暖温带中山区日本落叶松纸浆用材林整地和幼林抚育技术1)

王宏全 孙晓梅 张守攻 赵鲲 焦云德

(中国林业科学研究院林业研究所，北京，100091)(洛阳市林业科学研究所)

造林整地和幼林抚育是速生丰产林培育技术的重要措施，适当整地与抚育排除了影响幼树生长的灌木及杂草等的竞争，提高了土壤温度，改善了土壤水分及养分状况，为幼树生长创造了优越的水、肥、气、光、热等林地条件［1］13-14，［2］21-22，［3-4］，同时对林地经常进行松土、除草等抚育措施，还有利于提高造林成活率和林分抵抗病虫害能力［5］。邱辉对湿地松的研究表明，80 cm×80 cm×50 cm整地规格的新梢生长量最高，并对地径生长有显著的促进作用，而全垦整地及全面松土抚育，有效地抑制了杂草灌木的生长，促进了幼树地径生长［6］。虽然提高整地规格与抚育水平对于提高造林成活率，促进林木生长有一定的作用，但过高的整地规格和抚育水平不仅提高了造林成本，而且还易引起水土流失［7-11］。据Schonau研究，造林整地与幼林抚育是最主要的造林费用支出，高标准的整地占到造林总成本的60%～70%［12］。因此，采用何种整地与抚育方式才能做到投入少产出大，这不仅是一个投资策略问题，同时也是提高林业生产生态效益的大问题［13］。

日本落叶松(Larix kaempferi(lamb.)Carr.)最早于1960年引种到我国暖温带山区——河南省卢氏县淇河林场，随后栾川县、嵩县、洛宁县和西峡县等地也相继引种栽培［1］31-32。目前，该区引种日本落叶松面积达6 600 hm2，主要分布在伏牛山和太行山海拔800 m以上的中山区［14］。根据落叶松种和种源试验的研究结果，日本落叶松在该区不仅适生区域广阔，而且生产力也普遍高于同立地的其他树种［2］3-5。由于该区引种日本落叶松的时间较晚，相关栽培配套技术的研究较少。文中利用“八五”期间设置在河南省蒿县五马寺林场的日本落叶松整地与幼林抚育试验林，研究不同整地方式、抚育方式及其交互作用对纸浆材轮伐期内日本落叶松生长量和收获量的影响，并通过投入产出效益分析为南温带中山区确定最适的纸浆材整地与抚育技术措施，以解决该区大面积引种栽培日本落叶松的技术难题。

1 试验地自然概况

试验地位于河南省西部伏牛山北坡的蒿县五马寺林场杨树岭林区。五马寺林场位于北纬33°34'～35°54'，东经111°47'～112°15'，海拔高1100～2203 m，年均气温8.4℃，7月份均温24.7℃，1月份均温-5.5℃，年降水量800～1 200 mm，空气相对湿度70%左右。成土母岩主要是花岗岩，土壤为棕壤，土壤A层0≤h(土层厚度)＜10 cm，pH值6.0左右;土壤B层10 cm≤h＜40 cm，pH值为6.5左右，褐色森林土，有机质质量分数为18.5 g·kg-1，全氮质量分数为1.05 g·kg-1，全磷质量分数为0.01 g·kg-1，全钾质量分数为0.145 g·kg-1;C层40 cm≤h≤200 cm，分化花岗岩［2］21-22。森林植被类型主要是天然栎类阔叶林、栎类和华山松针阔混交林及华山松、日本落叶松人工林等。造林地为天然阔杂次生林采伐迹地，坡度17°，坡向北。

2 研究方法

2.1 试验设计

日本落叶松种子采自辽宁省初级种子园，1990年春在河南省嵩县五马寺林场播种育苗，1991年对造林地进行全面清理、整地，并回填表土，1992年春用2年生实生苗营造整地与抚育试验林，株行距1.5 m×2.0 m，造林次年对死亡植株进行补植。试验采用3×3的双因素交叉分组设计，整地方式分为穴径60 cm(A1)、40 cm(A2)、25 cm(A3)3种规格，穴深35 cm。抚育方式分为3种:B1，造林后连续3 a(1992—1994年)在7月上旬割草、割灌1次，8月中旬再全面割灌抚育1次;B2，造林后连续3 a在7月上旬扩坑除草、8月中旬再全面割灌1次;B3，造林后连续3 a在8月上旬全面割灌1次。试验为5次重复，64株小区，方形排列，小区面积192 m2，试验林面积0.87 hm2。

2.2 林分调查及统计分析方法

分别在1993—1995年、1998年和2006年树木停止生长后进行生长量调查，测定指标包括树高H、当年高HD和胸径D1.3(1993年为地径Dd)，并分小区统计保存率R和各平均生长量。同时认真记录各项营林作业的投入费用。方差分析采用SAS/STAT6.12软件中PROC ANOVA过程计算，并利用双因素分析和LSD多重比较方法研究整地方式、抚育方式对日本落叶松生长的影响［15］。利用单株材积公式V=0.000 020 709 7D1.994515×H1.08892(D为胸径，H为树高)和小区保存率计算公顷蓄积量M［14］。

