暖溫帶中山區(qū)日本落葉松紙漿用材林整地和幼林撫育技術(shù)1)

王宏全 孫曉梅 張守攻 趙鯤 焦云德

(中國林業(yè)科學(xué)研究院林業(yè)研究所，北京，100091)(洛陽市林業(yè)科學(xué)研究所)

造林整地和幼林撫育是速生豐產(chǎn)林培育技術(shù)的重要措施，適當(dāng)整地與撫育排除了影響幼樹生長的灌木及雜草等的競爭，提高了土壤溫度，改善了土壤水分及養(yǎng)分狀況，為幼樹生長創(chuàng)造了優(yōu)越的水、肥、氣、光、熱等林地條件［1］13-14，［2］21-22，［3-4］，同時(shí)對林地經(jīng)常進(jìn)行松土、除草等撫育措施，還有利于提高造林成活率和林分抵抗病蟲害能力［5］。邱輝對濕地松的研究表明，80 cm×80 cm×50 cm整地規(guī)格的新梢生長量最高，并對地徑生長有顯著的促進(jìn)作用，而全墾整地及全面松土撫育，有效地抑制了雜草灌木的生長，促進(jìn)了幼樹地徑生長［6］。雖然提高整地規(guī)格與撫育水平對于提高造林成活率，促進(jìn)林木生長有一定的作用，但過高的整地規(guī)格和撫育水平不僅提高了造林成本，而且還易引起水土流失［7-11］。據(jù)Schonau研究，造林整地與幼林撫育是最主要的造林費(fèi)用支出，高標(biāo)準(zhǔn)的整地占到造林總成本的60%～70%［12］。因此，采用何種整地與撫育方式才能做到投入少產(chǎn)出大，這不僅是一個投資策略問題，同時(shí)也是提高林業(yè)生產(chǎn)生態(tài)效益的大問題［13］。

日本落葉松(Larix kaempferi(lamb.)Carr.)最早于1960年引種到我國暖溫帶山區(qū)——河南省盧氏縣淇河林場，隨后欒川縣、嵩縣、洛寧縣和西峽縣等地也相繼引種栽培［1］31-32。目前，該區(qū)引種日本落葉松面積達(dá)6 600 hm2，主要分布在伏牛山和太行山海拔800 m以上的中山區(qū)［14］。根據(jù)落葉松種和種源試驗(yàn)的研究結(jié)果，日本落葉松在該區(qū)不僅適生區(qū)域廣闊，而且生產(chǎn)力也普遍高于同立地的其他樹種［2］3-5。由于該區(qū)引種日本落葉松的時(shí)間較晚，相關(guān)栽培配套技術(shù)的研究較少。文中利用“八五”期間設(shè)置在河南省蒿縣五馬寺林場的日本落葉松整地與幼林撫育試驗(yàn)林，研究不同整地方式、撫育方式及其交互作用對紙漿材輪伐期內(nèi)日本落葉松生長量和收獲量的影響，并通過投入產(chǎn)出效益分析為南溫帶中山區(qū)確定最適的紙漿材整地與撫育技術(shù)措施，以解決該區(qū)大面積引種栽培日本落葉松的技術(shù)難題。

1 試驗(yàn)地自然概況

試驗(yàn)地位于河南省西部伏牛山北坡的蒿縣五馬寺林場楊樹嶺林區(qū)。五馬寺林場位于北緯33°34'～35°54'，東經(jīng)111°47'～112°15'，海拔高1100～2203 m，年均氣溫8.4℃，7月份均溫24.7℃，1月份均溫-5.5℃，年降水量800～1 200 mm，空氣相對濕度70%左右。成土母巖主要是花崗巖，土壤為棕壤，土壤A層0≤h(土層厚度)＜10 cm，pH值6.0左右;土壤B層10 cm≤h＜40 cm，pH值為6.5左右，褐色森林土，有機(jī)質(zhì)質(zhì)量分?jǐn)?shù)為18.5 g·kg-1，全氮質(zhì)量分?jǐn)?shù)為1.05 g·kg-1，全磷質(zhì)量分?jǐn)?shù)為0.01 g·kg-1，全鉀質(zhì)量分?jǐn)?shù)為0.145 g·kg-1;C層40 cm≤h≤200 cm，分化花崗巖［2］21-22。森林植被類型主要是天然櫟類闊葉林、櫟類和華山松針闊混交林及華山松、日本落葉松人工林等。造林地為天然闊雜次生林采伐跡地，坡度17°，坡向北。

