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杨树造纸用材林栽植密度与合理采伐年龄的分析

2020-05-18董章凯姜岳忠

山东林业科技 2020年1期
关键词:林龄原木林分

董章凯 ,王 彦 ,姜岳忠 ,窦 霄 ,刘 红

(1.山东省林木种苗和花卉站,山东 济南 250014;2.山东省林业科学研究院,山东 济南250014)

纸和纸板在国民经济和人民生活中有广泛的应用,大力发展阔叶树速生丰产林,是解决我国造纸用木材原料短缺的有效途径之一。《造纸用原木》(GB/T 11717-2018)规定了造纸用原木的适用树种,杨木是适用树种之一。杨树木材色白,纤维素含量较高,杨木制浆可以兼得浆得率、白度和强度,是较好的造纸原料。科学营建杨树造纸用材林,可促进林业和造纸业的高质量发展。

20世纪90年代以后,山东把发展木材加工业作为调整产业结构、振兴地方经济、增加农民收入的重要举措,各地以杨树木材为原料的木浆造纸等加工企业发展迅速,临沂、菏泽、聊城等地区都成为重要的杨树木材加工基地。山东的杨树用材林由以往培育农村民用材向培育工业用材转变。对于杨树造纸用材林的栽培技术,实行用材林定向培育,即根据造纸用材的培育目标来选择适宜的品种、造林密度、采伐年限以及其他的配套栽培技术,以便生产出符合造纸用材的规格质量要求,适应市场需要的杨树用材需求。

本文通过测量不同造林密度的杨树造纸用材林的树高、胸径、材积,对林分数量成熟龄、工艺成熟龄、经济成熟龄进行林分生长过程、森林成熟及采伐年龄的初步分析,确定合理采伐年龄,为提高杨树造纸用材林的经营技术水平提供科学依据。

1 材料与方法

1.1 材料

以107号杨、108号杨为主栽品种的杨树造纸用材林为试验材料,造林地分布在山东济南、德州、临沂,造林地立地类型为山东杨树造纸用材林常见的沙质潮土,造林密度为行株距2m×2m、3m×2m、3m×3m。

1.2 方法

1.2.1 林木生长指标测量

胸径、树高、冠幅等指标,采用固定标准地法,每年进行实测。用3株平均标准木法实测标准地蓄积量。

1.2.2 造纸用原木测量

按GB/T 11717-2018的规定测定。规格尺寸:检尺长1m~4m。自2m以上,按0.2m进级,不足2m,按0.1m进级;检尺径自4cm以上,4cm~13cm按1cm进级,14cm以上按2cm进级。造纸用原木缺陷限度:边材腐朽厚度不得超过检尺径的25%,心材腐朽腐朽厚度不得超过检尺径的65%。材积计算:检尺径自14cm以上,按《原木材积表》(GB/T 4814-2013)的规定执行。检尺径不足14cm,按《小径原木》(GB/T 11716-2018)的规定执行。

1.2.3 净现值法(PNW法)

PNW:净现值;Rt:t年时货币收入;Ct:t年时货币支出;t:收入与支出发生的年份;P:利率或贴现率。

2 结果与分析

2.1 林分蓄积量与数量成熟龄分析

对3种密度的杨树用材林进行生长过程分析。行株距2m×2m的林分,6年时的材积平均生长量最大,为 25.429m3/(hm2·a),数量成熟龄为林龄 6年(表1);行株距3m×2m的林分,7年时的材积平均生长量最大,为23.683 m3/(hm2·a),数量成熟龄为林龄7年(表 2);行株距3m×3m的林分,8年时的材积平均生长量最大,为21.197 m3/(hm2·a),数量成熟龄为林龄8年(表3)。3种密度的林分比较,密度较大的林分数量成熟龄较低,数量成熟时的材积平均生长量较高。

表1 107号杨、108号杨用材林生长过程(行株距2m×2m)

表2 107号杨、108号杨用材林生长过程(行株距3m×2m)

2.2 材种出材量与工艺成熟龄分析

对3种密度林分的材种出材量及其平均生长量进行分析比较。行株距2m×2m和行株距3m×2m的林分,只能生产小径的造纸用原木。株行距2m×2m的林分,6年时造纸用原木的平均生长量最大,为21.147m3/(hm2·a),工艺成熟龄为林龄 6年 (表4);株行距3m×2m的林分,7年时造纸用原木的平均生长量最大,为20.217m3/(hm2·a),工艺成熟龄为林龄7年。2种密度比较,较密的株行距2m×2m的林分,造纸用原木的出材量及其平均生长量较高。这2种密度林分生产的经济用材只有造纸用原木。

表3 107号杨、108号杨用材林生长过程(行株距3m×2m)

表4 107号杨、108号杨用材林的材种出材量(行株距2m×2m)

行株距3m×3m的林分,8年时造纸用原木的平均生长量最大,为17.349m3/(hm2·a),工艺成熟龄为林龄6年(表6)。当达到数量成熟龄时,林分平均胸径已达到16.2cm,已能生产少部分锯切用原木;林龄继续增加,锯切用原木的出材率也增加。该密度林分的经济用材包括造纸用原木和锯切用原木,经济用材的工艺成熟龄为林龄8年,经济用材平均生长量18.498m3/(hm2·a)。该密度林分的经济用材出材量低于前2种较密的林分。

表5 107号杨、108号杨用材林的材种出材量(行株距3m×2m)

2.3 经济成熟龄分析

计算3种密度的林分在不同林龄收获时的净现值。结果表明:行株距2m×2m的林分,经济成熟龄为林龄7年,比造纸用原木工艺成熟龄晚1年。行株距3m×2m的林分,按6%贴现率的经济成熟龄为林龄8年,比造纸用原木工艺成熟龄晚1年,按8%贴现率的经济成熟龄为林龄7年。行株距3m×3m的林分,按6%贴现率的经济成熟龄为9年,比经济用材工艺成熟龄晚1年,按8%贴现率的经济成熟龄为8年(表 7)。

3 结论与讨论

对沙质潮土立地的3种密度杨树用材林进行木材产量、经济收益和森林成熟龄的分析。用造纸用原木的出材量及其平均生长量为考核指标,以行株距2m×2m的林分较高,行株距3m×2m的林分次之,行株距3m×3m的林分较低。

用3种密度林分达到经济成熟时的净现值进行比较,以行株距3m×3m的林分较高,行株距3m×2m的林分次之,行株距2m×2m的林分较低。行株距3m×3m的林分,其木材产量较低,但其造林成本较低,间作农作物的产量较高,生产的部分锯切用原木木材价格较高,因而具有较好的经济收益。而行株距2m×2m的林分,虽然木材产量较高,但其造林成本偏高,间作农作物的产量低,影响了木材收获时的经济收益。

比较3种密度林分的木材产量和经济收益,若营造专用的造纸用材林,可采用行株距3m×2m和行株距2m×2m;若营造以生产造纸用原木为主,并能生产部分锯切用原木的兼用用材林,可采用行株距3m×3m,经济效益较高。

综合考虑3种密度林分的经济成熟龄、工艺成熟龄及数量成熟龄,行株距2m×2m的林分适宜采伐年龄为6~7年,行株距3m×2m的林分适宜采伐年龄为7~8年,行株距3m×3m的林分适宜采伐年龄为 8~9年。

表6 107号杨、108号杨用材林的材种出材量(行株距3m×3m)

表7 3种密度107号杨、108号杨用材林不同林龄收获时的净现值 单位:元/hm2

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