7年生馬尾松組培苗試驗林經營效益1)

王胤 付軍 翟章貴 歐軍 姚瑞玲

(廣西壯族自治區林業科學研究院,南寧,530002) (廣西壯族自治區國有派陽山林場) (廣西壯族自治區林業科學研究院)

馬尾松(PinusmassonianaLamb.)適應性強,栽培面積廣,其木材、松脂、其他產品被廣泛應用于建筑、造紙、化工、醫藥衛生、栲膠、保健品等行業,對我國南方生態環境和國民經濟建設作用巨大。由于馬尾松早期生長緩慢,傳統方式經營的馬尾松人工林生長周期較長,生產力低下,整體效益不高,因此,促進馬尾松木材增產和經濟增收,提升人工林綜合經營效益,一直是眾多學者關注的熱點問題。如：丁貴杰等[1]通過對馬尾松栽培模式進行優化,提高了內部收益率4～9個百分點,縮短采伐年齡10～18 a,實現人工林整體經濟效益最優;諶紅輝等[2]分析了不同間伐保存密度對馬尾松林分生長和經濟效益的影響,綜合確定了不同培育目的林分適宜保存密度和最佳采伐年齡;唐繼新等[3]發現,不同配比施肥處理對馬尾松中、幼林經濟收益影響較大,其中以單獨施用鈣鎂磷肥的效果最好;王胤等[4]對馬尾松脂材兩用人工林經濟效益進行了分析評價,提出了經濟收益較高的技術組合模式;張可欣等[5]研究探討了不同經營方式馬尾松人工林的材種結構動態變化規律和林分的經營效益。通過分析發現,以往研究對象大多為馬尾松實生苗培育的人工林,而關于組培苗人工林經營效益方面的報道較為鮮見。此前,課題組曾就3年生馬尾松組培苗的造林成效進行了初步分析[6],但由于林齡較小,尚未開展營林投入與產出的綜合效益評價。鑒于此,本研究以7年生馬尾松組培苗人工林為對象,收集林分主要生長性狀和產脂量數據,利用項目投資的財務效益評估手段對林分經濟效益進行分析評價,旨在為馬尾松人工林高效培育和經營決策制定提供參考。

1 研究方法

試驗林位于廣西壯族自治區國有派陽山林場岺勒站,低山地貌,腐殖質厚2 cm,土層厚度85～150 cm,石粒含量10%～15%,成土母巖為砂巖,土壤為赤紅壤,海拔360～500 m,年均降水量1 200 mm,年平均氣溫22.1 ℃。

1.1 試驗材料

2015年7月,使用桐棉種源馬尾松優良林分中優良單株種子培育組培苗造林,以相同來源種子培育實生苗為對照(CK)[6]。造林面積3.33 hm2,株行距2 m×3 m,整地規格為50 cm×50 cm×50 cm,每穴施入250.0 g磷肥作為基肥。造林后每年鏟草撫育1次、砍草2次直至郁閉,連續2 a追施復合肥300g·株-1,按常規生產措施進行護林防火和病蟲害防治。

1.2 試驗方法

2022年6月,在試驗林內組培苗區域和實生苗區域分別隨機設置3個面積為400 m2的標準地,使用圍尺和測高儀實測標準樣地內林木胸徑(精確至0.1 cm)、樹高(精確至0.01 m),收集生長性狀數據。7-9月,在組培苗標準地內按廣西馬尾松采脂技術規程[7]連續采割松脂3個月,每天采割1刀,視天氣狀況每月采割20～25刀,每月月底收脂稱質量(精確至0.1 g)。實生苗標準地內林木總體較小,不宜采脂。

1.3 數據處理

立木材積和出材量計算：采用上限排外法,以2 cm為1個徑級、1 m為1個樹高級,分別統計林木株數,計算株數分布百分比。按廣西馬尾松二元立木材積公式：材積(V)=0.714 265 437×10-4×D1.867 008×H0.901 463 2計算單株材積。式中：D為胸徑,H為樹高。累計各徑級材積得到蓄積量,再利用廣西馬尾松經濟材出材率表計算各徑級材種出材量,各徑級出材量之和為林分出材量。

林分產值計算：采脂樣地林分產值包括木材產值和松脂產值兩個部分,未采脂林分產值僅為木材產值。木材單價按近幾年市場平均值計算：8～12徑級為620.0元·m-3,14～18徑級為670.0元·m-3,20徑級以上為710.0元·m-3。各徑級木材產值累加即為林分木材產值。松脂單價按市場價15.0元·kg-1計算,以采脂樣地內單株平均產脂量(15.9 g·d-1)推算年產脂量(采脂9個月),單株年產脂量與單位面積林木株數的乘積為林分松脂產量。

投資成本構成：營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)、撫育鏟草(6 600.0元·hm-2)、施肥(19 950.0元·hm-2)、護林防火(2 625.0元·hm-2)、病蟲害防治(2 100.0元·hm-2)、苗木費(實生苗1 332.0元·hm-2,組培苗4 995.0元·hm-2)等。此外,在主伐和采割松脂時,還將產生采運費(100.0元·m-3)、林道修建費(500.0元·hm-2)、稅費(木材產值的10%)、采脂成本(松脂產值的40%)、其他成本(500.0元·hm-2)等相關費用。

