杨树用材林种植密度与收获量调查评估
2015-09-09乔建勇郭朝阳
乔建勇,张 博,郭朝阳
(石家庄市林业局,河北 石家庄 050051)
石家庄市是速生杨树最佳适生区之一,是毛白杨的原产地,全市杨树种植面积2万hm2,活立木蓄积210万m3。主要种植树种有三倍体毛白杨、欧美杨107、108、中林46等。长期以来,受一家一户小农经营体制影响,存在专业技术水平不高、经营管理不到位,经营目的、产品规格、市场定位模糊,单位面积产量低等问题。农民偏爱密植,以为株数越多,收入越多,实际上经常事与愿违,造成减产和少收。目前国际上每公顷年平均生长量最高可达70m3,而石家庄市只有13m3左右,远远低于发达国家水平。为准确掌握石家庄市杨树生产经营现状,我们组织开展了本次杨树用材林种植密度与收获量典型调查与评估,以期为消除认识误区,提高经营管理水平提供决策依据。
1 外业调查与计算
1.1 样地布设
选择石家庄市区域范围内常见的杨树种植密度在225~2250株/hm2、林龄(含苗龄)3~20a的林分,共计68块标准地组成调查样本。标准地调查尽量选择未经人为采伐干扰,维持初始密度的林分。
1.2 样地调查
按照300m×200m规格建立标准地,并进行每木检尺。主要调查内容包括胸径、材种出材量、造林年度、初植密度、主要生产经营活动、生产成本等内容。材种出材量测定按照本地材种出材率表预测。
1.3 产值预测
根据2014年初市场行情,调查材种规格、单价,并计算标准地林木产值。材种价格见表1。
在产值中不包括前期间作或林下经济收益。因间作间接为林木生长提供的施肥、浇水等措施也未列入林木管理成本中。
1.4 营造和后期管理成本预测
按各标准地块历史实际成本,折算成近3a现实成本平均价进行核算,并剔除局部年度和特种场合对价格因素的影响。成本核算内容包括苗木、用工、原材料等费用。其中苗木费用统一按6元/株,整地、栽植费用按5元/株,补植补造及其他按实际计算。成本中不包括租地费用、林权所有者本人管理管护费用。不同密度级造林成本现价修正表见表2。
表1 材种价格
表2 不同密度级造林成本现价修正
1.5 采伐成本的测算
调查搜集了12个林木采伐数据用于成本测算,《采伐成本(现价)模拟计算表》见表3。根据12个林木采伐样点数据,采用三次多项式方程,建立了单株林木采伐成本(S)与林木胸径(D)的数学模型。
表3 采伐成本(现价)模拟计算
式中:S——单株木林木采伐成本;D——胸径。
1.6 纯收益计算
纯收益=产值-年度经营管理成本累计-采伐成本
2 统计分析
为提高统计分析精度,按照密度从低到高分为5个密度级:420(<555 株/hm2)、840(556~1050 株/hm2)、1260(1051~1455 株/hm2)、1665(1456~2490 株/hm2)。分密度级建立数学模型,进行统计分析预测。
2.1 不同密度级对林木生长量的影响
在每个密度级内,以蓄积量为因变量,林龄、密度为自变量,采用s型曲线对林木蓄积、林龄、密度进行拟合分析。模型方程为:
式中:M——蓄积量(m3/hm2);N——密度(株/hm2);A——林龄(a);a、b、c、d为参数。拟合参数见表4。
表4 不同林龄、不同密度级林木蓄积生长量模型参数
依据模型预测的数据,计算林木年平均生长量,得到不同密度级林分年平均生长量最大时的林龄,以及最大林龄时的年平均生长量。计算结果见表5。
表5 不同密度林分蓄积生长量分析
通过表5数据看出:造林初期,受栽植株数影响,密度大的林分蓄积量明显高于密度小的林分;到林龄13a时,1260密度级首先超过1665密度级;到20a时,虽然总体上各密度级林分生长量仍呈增长趋势,但差距已经很小,特别是1665密度级还略有下降。各密度级从大到小蓄积年平均生长量达到最高峰的时间分别为12、13、14、16a。
2.2 不同密度级对林木胸径、规格材产材量、产值的影响
在每个密度级内,以林分平均胸径(D)为因变量,林龄(A)、株数密度(N)为自变量,采用对数曲线,对林木胸径、林龄、株数密度进行拟合分析。模型方程为:
式中:D—胸径(cm);N—密度(株/hm2);A—林龄(a);a、b、c、d 为参数。
拟合参数表见表6。
根据公式(3)计算结果见表7。
表6 不同林龄、不同密度级林木胸径生长参数
表7 不同密度级胸径生长过程模拟计算
从表7看出,随着林龄的增长,不同密度级林分平均胸径差异显著,到15a时,1665密度级平均胸径仅18.6cm,而420密度级已达到33.1cm。
径级的差异直接影响到规格材的产量,进而影响整个林分的产值。依据表7数据,采用本地材种出材率表计算分别得到不同密度级15a生材种出材量和产值,结果见表8。
2.3 不同密度经济效益分析
在每个密度级内,以每公顷纯收益为因变量,林龄、株数密度为自变量,采用二元三次多项式曲线对林木种植收益与密度、林龄的相关性进行拟合分析。方程如下:
