毛竹天然混交林生物量及经济效益分析

杨立新， 林世友， 梁银花， 林 斌， 曹流清， 粟林丽， 顾扬传， 杨 敬， 吴习安

(1.会同县林业局， 湖南 会同 418300； 2.会同县林业科学研究所， 湖南 会同 418300；3.桃江县林业局， 湖南 桃江 413400)

毛竹天然混交林生物量及经济效益分析

杨立新1， 林世友1， 梁银花1， 林 斌1， 曹流清1， 粟林丽1， 顾扬传2， 杨 敬3， 吴习安3

(1.会同县林业局， 湖南 会同 418300； 2.会同县林业科学研究所， 湖南 会同 418300；3.桃江县林业局， 湖南 桃江 413400)

为了衡量和反映毛竹天然混交林的生产力水平和经济效益，对不同林分组成的天然混交林的现存立竹生物量和立木蓄积量进行调查，并测算单位面积产量、产值。结果表明：不同林分组成的天然混交林经济效益均大于纯竹林，其产值比纯竹林增多18.6%～51.3%。其中，8竹1杉1阔混交林的立竹生物量最多，为99388.4 kg/hm2，比纯竹林增多24.1%；3竹5松2阔+杉混交林的立木蓄积量最多， 达169.051 m3/hm2，为纯竹林的52.29倍；4竹4松1杉1阔混交林的单位面积产值最高， 为39219.2元/hm2，比纯竹林增多51.3%。

毛竹； 天然混交林； 纯竹林； 生物量； 经济效益

毛竹(Phyllostachyspubesens)为禾本科竹亚科刚竹属植物，以其生长快、成材早、产量高、更新速度快等特点，已成为木材的重要替代品[1]。会同县是湖南省毛竹重点产区县之一，现有毛竹林面积2.55万hm2，绝大部分起源天然混交林，经多年的开发利用，已大部分改造成纯林。人工纯林由于树种单一，层次结构简单和生物多样性差，自然生态失调，而导致地力衰退、病虫害严重、生产力下降，严重影响了社会和经济的可持续发展。混交林与纯林相比，在林分稳定性、抗病虫害、林地生产力以及发挥森林多种效益方面，表现出明显优势[2]。毛竹天然混交林的形成，是在当地自然条件下，顺应植物演替规律，自然发展成以乡土树种为主的自然生物种群。由于天然林在生态系统中的物质与能量交换，输出和输入常自然趋向平衡，这种森林常是生态系统平衡持续时间最长的顶极群落，具有较大的现存量和生产力(即指单位面积上某个时间所测得的生物有机总量)。本文对毛竹天然混交林的现有立竹生物量和立木蓄积量进行实测，了解并分析现存量经济效益，以便根据自然规律，为创造生产力更高的人工生态混交林提供理论依据[3]。

1 调查区概况

调查地设在会同县肖家乡境内，地理位置为27°04′N， 109°53′E，属亚热带季风湿润气候，年平均气温16.6 ℃，1月最低气温-8.6 ℃，7月最高气温33.5 ℃，一年中有8～9个月气温在10 ℃以上，年均降水量1264.7 mm，相对湿度83%，年均日照1445.4 h，无霜期304天。调查地位于山坡中下部，坡度27～30°，海拔400～500 m,土层厚0.8 m以上。土壤为薄腐厚土板页岩红壤，各调查标准地立地条件基本一致。主要植被、乔灌木有杉木、马尾松、桤木、椎栗、园槠、苦槠、木荷、樟树、檫树、滑楠木、枫香、杨梅、油茶、乌饭树、细枝柃等。草本有东方乌毛蕨、杜茎山、铁芒箕、拔葜、里白、芒冬、狗脊、淡竹叶等。

2 调查方法

在毛竹天然混交林中，设置调查标准地48块，每块面积0.0657 hm2左右，其中混交林标准地31块，纯竹林标准地17块，调查面积共为3.155 hm2。为了便于统计分析，对基本相同的林分组成进行归类，共分成7个类型。为了便于调查新成竹情况，在出笋前1个月，以上各标准地均全部修山抚育一次，当新竹长成后，则测量立竹和各种乔木混交树的株数、胸径、树高，按胸径换算胸高断面积，求出混交林不同林分组成比例(见表1)。与此同时，抽出不同径级的竹株，实测杆、枝、叶鲜重，作为测算活立竹重量的依据[4]。

