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

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。