不同密度桉树能源林数量成熟龄与经济效益的关系

许宇星，陈少雄

(国家林业局 桉树研究开发中心，广东 湛江 524022)

不同密度桉树能源林数量成熟龄与经济效益的关系

许宇星，陈少雄

(国家林业局 桉树研究开发中心，广东 湛江 524022)

通过分析1年生9种不同初植密度的尾巨桉优良无性系DH32-29的生长数据，计算了连年生长量、平均生长量、干重生物量以及净现值。结果表明：不同密度随着初植密度的增加，林分干重生物量逐渐增加，并且高密度与低密度在各个月存在不同程度显著差异；能源林林分生长前期，株距对林分生物量累积影响较大，当林分基本郁闭后，行距产生较大影响；密度M156、M204、M252、M244、M2524的数量成熟龄均为11个月，M152和M254需要12个月达到数量成熟，M154以及M202为13个月，各密度数量成熟龄均集中在11到13个月之间；初植密度较小的M254、M156由于其生物量较小而未盈利；初植密度最大的M152由于苗木及人工费用过高而未盈利。利润净现值大于零的各密度排名为：M202＞M154＞M204＞M252,这时的净现值分别为2841.15、2552.8、961.28、361.21 元 /hm2。

桉树；能源林；密度；生物量；经济效益

桉树是我国南方重要的速生商品林树种，因抗性强、耐干旱瘠薄、适应性广、种植容易、萌芽力强、速生高产等特点，是热带和亚热带荒山瘠地绿化先锋树种之一，被联合国粮农组织推荐为三大速生造林树种（桉、松、杨）之一[1]；因此桉树可作为优良的能源树种，为了有效利用桉树短周期生物质能源林，数量成熟龄的确立就显得十分重要，因为森林成熟这一概念在组织经营工作特别是组织全面经营永续利用的林业调查和规划设计工作中，具有重要意义。只有完成经营任务的同时解决最优采伐时间的问题之后，才能全面地解决森林经营和利用的重要决策问题[2-3]，更加有效合理的利用生物质能源林。本文以9种不同栽培措施的桉树能源林为材料，探讨了超高密度下桉树能源林的数量成熟龄以及经济效益，为桉树能源林的发展提供了理论依据和技术指导。

1 试验地概况与林分介绍

试验地设在广东省湛江市遂溪县乐民镇-北坡林场。试验用地共计6.67 hm2，地理位置东经 109°45′，北纬 21°08′，属北热带湿润大区雷琼区北缘，为海洋性季风气候，年平均气温23.1℃，极端最低气温为1.4～3.6℃，极端最高气温38.1℃,年降雨量1 567 mm，5～9月降雨量占全年的85.5%，年相对湿度80.4%。

试验林为2011年6月20营造的尾巨桉无性系DH32-29生物质能源林，采用完全随机区组设计，设置9个密度（见表1），3次重复，共27块样地，每块样地共7行，每行167 m长， 2011年5月21日机械作业完成林地清理，挖树头并完成机械全肯整地、开沟（1.5 m、2 m、2.5 m），开沟结束后将基肥（华扬基肥）均匀撒在种植沟内，施肥量为750 kg/hm2，施肥后，回土厚＞20 cm。

2 研究方法

2.1 生物量测定与样木选择方法

从2011年9月20日开始，在试验林地的27块样地内，去除边缘行边缘木，各选取30 m2调查小区，在27个调查小区内分别选取3株平均木，将其伐倒进行树干解析，采用“分层切割法”实测树叶、树枝、树干各器官的鲜重，而后各器官分别取500 g样品带回实验室，在80℃下烘干至恒重称质量，求含水率，再根据各器官的含水率求得各器官的干物质质量，之后每个月同一时间进行一次单株生物量测量。

2.2 经济评价方法

为评价试验选取的不同密度短周期能源林经

式中，(CI- CO)t为第t年现金流量，其中 CI为现金流入，CO为现金流出；i0为基准折现率（林业取6.67%[6]），n为年限寿命，由于本试验为短周期能源林，参试各密度数量成熟龄集中在11到13个月，因此经济效益分析均按一年计算，只取t=0、1，即将年底现金流量还原到年初，并结合年初现金流出计算各密度的经济效益，各密度桉树能源林按当地风干后薪材林生物量价格计算，为300元/t；采伐与装车均由机械完成费用为23元·t-1,由于就近利用，所以运输费用不计；税收按照国家规定的包括特产税、产品税及育林基金和更改基金，薪材林按产值的23.5%计算税费[4]。济效益，采用净现值法，即考虑了资金的时间价值，通过折现率把不同时间点的现金统一到现实点，当净现值大于等于0时，方案是经济合理的；当净现值小于0时，方案予以否定[4]。净现值VNPV用如下公式计算[5]：