以產值、凈收益、凈現值、內部收益率為經濟評價指標,折現率取8%[3],凈現值和內部收益率使用WPS office自帶財務公式計算。生長性狀數據采用IBM SPSS Statistics 27進行統計分析和檢驗。

2 結果與分析

2.1 馬尾松組培苗林分生長情況

從表1可以看出,在同等立地條件和經營措施下,馬尾松組培苗7年生林分平均胸徑、平均樹高、平均材積等生長指標與實生苗林分相比,提高了27.0%～89.5%,差異達到極顯著水平(P<0.01)。組培苗林分蓄積量為實生苗林分的1.89倍。馬尾松組培苗速生優勢明顯。

表1 不同類型苗木林分生長性狀

由表2可知,組培苗林分林木徑級介于10～22 cm徑級,其中,16 cm徑級的林木數量最多,占總株數的26.44%;其次為14 cm徑級,占總株數的19.54%;20及22 cm徑級林木數量最少,均占總株數的6.90%。對照實生苗林分林木徑級介于4～20 cm徑級,其中,12 cm徑級數量最多,占總株數的35.82%;其次為14 cm徑級,占總株數的24.38%;20 cm徑級林木數量最少,占僅總株數的0.50%。按中徑材和小徑材的標準進行劃分[8],組培苗林分中胸徑達到18～22 cm徑級的中徑材數量占總株數的比例為32.2%,16 cm徑級以下的小徑材占總株數的比例為67.8%;實生苗林分中胸徑達到18～20 cm徑級的中徑材數量占總株數的比例僅為2.0%,其余98.0%的林木均為16 cm徑級以下的小徑材。兩相比較,馬尾松組培苗林分的中徑材林木數量比實生苗林分提升了30個百分點,材種規格得到了較大幅度提升。

表2 不同類型苗木林分內林木徑級和樹高級分布比例

從表2可以看出,組培苗林分林木樹高級介于8～12 m。其中,10 m樹高級的林木數量最多,占總株數的40.23%;其次為9 m樹高級的,占總株數的34.48%;12 m樹高級的林木數量最少,僅占總株數的2.30%。實生苗林分林木樹高級介于6～9 m,其中,8 m樹高級林木數量最多,占總株數的60.20%;其次為7 m樹高級的,占總株數的27.36%;6 m樹高級的林木數量最少,占總株數的1.00%。整體來看,組培苗林分中有54.00%的林木樹高達到了10 m以上,而實生苗林分中所有林木樹高均處于10 m以下,組培苗在樹高生長方面的優勢較為明顯。

2.2 馬尾松組培苗林分出材量和產值

從表3可知,將林分出材量按8～12、14～18、>20 cm 3個徑級區間進行劃分,組培苗林分總出材量達到91.59 m3·hm-2。其中,以14～18 cm徑級出材量最大,為60.18 m3·hm-2;其次是20 cm以上徑級,出材量為23.06 m3·hm-2;8～12 cm徑級的出材量最少,僅為8.34 m3·hm-2。實生苗林分總出材量為46.99 m3·hm-2,其中,以14～18 cm徑級出材量最大,為25.81 m3·hm-2;其次是8～12 cm徑級,為20.51 m3·hm-2;20 cm徑級以上出材量最少,僅為0.69 m3·hm-2。二者相比,組培苗林分總出材量比實生苗林分提高了94.9%。相同徑級區間內,組培苗林分在8～12 cm徑級出材量比實生苗林分減少了59.3%,在14～18 cm徑級提高了133.2%,在20 cm徑級以上提高了32.6倍。由此說明,組培苗林分出材量以較大徑級區間為主,材種規格有所提高,因此,木材單價亦隨之增加。組培苗林分木材產值達到61 869.1元·hm-2,而實生苗林分僅為30 490.9元·hm-2。組培苗林分木材產值提高了102.9%,經濟效益十分顯著。

表3 不同類型苗木林分出材量和產值

2.3 馬尾松組培苗林分凈現金流量、凈現值及內部收益率

未采脂時,組培苗林分產值(木材產值)為61 869.1元·hm-2(年均8 838.4元·hm-2)、林分凈收益為5 683.4元·hm-2(年均811.9元·hm-2)、凈現值為-8 555.3元·hm-2(年均-1 222.2元·hm-2)、內部收益率為2.5%(表4)。采脂后,組培苗林分產值(木材+松脂產值)達到142 869.1元·hm-2(年均20 409.9元·hm-2)、林分凈收益為54 283.4元·hm-2(年均7 754.8元·hm-2)、凈現值為19 802.4元·hm-2(年均2 828.9元·hm-2)、內部收益率達到17.2%。通過采割松脂,組培苗林分產值、凈收益、凈現值分別提升了130.9%、855.1%、331.5%,內部收益率提升了14.7個百分點。