式中:R——纯收益(元/hm2);N——株数(株/hm2);A——林龄(a);a、b、c1、c2、c3、d1、d2、d3为参数。拟合参数表见表9。
表8 林龄15a生不同密度级材种出材量、产值
表9 不同林龄、不同密度级纯收益模型参数
根据公式(4)计算分别得到表10、表11、表12。
表10 不同林龄阶段、不同密度级单位面积总收益单位:元·hm-·2a-1
表11 不同林龄、不同密度级单位面积年收益单位:元·hm-·2a-1
通过表10看出:(1)造林初期,扣除造林、经营管理和采伐成本,纯收益为负值。随着林龄的增长,生长量逐渐增大,纯收益逐渐由负转正。密度级从1665~420株/hm2,收入支出平衡点分别为6、5、5、4a。如果在此之前采伐的话,都是投入大于支出。(2)密度从大到小,始终是密度大的纯收益低于密度小的。分析原因,主要是由于密度越大,造林成本越大,材种规格越小,木材价格越低。受调查搜集材料所限,没有预测到最优经营密度。
通过表10看出:造林密度级从1665到420株/hm2级,年平均最大收益分别出现在 18、18、19、24a,也就是经济成熟龄为18~24a。其明显晚于林分蓄积生长数量成熟龄12~16a(表11)。分析原因主要是因为虽然林分生长高峰已过,但随着林龄的增长,大规格材的比率还在增高,所以经济价值也越高。
表12 不同林龄、不同密度级经济效益核算
2.4 风险分析及其他
2.4.1 苗木价格波动对成本的影响
经统计,本次调查平均每株造林成本15.7元,其中苗木占造林投入的38%,占总平均成本(含采伐成本)30%左右,苗木价格对收益有较大影响。近年来速生杨苗木价格在3~12元之间波动。同时,大规模工程造林普遍高于普通造林,特别是近年来各县市在实施绿色通道工程中,普遍采取造林工程招标承包的办法,中标价(含苗木、栽植直至成活率达标)均在20~30元/株。
2.4.2 区域对种植效益的影响
不同区域,木材价格不一。特别是短小薪材主要销售到以正定为中心的人造板生产集散地,销售范围有限。按照目前市场收购价400元/t(220元/m3),汽运(含装运)成本1元/t/km计算,百公里40元/t,装运费占售价的10%。许多偏远地区次小薪材基本没有市场。
2.4.3 土地租赁
近年来在大规模生态绿化工程中,普遍采取租地造林模式,土地租赁(或补贴)价在12000~24000元/hm2。按本次调查,不包括土地租赁,年均最大收益只有8445元/hm2,显然租地造林入不敷出。但因其主要价值在于生态和社会价值,并不再本次讨论范围之内。
2.4.4 小材小料生产效益分析
根据本次编制的胸径生长过程模型,依据本地一元立木材积表,以及本次木材产值、生产成本进行综合计算,得到8a以内不同密度级单株木经营收益数据,见表13。
通过表13数据看出,林龄8a以内基本没有收益。主要是由于造林成本较高,小材小料售价低,造成入不敷出。因此,在目前造林模式下,想以生产小材小料为培育目标的短轮伐期经营,或通过加大初值密度短期获得间伐材的思路是行不通的。
3 结论及讨论
(1)降低初植造林密度,培育大径材。目前在社会上,许多人热衷于密植种植,不懂杨树生长规律和木材市场行情,造林密度采用3300株/hm2(2m×1.5m)甚至更高,认为高密度种植以后分批次抚育间伐,可以提高土地利用率和种植效益。实际上,杨树属于速生树种,如果采用3cm×4cm的株行距,每公顷种植825株,2~3a后就可郁闭,3~4a后就必须进行抚育间伐,否则将影响林分产量、质量和经济效益。而这时出产的次小材料还不如当初苗木的购买价格,产品甚至无人问津,得不偿失。目前为培育大径材,许多专家推荐初植密度7m×7m和8m×8m的株行距,10a多就能长成胸径超过50~60cm的大径材。不但节省造林成本,有利于间作,还可提高材种规格,提高效益。国际杨树委员会1979年规定的杨树密度等级>1000株/hm2为很密,1000~400株/hm2为密,400~285株/hm2为中等,285~225株/hm2为一般,225株/hm2以下为稀。
表13 不同密度级小材小料生产效益
(2)短周期原料林生产另辟蹊径。近年来国际上以及国内广泛宣传以超短周期工业原料林生产,初植密度10000~35000株/hm2,经营周期为1~5a,产品主要为人造板用木片和造纸用纸浆原料,年收获量可达22t/hm2,近40m3/hm2。经营方式主要为扦插造林、连续萌芽更新,集约化经营。这种经营方式,不但提高了产量,而且降低了生产成本。因此发展短周期工业原料林生产应当目标明确,专业化、集约化经营。而靠现有的造林方式发展工业原料林肯定没有经济效益。
(3)降低苗木等造林成本。大户造林要从培育苗木开始,建立自己的育苗基地。将育苗作为造林绿化的第一道工序,做到头一年准备,第二年大规模发展。大力发展自育自栽,应对市场风险。
(4)高速公路等绿色通道工程一般都是租地造林,生产成本高,单纯按木材生产来评价,一般都是入不敷出。其主要体现的是生态价值,因此对于生态公益林绿化,要加大政府补贴力度。