。3种秃杉-农作物间作模式中成本支出最大的是秃杉-玉米模式，其次是秃杉-旱谷模式，秃杉-小米模式经济支出最少。

表3 不同秃杉间作模式经济效益Tab．3 Economic benefit of different Taiwania flousiana crop intercropping patterns

3．2．2 不同间作模式农作物的经济收益

根据当年研究区域广西南丹县农作物的市场价格，估算间作2年间经济效益 (只计算间作经营农作物产生的直接经济效益，不计算林木增产部分)。从表3可见，4种间种模式的投入各不相同，其中3种与农作物间作模式也因所间种的农作物品种不同，投入也存在较大的差异，同时其作物产量和经济收益也不同。与秃杉纯林模式相比，3种秃杉-农作物间作模式不但在间种农作物期间可以减少铲草抚育等支出 (2 450元/hm2)，而且均可以取得一定的经济收益，其中以间种玉米模式单位面积收益最高，利润为9 937．5元/hm2，分别是间作旱谷模式(3 704．2元/hm2)和间种小米模式(3 647．7元/hm2)的2．68倍和2．72倍。与第1年相比，各间种模式间种第2年的作物产量和经济收益均呈现不同程度的下降，其主要原因是本试验主要利用林地土壤原有土壤养分条件进行间种试验，在经营过程中没有进行林地施肥，而各间种农作物对土壤养分需求较多，导致间种第2年林地土壤养分下降，从而造成作物连栽后产量下降的现象，且由于不同农作物生长发育对土壤养分的需求不同，其产量下降的幅度也不同。因此，间种过程中根据农作物生长对养分的需求并结合林地土壤养分状况而合理施肥，能提高农作物的产量、品质和经济效益。而在不施肥的秃杉幼林期林地间作玉米是在短期内实现较大经济收益的最佳混农林经营模式。

4 结论与讨论

间作农作物可提高土壤的肥力及促进林木生长已被许多研究证实［2～5］。与纯林模式相比，虽然间种农作物对秃杉幼林的成活率及保存率影响不大，但各间作农作物模式的林木生长量指标包括平均地径、平均树高及平均冠幅均较纯林模式高，且大致表现为秃杉-旱谷＞秃杉-玉米＞秃杉-小米＞秃杉纯林，说明间种农作物均对秃杉幼林生长有促进作用，与前人对其他人工林或经济林的研究结果相一致［14～16］。

与秃杉纯林经营相比，秃杉造林后前两年通过与农作物进行间作，不但可以减少铲草抚育等支出，同时均取得一定的经济收益，其中以秃杉-玉米模式收入 (9 937．5元/hm2)最高;其次是秃杉-旱谷模式 (3 704．2元/hm2)，最低为秃杉-小米模式 (3 647．7元/hm2)。由于经营管理等原因，3种间作模式第2年的农作物单产均比第1年有不同程度的减产，导致其经济纯收入也比第1年有所下降，其主要原因是各间作模式经营时均没有进行林地施肥，农作物生长所需养分主要从林地土壤获取，而随着农作物从林地中摄取较多的养分后，林地土壤养分供应不足，难以满足农作物继续生长发育并维持较高产量的需要，从而导致第2年农作物产量和经济收益呈现不同程度的减产和减少。由于秃杉林间作的旱谷、小米和玉米的生长发育和产量高低与林地土壤养分的丰缺密切相关。因此，如果在间作经营过程中根据农作物对养分的需求，同时结合林地土壤养分状况进行合理施肥，将有利于提高间作农作物的产量和经济效益，进一步促进秃杉幼林生长。

总的来看，在秃杉造林初期，由于秃杉幼林尚未郁闭，可在其幼树的株行距间间种农作物，以提高土地利用率，获得短期经济效益;同时通过农作物伸展的枝叶自然覆盖裸露地面，减少了林地的裸露空间，降低了土壤光照强度和温度，抑制了林下灌草生长，减少林地松土除草的管理工作，节约抚育成本，而且通过农作物的根茎叶残留林地，能明显改善林地土壤养分状况，促进秃杉幼林生长。根据秃杉林所在区域不同的气候、土壤条件，如何选择合适的间作农作物及间作时间是今后秃杉混农林经营模式的研究方向。

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