表1 毛竹天然混交林标准地概况Tab.1 Sampleplotsprofileofbamboonaturalmixedforest林分类型标准地块数面积(hm2)调查总株数(株/hm2)调查总断面积(m2/hm2)毛竹平均胸径(cm)占总株数的比例(%)占总断面积的比例(%)8竹1杉1阔120.7672172.122.48810.890.780.17竹3杉+阔60.3671757.416.34810.187.870.26竹3杉1阔+松30.2071594.218.49210.284.6585竹4松1杉+阔40.2871993.026.6869.789.250.94竹4松1杉1阔50.3401673.527.99110.083.038.33竹5松2阔+杉10.0601000.022.78410.081.728.2纯竹+杉、阔171.1271813.717.84710.697.595合计483.155杉木马尾松阔叶树平均胸径(cm)占总株数的比例(%)占总断面积的比例(%)平均胸径(cm)占总株数的比例(%)占总断面积的比例(%)平均胸径(cm)占总株数的比例(%)占总断面积的比例(%)15.87.414.418.11.95.517.611.526.722.40.73.117.113.626.452.50.35.738.31.59.914.85.27.942.83.337.416.92.33.818.38.411.749.13.741.319.44.98.79.55.01.568.83.354.321.510.016.016.32.34.714.90.20.3 注:(1)林分组成按竹、木胸高断面积之比,凡树木达2成以上的为混交林;(2)断面积按竹、树平均胸径计算;(3)立竹组成参照林木测算方法。

3 结果与分析

3.1毛竹天然混交林立竹生物量鲜重

森林生物量是森林生态系统最初的第一性生产积累量，竹林生物量是反映林地生产力高低和经营合理与否的主要指标。从表2可知，全林分立竹生物量以8竹1杉1阔混交林最多，达99388.4 kg/hm2，为纯竹林生物量的124.1%；其次7竹3杉+阔混交林较多，立竹生物量为76856.2 kg/hm2，稍低于纯竹林；再次为6竹3杉1阔+松混交林和5竹4松1杉+阔混交林，立竹生物量分别为66604.9 kg/hm2和61526.3 kg/hm2；4竹4松1杉1阔混交林，立竹生物量较少为53041.7 kg/hm2；3竹5松2阔+杉混交林，立竹生物量最少为30870.7 kg/hm2；纯竹林立竹生物量为80107.3 kg/hm2，除少于8竹1杉1阔混交林生物量外，均大于其余各林分组成的混交林。

综上所述，全林分立竹生物量与立竹株数和平均胸径大小密切相关，其中8竹1杉1阔混交林，7竹3杉+阔混交林、6竹3杉1阔+松混交林，这三种混交林中的毛竹占据林冠第一层，处于优势地位，对光能利用率高，新成竹数量多、质量好[5～14]。其新成竹生物量分别占总生物量的36.5%、39.9%、38.8%，均大于纯竹林新成竹生物量的比例。