2 研究方法

2.1 試驗(yàn)設(shè)計(jì)

日本落葉松種子采自遼寧省初級種子園，1990年春在河南省嵩縣五馬寺林場播種育苗，1991年對造林地進(jìn)行全面清理、整地，并回填表土，1992年春用2年生實(shí)生苗營造整地與撫育試驗(yàn)林，株行距1.5 m×2.0 m，造林次年對死亡植株進(jìn)行補(bǔ)植。試驗(yàn)采用3×3的雙因素交叉分組設(shè)計(jì)，整地方式分為穴徑60 cm(A1)、40 cm(A2)、25 cm(A3)3種規(guī)格，穴深35 cm。撫育方式分為3種:B1，造林后連續(xù)3 a(1992—1994年)在7月上旬割草、割灌1次，8月中旬再全面割灌撫育1次;B2，造林后連續(xù)3 a在7月上旬?dāng)U坑除草、8月中旬再全面割灌1次;B3，造林后連續(xù)3 a在8月上旬全面割灌1次。試驗(yàn)為5次重復(fù)，64株小區(qū)，方形排列，小區(qū)面積192 m2，試驗(yàn)林面積0.87 hm2。

2.2 林分調(diào)查及統(tǒng)計(jì)分析方法

分別在1993—1995年、1998年和2006年樹木停止生長后進(jìn)行生長量調(diào)查，測定指標(biāo)包括樹高H、當(dāng)年高HD和胸徑D1.3(1993年為地徑Dd)，并分小區(qū)統(tǒng)計(jì)保存率R和各平均生長量。同時(shí)認(rèn)真記錄各項(xiàng)營林作業(yè)的投入費(fèi)用。方差分析采用SAS/STAT6.12軟件中PROC ANOVA過程計(jì)算，并利用雙因素分析和LSD多重比較方法研究整地方式、撫育方式對日本落葉松生長的影響［15］。利用單株材積公式V=0.000 020 709 7D1.994515×H1.08892(D為胸徑，H為樹高)和小區(qū)保存率計(jì)算公頃蓄積量M［14］。

2.3 經(jīng)濟(jì)效益分析指標(biāo)

凈現(xiàn)值為收益現(xiàn)值(PV，R)與成本現(xiàn)值(PV，C)之差:NP，V=成本;T為輪伐期;r為利率。

效益成本比:BC，R=PV，R/PV，C。

內(nèi)部收益率:IR，R=凈現(xiàn)值為零時(shí)的折現(xiàn)率［16］。

3 結(jié)果與分析

3.1 整地方式對日本落葉松保存率和各生長量的影響

整地方式對日本落葉松幼林的保存率和生長量均存在一定影響，各年生長量總體上隨整地規(guī)格的提高而增加(表1)。方差分析結(jié)果顯示，整地方式對造林次年保存率的影響達(dá)10%的顯著水平，其中A2的保存率顯著高于A3。整地方式對初期生長量影響較小，不同整地方式的生長差異不顯著，隨著林齡的增長整地效應(yīng)不斷增強(qiáng)，到日本落葉松6年生時(shí)不同整地方式間樹高和當(dāng)年高達(dá)顯著水平，A1的樹高和當(dāng)年高顯著高于A3。這是因?yàn)樵炝趾笫紫冗M(jìn)入苗木根系發(fā)育期(緩苗期)，大規(guī)格整地減少了苗木根系向土層深處及四周伸展的機(jī)械阻力，有利于根系發(fā)育，而整地規(guī)格過小，苗木根系舒展不開，有時(shí)還容易造成窩根現(xiàn)象，影響幼林生長。而且大規(guī)格整地的蓄水保墑與抗旱能力增強(qiáng)，土壤的通氣性好，加速了有機(jī)質(zhì)的分解，提高了土壤的肥力，有利于養(yǎng)分的吸收。隨著時(shí)間的推移，整地的效應(yīng)逐漸消失，到主伐時(shí)不同整地方式的生長量幾乎沒有差別。

表1 不同整地方式日本落葉松歷年生長量及LS，D多重比較

3.2 撫育方式對日本落葉松保存率和生長量的影響

3種撫育方式各年生長量差異不顯著，到主伐時(shí)各撫育方式間的生長量基本一致(表2)。撫育方式對17年生日本落葉松的保存率有一定影響，造林后連續(xù)3 a兩次撫育的保存率優(yōu)于每年1次撫育，B2(即造林后連續(xù)3 a在7月上旬?dāng)U坑除草、8月中旬再全面割灌1次)的保存率顯著高于B3。