2.3 经济效益分析指标

净现值为收益现值(PV，R)与成本现值(PV，C)之差:NP，V=成本;T为轮伐期;r为利率。

效益成本比:BC，R=PV，R/PV，C。

内部收益率:IR，R=净现值为零时的折现率［16］。

3 结果与分析

3.1 整地方式对日本落叶松保存率和各生长量的影响

整地方式对日本落叶松幼林的保存率和生长量均存在一定影响，各年生长量总体上随整地规格的提高而增加(表1)。方差分析结果显示，整地方式对造林次年保存率的影响达10%的显著水平，其中A2的保存率显著高于A3。整地方式对初期生长量影响较小，不同整地方式的生长差异不显著，随着林龄的增长整地效应不断增强，到日本落叶松6年生时不同整地方式间树高和当年高达显著水平，A1的树高和当年高显著高于A3。这是因为造林后首先进入苗木根系发育期(缓苗期)，大规格整地减少了苗木根系向土层深处及四周伸展的机械阻力，有利于根系发育，而整地规格过小，苗木根系舒展不开，有时还容易造成窝根现象，影响幼林生长。而且大规格整地的蓄水保墒与抗旱能力增强，土壤的通气性好，加速了有机质的分解，提高了土壤的肥力，有利于养分的吸收。随着时间的推移，整地的效应逐渐消失，到主伐时不同整地方式的生长量几乎没有差别。

表1 不同整地方式日本落叶松历年生长量及LS，D多重比较

3.2 抚育方式对日本落叶松保存率和生长量的影响

3种抚育方式各年生长量差异不显著，到主伐时各抚育方式间的生长量基本一致(表2)。抚育方式对17年生日本落叶松的保存率有一定影响，造林后连续3 a两次抚育的保存率优于每年1次抚育，B2(即造林后连续3 a在7月上旬扩坑除草、8月中旬再全面割灌1次)的保存率显著高于B3。

表2 不同抚育方式日本落叶松历年生长量及LS，D多重比较

3.3 整地方式与抚育方式对日本落叶松生长的交互影响

由各年生长量双因素方差分析结果可知，整地与抚育方式的交互作用仅对9年生日本落叶松的胸径影响显著。A1B3、A2B3组合4年生日本落叶松的树高、地径和成活率，5年生日本落叶松的胸径，6年生日本落叶松的树高和当年高，9年生日本落叶松的树高和胸径均高于其他组合的生长量(表3)，表明大规格细致整地可以提高生长的效果。17年生时组合A1B2、A2B2的蓄积量较高。

表3 不同整地与抚育方式日本落叶松各年生长量及LS，D多重比较

3.4 不同整地、抚育方式的经济效益分析

高质量的整地和抚育方式虽然在某种程度上可以提高造林成活率和保存率，并在一定时期内促进林木的生长，但由于初期投入较多，加之培育周期较长，到主伐时能否达到收益最大的用材林培育目标，就要进行经济效益分析。选择17年生日本落叶松进行不同整地、抚育方式的经济效益分析。根据当时的作业用工记录，各项营林作业投入资金列入表4。

由表5可知，各整地、抚育方式的IR，R均大于10%(最低为20.51%)，说明在该地区采用文中的整地、抚育方式均可盈利，只是盈利程度上存在差异。A2B3的NP，V、BC，R、IR，R均为最大，高于平均水平12.8%、10.3%、6.7%。说明该方式不仅产生的的净现值最大，且资金利用效果也最好。因此在地被物较少的情况下，建议采用A2B3(整地穴径40 cm，造林后连续3 a在8月上旬全面割灌1次)的整地抚育方式。

表4 不同整地与抚育方式的日本落叶松育林成本元·hm-2

表517 年生日本落叶松不同整地与抚育方式的经济效益分析

4 结论与讨论

整地方式对4年生日本落叶松的造林成活率影响达10%的显著水平，表现为A2＞A1＞A3，以40 cm×40 cm×35 cm为最佳。整地方式对6年生日本落叶松当年高影响显著，对树高影响也达10%的显著水平，表现为A1＞A2＞A3，说明高生长随整地规格提高而提高;然后整地的效应逐渐消失，这和廖彬森对马尾松的研究结论一致［17］，说明整地虽然不能从根本上改变立地质量，但对林木高生长还是有一定影响的，董健等［18］也有相似的研究结果。而邱辉对湿地松的研究表明，不同整地方式影响幼树栽植当年和次年的新梢生长量、地径生长、苗木保存率，并分别多于文中观测到的指标［6］。

抚育方式对生长量的影响未达显著水平。抚育方式对17年生日本落叶松的保存率影响表现为B2＞B1＞B3，即抚育方式B2(造林后连续3 a在7月上旬扩坑除草、8月中旬再全面割灌1次)有利于提高主伐时的保存率，这与孙晓梅的研究结果一致［4］。而马文乾对油松和青杨的试验则表明采用合适的抚育技术可以提高10%～20%的造林成活率，同时对生长指标也有影响［5］。

整地方式与抚育方式的交互作用对9年生日本落叶松的胸径有一定影响。A1B2、A2B2组合17年生日本落叶松蓄积量最高。通过对17年生的9种整地、抚育方式的经济效益分析可知，A2B3方式的净现值、效益成本比和内部收益率均为最高，分别是18 328.87元·hm-2、4.37、23.74%，显著高于平均水平，建议当地根据资金利用要求采用A2B3整地抚育组合方式。

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