表2 毛竹天然混交林立竹生物量测算表Tab.2 Standingbamboobiomassofbamboonaturalmixedforest林分类型林分立竹生物量(kg/hm2)较纯竹林生物量比例(%)母竹生物量立竹株数(株/hm2)平均胸径(cm)标准竹平均生物量(kg/株)林分生物量合计(kg/hm2)占林分立竹总生物量的比例(%)8竹1杉1阔99388.4124.11970.010.832.0263079.463.57竹3杉+阔76856.295.91542.210.129.9546188.960.16竹3杉1阔+松66604.983.11347.810.230.2440757.561.25竹4松1杉+阔61526.376.81777.09.726.4446983.976.44竹4松1杉1阔53041.766.21388.210.029.6541160.177.63竹5松2阔+杉30870.738.5816.710.029.6524215.278.4纯竹+杉、阔80107.3100.01768.410.631.4355580.869.4母竹生物量新成竹生物量杆重(%)枝叶重(%)新成竹株数(株/hm2)平均胸径(cm)平均高度(m)标准竹平均生物量(kg/株)林分生物量合计(kg/hm2)占林分立竹总生物量的比例(%)杆重(%)枝叶重(%)79.720.31022.511.516.435.5136309.036.580.119.979.720.3971.110.816.031.5830667.339.980.119.979.720.3874.710.515.629.5525847.438.879.720.377.822.2723.59.113.120.1014542.423.677.822.279.720.3619.89.012.719.1711881.622.477.822.279.720.3367.38.912.218.126655.521.677.822.279.720.3852.810.415.428.7624526.530.679.720.3 注:新竹生物量根据南京林业大学编制的二元重量表换算。

3.2毛竹天然混交林立木蓄积量

在一定面积上生长着的林木总材积叫做蓄积量，其含义包括储蓄、积累和生长变化的情况。林木的蓄积等于平均形数，平均高与总断面积的乘积，它是和材积概念类似而又有区别的另一个基本概念[15]。

从表3可知，全林分总立木蓄积量以3竹5松2阔+杉混交林最多，达169.051 m3/hm2，其中马尾松蓄积量占91.3%，阔叶林和杉木蓄积量分别占8.2%和0.5%；其次4竹4松1杉1阔混交林和5竹4松1杉+阔混交林总立木蓄积量较多，分别为138.016 m3/hm2和102.692 m3/hm2，其中马尾松蓄积量分别占83.9%和90.5%，杉木蓄积量分别占10.0%和6.5%，阔叶林蓄积量分别占6.1%和3.0%；6 竹3杉1阔+松混交林总立木蓄积量较少，为40.203 m3/hm2，其中杉木蓄积量占46.8%，马尾松蓄积量占27.3%，阔叶林蓄积量占25.9%;7竹3杉+阔混交林和8竹1杉1阔混交林总立木蓄积量最少，分别为19.505 m3/hm2和15.132 m3/hm2，其中杉木蓄积量分别占89.5%和73.7%，阔叶树蓄积量分别占10.8%和26.3%。

综上所述，各林分蓄积量的形成，是因为在不同林分组成的混交林中，各树种彼此密集的生长在一起，利用适合于本身生长的环境条件，不停地进行能量和物质交换，构成一个互相联系、互相依存、互相制约的自然整体。由于对环境的利用程度高，混交林产生了较高的生物产量及较强稳定性，但混交林的林分中具有多层结构的分化。为了争夺阳光、水分和养分，各种群间竞争比较激烈，因而出现优势树种和非优势树种，以互相促进生长，其中8竹1杉1阔混交林、7竹3杉+阔混交林和6竹3杉1阔+松混交林的林分中，杉木蓄积量占总立木蓄积量较多，达46.8%～89.5%，属于优势树种，其余马尾松和阔叶树属于非优势树种；5竹4松1杉+阔混交林、4竹4松1杉1阔混交林和3竹5松2阔+杉混交林的林分中，马尾松蓄积量占总立木蓄积量较多，达83.9%～91.3%，属于优势树种，其余杉木和阔叶树则属于非优势树种。依靠自然力保存下来的优势树种，一般生命力和生产力处于优势，例如，3竹5松2阔+杉混交林中的马尾松，上层林冠高大挺直，平均树高达32 m，平均胸径达68.8 cm，出大径材蓄积量达154.340 m3/hm2，木材径级愈大，材质愈好、用途愈广、价值愈高[16～18]。

