7年生马尾松组培苗试验林经营效益1)

王胤 付军 翟章贵 欧军 姚瑞玲

(广西壮族自治区林业科学研究院,南宁,530002) (广西壮族自治区国有派阳山林场) (广西壮族自治区林业科学研究院)

马尾松(PinusmassonianaLamb.)适应性强,栽培面积广,其木材、松脂、其他产品被广泛应用于建筑、造纸、化工、医药卫生、栲胶、保健品等行业,对我国南方生态环境和国民经济建设作用巨大。由于马尾松早期生长缓慢,传统方式经营的马尾松人工林生长周期较长,生产力低下,整体效益不高,因此,促进马尾松木材增产和经济增收,提升人工林综合经营效益,一直是众多学者关注的热点问题。如：丁贵杰等[1]通过对马尾松栽培模式进行优化,提高了内部收益率4～9个百分点,缩短采伐年龄10～18 a,实现人工林整体经济效益最优;谌红辉等[2]分析了不同间伐保存密度对马尾松林分生长和经济效益的影响,综合确定了不同培育目的林分适宜保存密度和最佳采伐年龄;唐继新等[3]发现,不同配比施肥处理对马尾松中、幼林经济收益影响较大,其中以单独施用钙镁磷肥的效果最好;王胤等[4]对马尾松脂材两用人工林经济效益进行了分析评价,提出了经济收益较高的技术组合模式;张可欣等[5]研究探讨了不同经营方式马尾松人工林的材种结构动态变化规律和林分的经营效益。通过分析发现,以往研究对象大多为马尾松实生苗培育的人工林,而关于组培苗人工林经营效益方面的报道较为鲜见。此前,课题组曾就3年生马尾松组培苗的造林成效进行了初步分析[6],但由于林龄较小,尚未开展营林投入与产出的综合效益评价。鉴于此,本研究以7年生马尾松组培苗人工林为对象,收集林分主要生长性状和产脂量数据,利用项目投资的财务效益评估手段对林分经济效益进行分析评价,旨在为马尾松人工林高效培育和经营决策制定提供参考。

1 研究方法

试验林位于广西壮族自治区国有派阳山林场岺勒站,低山地貌,腐殖质厚2 cm,土层厚度85～150 cm,石粒含量10%～15%,成土母岩为砂岩,土壤为赤红壤,海拔360～500 m,年均降水量1 200 mm,年平均气温22.1 ℃。

1.1 试验材料

2015年7月,使用桐棉种源马尾松优良林分中优良单株种子培育组培苗造林,以相同来源种子培育实生苗为对照(CK)[6]。造林面积3.33 hm2,株行距2 m×3 m,整地规格为50 cm×50 cm×50 cm,每穴施入250.0 g磷肥作为基肥。造林后每年铲草抚育1次、砍草2次直至郁闭,连续2 a追施复合肥300g·株-1,按常规生产措施进行护林防火和病虫害防治。

1.2 试验方法

2022年6月,在试验林内组培苗区域和实生苗区域分别随机设置3个面积为400 m2的标准地,使用围尺和测高仪实测标准样地内林木胸径(精确至0.1 cm)、树高(精确至0.01 m),收集生长性状数据。7-9月,在组培苗标准地内按广西马尾松采脂技术规程[7]连续采割松脂3个月,每天采割1刀,视天气状况每月采割20～25刀,每月月底收脂称质量(精确至0.1 g)。实生苗标准地内林木总体较小,不宜采脂。

1.3 数据处理

立木材积和出材量计算：采用上限排外法,以2 cm为1个径级、1 m为1个树高级,分别统计林木株数,计算株数分布百分比。按广西马尾松二元立木材积公式：材积(V)=0.714 265 437×10-4×D1.867 008×H0.901 463 2计算单株材积。式中：D为胸径,H为树高。累计各径级材积得到蓄积量,再利用广西马尾松经济材出材率表计算各径级材种出材量,各径级出材量之和为林分出材量。

林分产值计算：采脂样地林分产值包括木材产值和松脂产值两个部分,未采脂林分产值仅为木材产值。木材单价按近几年市场平均值计算：8～12径级为620.0元·m-3,14～18径级为670.0元·m-3,20径级以上为710.0元·m-3。各径级木材产值累加即为林分木材产值。松脂单价按市场价15.0元·kg-1计算,以采脂样地内单株平均产脂量(15.9 g·d-1)推算年产脂量(采脂9个月),单株年产脂量与单位面积林木株数的乘积为林分松脂产量。

投资成本构成：营林成本主要包括林地清理(825.0元·hm-2)、整地定植(2 745.0元·hm-2)、抚育铲草(6 600.0元·hm-2)、施肥(19 950.0元·hm-2)、护林防火(2 625.0元·hm-2)、病虫害防治(2 100.0元·hm-2)、苗木费(实生苗1 332.0元·hm-2,组培苗4 995.0元·hm-2)等。此外,在主伐和采割松脂时,还将产生采运费(100.0元·m-3)、林道修建费(500.0元·hm-2)、税费(木材产值的10%)、采脂成本(松脂产值的40%)、其他成本(500.0元·hm-2)等相关费用。