表2 不同撫育方式日本落葉松歷年生長量及LS，D多重比較

3.3 整地方式與撫育方式對日本落葉松生長的交互影響

由各年生長量雙因素方差分析結(jié)果可知，整地與撫育方式的交互作用僅對9年生日本落葉松的胸徑影響顯著。A1B3、A2B3組合4年生日本落葉松的樹高、地徑和成活率，5年生日本落葉松的胸徑，6年生日本落葉松的樹高和當(dāng)年高，9年生日本落葉松的樹高和胸徑均高于其他組合的生長量(表3)，表明大規(guī)格細(xì)致整地可以提高生長的效果。17年生時(shí)組合A1B2、A2B2的蓄積量較高。

表3 不同整地與撫育方式日本落葉松各年生長量及LS，D多重比較

3.4 不同整地、撫育方式的經(jīng)濟(jì)效益分析

高質(zhì)量的整地和撫育方式雖然在某種程度上可以提高造林成活率和保存率，并在一定時(shí)期內(nèi)促進(jìn)林木的生長，但由于初期投入較多，加之培育周期較長，到主伐時(shí)能否達(dá)到收益最大的用材林培育目標(biāo)，就要進(jìn)行經(jīng)濟(jì)效益分析。選擇17年生日本落葉松進(jìn)行不同整地、撫育方式的經(jīng)濟(jì)效益分析。根據(jù)當(dāng)時(shí)的作業(yè)用工記錄，各項(xiàng)營林作業(yè)投入資金列入表4。

由表5可知，各整地、撫育方式的IR，R均大于10%(最低為20.51%)，說明在該地區(qū)采用文中的整地、撫育方式均可盈利，只是盈利程度上存在差異。A2B3的NP，V、BC，R、IR，R均為最大，高于平均水平12.8%、10.3%、6.7%。說明該方式不僅產(chǎn)生的的凈現(xiàn)值最大，且資金利用效果也最好。因此在地被物較少的情況下，建議采用A2B3(整地穴徑40 cm，造林后連續(xù)3 a在8月上旬全面割灌1次)的整地?fù)嵊绞健?/p>

表4 不同整地與撫育方式的日本落葉松育林成本元·hm-2

表517 年生日本落葉松不同整地與撫育方式的經(jīng)濟(jì)效益分析

4 結(jié)論與討論

整地方式對4年生日本落葉松的造林成活率影響達(dá)10%的顯著水平，表現(xiàn)為A2＞A1＞A3，以40 cm×40 cm×35 cm為最佳。整地方式對6年生日本落葉松當(dāng)年高影響顯著，對樹高影響也達(dá)10%的顯著水平，表現(xiàn)為A1＞A2＞A3，說明高生長隨整地規(guī)格提高而提高;然后整地的效應(yīng)逐漸消失，這和廖彬森對馬尾松的研究結(jié)論一致［17］，說明整地雖然不能從根本上改變立地質(zhì)量，但對林木高生長還是有一定影響的，董健等［18］也有相似的研究結(jié)果。而邱輝對濕地松的研究表明，不同整地方式影響幼樹栽植當(dāng)年和次年的新梢生長量、地徑生長、苗木保存率，并分別多于文中觀測到的指標(biāo)［6］。

撫育方式對生長量的影響未達(dá)顯著水平。撫育方式對17年生日本落葉松的保存率影響表現(xiàn)為B2＞B1＞B3，即撫育方式B2(造林后連續(xù)3 a在7月上旬?dāng)U坑除草、8月中旬再全面割灌1次)有利于提高主伐時(shí)的保存率，這與孫曉梅的研究結(jié)果一致［4］。而馬文乾對油松和青楊的試驗(yàn)則表明采用合適的撫育技術(shù)可以提高10%～20%的造林成活率，同時(shí)對生長指標(biāo)也有影響［5］。

整地方式與撫育方式的交互作用對9年生日本落葉松的胸徑有一定影響。A1B2、A2B2組合17年生日本落葉松蓄積量最高。通過對17年生的9種整地、撫育方式的經(jīng)濟(jì)效益分析可知，A2B3方式的凈現(xiàn)值、效益成本比和內(nèi)部收益率均為最高，分別是18 328.87元·hm-2、4.37、23.74%，顯著高于平均水平，建議當(dāng)?shù)馗鶕?jù)資金利用要求采用A2B3整地?fù)嵊M合方式。

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