3 结果与分析

3.1 不同密度桉树能源林生物量积累过程

由表2可知，九种不同参试密度范围内，M2524和M244两种双行栽植密度各月生物量均不同程度低于与其密度相近但配置方式不同的M154和M252，说明双行栽植模式存在较大竞争，不适合作为高密度桉树能源林的密度推广；除M2524和M244，其他各密度随着初植密度的增加，生物量逐渐增加，并且高密度与低密度在各个月存在不同程度显著差异。其中，M156林分平均干重生物量2月前一直高于M204，从3月开始M204的密度效应开始出现，干重生物量超过M156，可能原因在于M156株距为60 cm，大于M204的株距，因此前期较宽松生长环境使得M156生物量生长迅速，但后期随着各密度林分的郁闭，行距较大的M204密度效应逐渐体现，生物量超过M156；从6月开始，密度M254的林分生物量因较大的行距，反超M156。

3.2 不同密度桉树能源林数量成熟龄的比较分析

经典森林经理学把材积的连年生长量曲线与平均生长量曲线相交确定为林分的数量成熟，其林龄即为主伐年龄[3]，但由于本文研究对象为生物质能源林，寄希望于生物量达到最大化，并且密度非常规能源林密度标准，因此数量成熟龄就定义为林分生物量的连月生长量与平均生长量的相交点为其主伐年龄。

表2 不同造林密度林分平均干重生物量积累过程Table 2 Cumulative process of average dry weight biomass of stand with different planting densities

图1 不同密度桉树能源林生物量连月生长量与平均生长量曲线Fig.1 Average growth curves and current month increment of Eucalyptus energy of forest biomass with different planting density

从图1各密度曲线可以看出，不同密度连年生长量曲线与平均生长量曲线存在3个焦点。因为进入12月气温下降加上雨量不足，因此生长量急剧下降，到第2年开春，气温回升雨量增加，生长速度再次上升，因此出现前2个焦点，但这两焦点并不是因为密度效应所出现的决定数量成熟龄的焦点，随着生物量的增加，从五月开始，各密度开始出现第3个焦点，并且连年生长量曲线与平均生长量曲线在出现第3个焦点后趋于平缓，因此可以确定第3个焦点是数量成熟龄的焦点，根据图1可知各密度的数量成熟龄:M156、M204、M252、M244、M2524五个密度均为11个月，M152和M254需要12个月达到数量成熟，M154以及M202数量成熟龄为13个月。显然，各密度数量成熟龄均集中在11到13个月之间，并未出现明显规律，这与陈少雄[7-8]所得结论“数量成熟年龄与初植密度成反比,即初植密度越大,到达数量成熟的年龄越小”有所不同，可能原因在于本试验所选取密度范围不同于传统的密度试验，即使最小密度也存在较大竞争，因此本试验参试密度的数量成熟龄较为集中，如果密度减小，可能会出现陈少雄所得结论；如果密度继续增加，数量成熟龄可能减少。

3.3 不同密度桉树能源林经济效益分析

3.3.1 不同密度能源林营林成本

营林成本是指造林前整地、基肥、苗木购置和地租费用，以及造林后的追肥、抚育等费用，详见表3。

表3 尾叶桉营林投资成本Table 3 Investment costs of E. urophylla culture and management with different planting density 元/hm2

3.3.2 不同密度能源林经济效益

对一年生尾巨桉9种不同参试密度进行利润净现值计算（见表4）可知，密度越大，需要苗木越多造林成本也就越大，虽然生物量大，但经济效益未必最好。表4显示的各密度利润中，双行栽植模式的M2524和M254虽然密度较高，但生物量明显低于密度相近的M154以及M252，并且利润均为负值。其余各密度中，初植密度较小的M254、M156由于其生物量较小而未盈利；初植密度最大的M152由于苗木及人工费用过高而未盈利。利润净现值大于零的各密度排名为：M202＞M154＞M204＞M252。

表4 不同密度能源林林分投资、产出和效益Table 4 Investment, output and efficiency of energy forest with defferent planting density

4 小结与讨论

通过对9种不同初植密度一年生桉树能源林生物量调查及经济效益分析得到以下结论:

（1）不同参试密度范围内，M2524和M244两种双行栽植密度各月生物量均不同程度低于与其密度相近但配置方式不同的M154和M252，可能原因在于双行栽植模式较单行模式对于水分、养分，特别是光照的竞争更加积累，经济效益分析同时表明其利润均为负值，说明双行栽植不适合作为高密度桉树能源林的密度推广。