以产值、净收益、净现值、内部收益率为经济评价指标,折现率取8%[3],净现值和内部收益率使用WPS office自带财务公式计算。生长性状数据采用IBM SPSS Statistics 27进行统计分析和检验。

2 结果与分析

2.1 马尾松组培苗林分生长情况

从表1可以看出,在同等立地条件和经营措施下,马尾松组培苗7年生林分平均胸径、平均树高、平均材积等生长指标与实生苗林分相比,提高了27.0%～89.5%,差异达到极显著水平(P<0.01)。组培苗林分蓄积量为实生苗林分的1.89倍。马尾松组培苗速生优势明显。

表1 不同类型苗木林分生长性状

由表2可知,组培苗林分林木径级介于10～22 cm径级,其中,16 cm径级的林木数量最多,占总株数的26.44%;其次为14 cm径级,占总株数的19.54%;20及22 cm径级林木数量最少,均占总株数的6.90%。对照实生苗林分林木径级介于4～20 cm径级,其中,12 cm径级数量最多,占总株数的35.82%;其次为14 cm径级,占总株数的24.38%;20 cm径级林木数量最少,占仅总株数的0.50%。按中径材和小径材的标准进行划分[8],组培苗林分中胸径达到18～22 cm径级的中径材数量占总株数的比例为32.2%,16 cm径级以下的小径材占总株数的比例为67.8%;实生苗林分中胸径达到18～20 cm径级的中径材数量占总株数的比例仅为2.0%,其余98.0%的林木均为16 cm径级以下的小径材。两相比较,马尾松组培苗林分的中径材林木数量比实生苗林分提升了30个百分点,材种规格得到了较大幅度提升。

表2 不同类型苗木林分内林木径级和树高级分布比例

从表2可以看出,组培苗林分林木树高级介于8～12 m。其中,10 m树高级的林木数量最多,占总株数的40.23%;其次为9 m树高级的,占总株数的34.48%;12 m树高级的林木数量最少,仅占总株数的2.30%。实生苗林分林木树高级介于6～9 m,其中,8 m树高级林木数量最多,占总株数的60.20%;其次为7 m树高级的,占总株数的27.36%;6 m树高级的林木数量最少,占总株数的1.00%。整体来看,组培苗林分中有54.00%的林木树高达到了10 m以上,而实生苗林分中所有林木树高均处于10 m以下,组培苗在树高生长方面的优势较为明显。

2.2 马尾松组培苗林分出材量和产值

从表3可知,将林分出材量按8～12、14～18、>20 cm 3个径级区间进行划分,组培苗林分总出材量达到91.59 m3·hm-2。其中,以14～18 cm径级出材量最大,为60.18 m3·hm-2;其次是20 cm以上径级,出材量为23.06 m3·hm-2;8～12 cm径级的出材量最少,仅为8.34 m3·hm-2。实生苗林分总出材量为46.99 m3·hm-2,其中,以14～18 cm径级出材量最大,为25.81 m3·hm-2;其次是8～12 cm径级,为20.51 m3·hm-2;20 cm径级以上出材量最少,仅为0.69 m3·hm-2。二者相比,组培苗林分总出材量比实生苗林分提高了94.9%。相同径级区间内,组培苗林分在8～12 cm径级出材量比实生苗林分减少了59.3%,在14～18 cm径级提高了133.2%,在20 cm径级以上提高了32.6倍。由此说明,组培苗林分出材量以较大径级区间为主,材种规格有所提高,因此,木材单价亦随之增加。组培苗林分木材产值达到61 869.1元·hm-2,而实生苗林分仅为30 490.9元·hm-2。组培苗林分木材产值提高了102.9%,经济效益十分显著。

表3 不同类型苗木林分出材量和产值

2.3 马尾松组培苗林分净现金流量、净现值及内部收益率

未采脂时,组培苗林分产值(木材产值)为61 869.1元·hm-2(年均8 838.4元·hm-2)、林分净收益为5 683.4元·hm-2(年均811.9元·hm-2)、净现值为-8 555.3元·hm-2(年均-1 222.2元·hm-2)、内部收益率为2.5%(表4)。采脂后,组培苗林分产值(木材+松脂产值)达到142 869.1元·hm-2(年均20 409.9元·hm-2)、林分净收益为54 283.4元·hm-2(年均7 754.8元·hm-2)、净现值为19 802.4元·hm-2(年均2 828.9元·hm-2)、内部收益率达到17.2%。通过采割松脂,组培苗林分产值、净收益、净现值分别提升了130.9%、855.1%、331.5%,内部收益率提升了14.7个百分点。