表4 組培苗林分投資凈現金流量及凈現值、內部收益率

從表5可知,相同經營條件實生苗林分產值為30 490.9元·hm-2,林分凈收益為-14 445.2元·hm-2,凈現值為-19 045.8元·hm-2,內部收益率為-9.4%。與實生苗林分相比,若組培苗林分僅考慮木材收益,其產值、凈收益、凈現值分別提升了102.9%、139.3%、44.8%,內部收益率提升了11.9個百分點;若同時兼顧木材和松脂的收益,組培苗林分產值、凈收益、凈現值提升了368.6%、475.8%、203.9%,內部收益率提升了26.6個百分點。

表5 實生苗林分投資凈現金流量及凈現值、內部收益率

3 結論與討論

通過對7年生馬尾松組培苗試驗林的生長性狀進行分析,發現組培苗林分平均胸徑、平均樹高、平均材積和蓄積量在同等條件下較對照實生苗林分提升了27.0%～89.5%,與廣西馬尾松速生豐產林標準[9]中最高產區(I1亞區)7年生林分的胸徑(12.1 cm)、樹高(8.43 m)、蓄積量(96.97 m3·hm-2)相比,分別提升了28.1%、20.0%、55.9%,組培苗林分胸徑接近該標準10年生林分水平(胸徑為15.92 cm),樹高、蓄積量與9年生林分的水平基本相當(樹高為10.50 m,蓄積量為152.39 m3·hm-2)。對林分胸徑和樹高分布特征進行深入分析,結果顯示：組培苗林分中32.2%的林木胸徑已達到中徑材標準,54.0%的林木樹高達到10 m以上;實生苗林分中僅2.0%的林木胸徑達到中徑材標準,其余98.0%的林木均為16 cm徑級以下的小徑材,實生苗林分林木樹高生長亦較為緩慢,均處于10 m以下。從材種結構方面來看,組培苗林分出材量以14～18 cm徑級(出材量占總出材量比例為65.7%)和20 cm以上徑級(出材量占總出材量比例為25.2%)為主,14 cm徑級以上的出材量達到總出材量的90.9%;實生苗林分14～18 cm徑級出材量占總出材量的54.9%,徑級為20 cm以上的占1.5%,14 cm徑級以上的出材量僅為總出材量的56.4%,比組培苗林分低了34.5個百分點。由此可見,馬尾松組培苗生長迅速[6,10],造林后能快速實現速生豐產,林分材種規格和木材產量較實生苗得到了大幅度提升,在短周期中、大徑材培育方面表現出強勁的優勢和潛力。以往研究顯示,馬尾松是主根發達樹種,實生苗的側根及須根數量較少,造林后其幼林期生長通常較為緩慢[11]。在群體水平對相同遺傳來源、規格基本一致的馬尾松組培苗和實生苗根系進行觀察對比,發現馬尾松組培苗根系形態(數量、長度、體積、直徑、根尖數量)和生物量等指標明顯優于實生苗。因此,初步分析認為,組培苗造林后,其更加發達的根系提升了苗木對土壤中水分、養分的獲取和吸收能力,這可能是本試驗中組培苗生長較實生苗迅速的主要原因。

最大化人工林經濟收益是人們追求的主要目標,開展經濟效益評估是檢驗人工林培育和經營成效的有效手段。本研究利用項目投資的財務效益評估方法,對試驗林造林、生產經營、采脂及主伐各階段的資金投入、產出數據進行了統計和綜合分析評價,發現未采脂組培苗林分總產值、凈收益、凈現值、內部收益率等指標均大幅度超過實生苗林分,說明僅靠收獲木材,7年生組培苗林分現階段獲利能力已超過實生苗林分。兼顧木材和松脂收益綜合分析,馬尾松組培苗林分經濟效益得到了更大幅度提升,其林分總產值、凈收益、凈現值分別比僅收獲木材時提升了130.9%、855.1%、331.5%,內部收益率提升了14.7個百分點,經濟效益更為可觀,可在更短時間內回收投資成本,實現較大幅度的獲利。而實生苗林分由于生長緩慢,其林分產值僅達到采脂組培苗林分的21.3%,且凈收益、凈現值、內部收益率等指標均為負值,經濟效益較差,說明需要培育較長時間才能收回成本并獲利。除早期生長較快的濕地松(PinuselliottiiEngelm.)[12-13]之外,大多數松類采脂林分經濟效益分析評價的研究大多在中齡林至成熟林內進行。對于早期生長緩慢的馬尾松來說,單獨依靠木材獲利通常需要13～21 a[1],生產中一般在造林10 a后才能采脂[14-16],經營周期較長且見效慢,因此,鮮有研究關注馬尾松林分幼齡期經濟效益。在本研究立地條件和經營措施下對7年生馬尾松組培苗試驗林進行采脂,能夠大幅度提升林分經濟效益,這對實現馬尾松低齡化和早期化利用,延長人工林獲利周期,降低投資風險等都具有極為重要的參考作用。

本研究僅側重對試驗林經濟效益進行分析,由于組培苗林分尚處于生長旺盛的幼齡階段,采脂對林木生長[17]和材性[18]等造成的影響、產脂量與生長性狀的關系[19]、松脂成分及品質[20]、林分高生長和高產脂能力可持續性等方面的問題均有待后續深入研究。