（2）生物量是衡量能源林的主要指标之一，本研究中，除双行栽植模式外其他各密度随着初植密度的增加，林分干重生物量逐渐增加，并且高密度与低密度在各个月存在不同程度显著差异。次年3月开始M204林分干重生物量超过M156，6月开始M156林分干重生物量超过M254，说明在高密度能源林生长前期株距对林分生物量累积影响较大；当林分基本郁闭后行距产生较大影响。

（3）9种不同初植密度的数量成熟龄：M156、M204、M252、M244、M2524等5个密度均为11个月，M152和M254需要12个月达到数量成熟，M154以及M202数量成熟龄为13个月，各密度数量成熟龄均集中在11到13个月之间，这与陈少雄[7]所得结论“数量成熟年龄与初植密度成反比，即初植密度越大，到达数量成熟的年龄越小”的结论不同，可能原因在于当初植密度增加到一定程度是，不同初植密度间的数量成熟龄差异在减小。

（4）初植密度较小的M254、M156由于其生物量较小而未盈利；初植密度最大的M152由于苗木及人工费用过高而未盈利。利润净现值大于零的各密度排名为：M202＞M154＞M204＞M252。

参试的9种超高密度能源林中有5个密度在年底时未见盈利，盈利的密度中M252也只有361.21元/hm2，一旦苗木或者人工等费用有所变化就可能亏本，因此为增加各密度盈利，试验应结合合理的追肥与抚育措施，使投资项目具有较强的市场抗风险能力。

[1] 陈少雄, 刘杰锋, 孙正军. 生物能源的优势和潜力[J]. 生物质化学工程, 2006 (40): 119-128.

[2] 胡卫平，王献荣，徐剑青.浙西山区天然林阔叶树数量成熟龄的确定[J]. 华东森林经理.2008，22 (1)：36-39.

[3] 吴 敏，吴立勋，汤玉喜，等.杨树生长的密度效应与数量成熟研究[J].湖南林业科技.2010，27(2)：36-39.

[4] 李志辉,曾广正,谢耀坚,等.不同密度巨尾桉丰产示范林经济效果评价[J].中南林业科技大学学报.2000，20(3)：54-58.

[5] 贾庆文.林业技术经济学[M].北京：中国林业出版社,1992:271-274.

[6] 黄和亮,吴景贤,等.桉树工业原料林的投资经济效益与最佳经济轮伐期[J].林业科学.2007，43 (6)：128-133.

[7] 陈少雄,李志辉,等.不同初植密度的桉树人工林经济效益分析[J].林业科学.2008, 21(1) ：1-6

[8] 李志辉,陈少雄,等.林分密度对邓恩桉生物产量及生产力的影响[J].中南林业科技大学学报.2007，27(5)：2-5.

Relations between quantitative maturity ages and economic benef i ts of Eucalyptus energy forest with different densities

XU Yu-xing, CHEN Shao-xiong
(China Eucalypt Research Center, Zhanjiang 524022, Guangdong, China)

Through analyzing the growth data of one-year-old DH32-29Eucalypt clone with nine kinds of initial density, the current annual increment, average increment, dry weight biomass and net present value(NPV) were calculated. The results show that the biomass of stands increased as the stand density increased and the biomass differences between the stands with high density and low density reached signif i cant level in each month in the fi rst year; The inf l uence of row space on the stand biomass was larger than the line space in the early growth, while the situation was on the contrary after the stand was close canopy; The ages at quantitative maturity of row space M156, M204, M252, M244, M2524 were 11 months, the M152 and M254 were 12 months while M154 and M202 needed 13 months to be mature; The M254 and M156 with small initial density had no revenue because of low biomass and the M152 with big initial density was not prof i table because of the high costs for seedlings and labors, the other initial density which’s prof i t net present values were bigger than zero ranked by magnitude: M202＞M154＞M204＞M252 and theirs NPV were 2841.15, 2552.8, 961.28 and 361.21 Yuan/hm2respectively.

Eucalypt; energy forest; density; biomass; economic benef i t

S792.39

A

1673-923X(2013)02-0061-05

2012-06-13

桉树生物质能源林高产栽培技术研究（2011004）

许宇星（1987-），男，山西大同人，硕士研究生，研究方向：生物质能源林及热值研究，E-mail：wsxyx1987@163.com

陈少雄（1965-），男，江西樟树人，博士，研究员，研究方向：森林培育，E-mail：sxchen01@163.com

[本文编校：罗 列]