表4 组培苗林分投资净现金流量及净现值、内部收益率

从表5可知,相同经营条件实生苗林分产值为30 490.9元·hm-2,林分净收益为-14 445.2元·hm-2,净现值为-19 045.8元·hm-2,内部收益率为-9.4%。与实生苗林分相比,若组培苗林分仅考虑木材收益,其产值、净收益、净现值分别提升了102.9%、139.3%、44.8%,内部收益率提升了11.9个百分点;若同时兼顾木材和松脂的收益,组培苗林分产值、净收益、净现值提升了368.6%、475.8%、203.9%,内部收益率提升了26.6个百分点。

表5 实生苗林分投资净现金流量及净现值、内部收益率

3 结论与讨论

通过对7年生马尾松组培苗试验林的生长性状进行分析,发现组培苗林分平均胸径、平均树高、平均材积和蓄积量在同等条件下较对照实生苗林分提升了27.0%～89.5%,与广西马尾松速生丰产林标准[9]中最高产区(I1亚区)7年生林分的胸径(12.1 cm)、树高(8.43 m)、蓄积量(96.97 m3·hm-2)相比,分别提升了28.1%、20.0%、55.9%,组培苗林分胸径接近该标准10年生林分水平(胸径为15.92 cm),树高、蓄积量与9年生林分的水平基本相当(树高为10.50 m,蓄积量为152.39 m3·hm-2)。对林分胸径和树高分布特征进行深入分析,结果显示：组培苗林分中32.2%的林木胸径已达到中径材标准,54.0%的林木树高达到10 m以上;实生苗林分中仅2.0%的林木胸径达到中径材标准,其余98.0%的林木均为16 cm径级以下的小径材,实生苗林分林木树高生长亦较为缓慢,均处于10 m以下。从材种结构方面来看,组培苗林分出材量以14～18 cm径级(出材量占总出材量比例为65.7%)和20 cm以上径级(出材量占总出材量比例为25.2%)为主,14 cm径级以上的出材量达到总出材量的90.9%;实生苗林分14～18 cm径级出材量占总出材量的54.9%,径级为20 cm以上的占1.5%,14 cm径级以上的出材量仅为总出材量的56.4%,比组培苗林分低了34.5个百分点。由此可见,马尾松组培苗生长迅速[6,10],造林后能快速实现速生丰产,林分材种规格和木材产量较实生苗得到了大幅度提升,在短周期中、大径材培育方面表现出强劲的优势和潜力。以往研究显示,马尾松是主根发达树种,实生苗的侧根及须根数量较少,造林后其幼林期生长通常较为缓慢[11]。在群体水平对相同遗传来源、规格基本一致的马尾松组培苗和实生苗根系进行观察对比,发现马尾松组培苗根系形态(数量、长度、体积、直径、根尖数量)和生物量等指标明显优于实生苗。因此,初步分析认为,组培苗造林后,其更加发达的根系提升了苗木对土壤中水分、养分的获取和吸收能力,这可能是本试验中组培苗生长较实生苗迅速的主要原因。

最大化人工林经济收益是人们追求的主要目标,开展经济效益评估是检验人工林培育和经营成效的有效手段。本研究利用项目投资的财务效益评估方法,对试验林造林、生产经营、采脂及主伐各阶段的资金投入、产出数据进行了统计和综合分析评价,发现未采脂组培苗林分总产值、净收益、净现值、内部收益率等指标均大幅度超过实生苗林分,说明仅靠收获木材,7年生组培苗林分现阶段获利能力已超过实生苗林分。兼顾木材和松脂收益综合分析,马尾松组培苗林分经济效益得到了更大幅度提升,其林分总产值、净收益、净现值分别比仅收获木材时提升了130.9%、855.1%、331.5%,内部收益率提升了14.7个百分点,经济效益更为可观,可在更短时间内回收投资成本,实现较大幅度的获利。而实生苗林分由于生长缓慢,其林分产值仅达到采脂组培苗林分的21.3%,且净收益、净现值、内部收益率等指标均为负值,经济效益较差,说明需要培育较长时间才能收回成本并获利。除早期生长较快的湿地松(PinuselliottiiEngelm.)[12-13]之外,大多数松类采脂林分经济效益分析评价的研究大多在中龄林至成熟林内进行。对于早期生长缓慢的马尾松来说,单独依靠木材获利通常需要13～21 a[1],生产中一般在造林10 a后才能采脂[14-16],经营周期较长且见效慢,因此,鲜有研究关注马尾松林分幼龄期经济效益。在本研究立地条件和经营措施下对7年生马尾松组培苗试验林进行采脂,能够大幅度提升林分经济效益,这对实现马尾松低龄化和早期化利用,延长人工林获利周期,降低投资风险等都具有极为重要的参考作用。

本研究仅侧重对试验林经济效益进行分析,由于组培苗林分尚处于生长旺盛的幼龄阶段,采脂对林木生长[17]和材性[18]等造成的影响、产脂量与生长性状的关系[19]、松脂成分及品质[20]、林分高生长和高产脂能力可持续性等方面的问题均有待后续深入研究。