表3 毛竹天然混交林现存立木蓄积量测算表Tab.3 Theexistingstandvolumeofbamboonaturalmixedforest林分类型全林分总立木蓄积量(m3/hm2)占纯竹林蓄积量比例(%)杉木立木株数(株/hm2)平均树高(m)断面积合计(m2/hm2)林分立木蓄积量(m3/hm2)占全林分总立木蓄积量比例(%)8竹1杉1阔15.132477.0161.78.23.23611.14573.77竹3杉+阔19.505614.9201.69.54.37317.44889.56竹3杉1阔+松40.2031267.4217.49.24.87418.83346.85竹4松1杉+阔102.6923237.5104.57.52.1186.6726.54竹4松1杉1阔138.0164351.1141.210.13.26813.86310.03竹5松2阔+杉169.0515329.550.05.40.3500.7940.5纯竹+杉、阔3.172100.041.78.60.8313.00294.6马尾松阔叶树立木株数(株/hm2)平均树高(m)断面积合计(m2/hm2)林分立木蓄积量(m3/hm2)占全林分总立木蓄积量比例(%)立木株数(株/hm2)平均树高(m)断面积合计(m2/hm2)林分立木蓄积量(m3/hm2)占全林分总立木蓄积量比例(%)40.47.91.2313.98726.313.69.80.5122.05710.54.826.81.04810.95427.324.213.81.84110.41625.966.223.99.97692.98690.545.37.41.0003.0343.061.825.711.547115.73683.982.48.42.4448.4176.133.332.012.367154.34091.3100.09.33.65013.9178.23.50.0620.0520.1705.4 注:(1)形数根据中国林业出版社出版的“森林调查手册”中主要乔木树种平均实验形数,即萌芽杉木0.42,马尾松0.39,一般阔叶树种0.41;(2)立木蓄积量=断面积×树高×形数。

3.3毛竹天然混交林的经济效益

为了衡量和反映毛竹天然混交林的生产力水平，对不同林分组成的混交林的立竹生物量和立木蓄积量进行调查，以测算单位面积产量、产值来反映经济效益。从表4可知，4竹4松1杉1阔混交林产值最高， 为39219.2元/hm2，比纯竹林增多51.3%，其中马尾松产值占44.2%，毛竹产值占37.99%，杉木产值占12.78%，退笋和阔叶树产值各占2.6%；其次是8竹1杉1阔混交林、5竹4松1杉+阔混交林和3竹5松2阔+杉混交林产值较高，分别为35735.3元/hm2、35254.8元/hm2和34338.4元/hm2，比纯竹林分别增多37.9%、36.0%和32.5%; 7竹3杉+阔混交林和6竹3杉1阔+松混交林产值较低，分别为30811.8元/hm2和30739.8元/hm2，但比纯竹林分别增多18.9%和18.6%。

综上所述，不同林分组成的天然混交林经济效益均大于纯竹林，其产值比纯竹林增多18.6%～51.3%。这说明该混交林的种间关系能形成长时期的互利为主的生态关系，随着林龄的增长，直至在整个生长周期内，形成比较稳定的林分群体结构，对环境的利用能力和改造能力越强，林分的生物产量越高，因而产生了较高的生产力[19～22]。

表4 毛竹天然混交林的林分现存生物量和蓄积量经济效益测算表Tab.4 Economicbenefitofstandbiomassandvolumeofbamboonaturalmixedforest林分类型金额合计(元/hm2)较纯竹林比值(%)竹材退笋(鲜重)杆重(kg/hm2)金额(元/hm2)占金额合计比例(%)质量(kg/hm2)金额(元/hm2)占金额合计比例(%)8竹1杉1阔35735.3137.979510.727828.777.91708.03416.09.67竹3杉+阔30811.8118.961485.021519.869.81381.92763.89.06竹3杉1阔+松30739.8118.653283.918649.460.71208.72417.47.95竹4松1杉+阔35254.8136.049221.017227.448.9656.81313.63.74竹4松1杉1阔39219.2151.342433.414851.737.9503.11006.22.63竹5松2阔+杉34338.4132.524696.68643.825.2294.0588.01.7纯竹+杉、阔25918.4100.064085.822430.086.51193.72387.49.2杉木马尾松阔叶树材积(m3/hm2)金额(元/hm2)占金额合计比例(%)材积(m3/hm2)金额(元/hm2)占金额合计比例(%)材积(m3/hm2)金额(元/hm2)占金额合计比例(%)6.6874012.211.22.392478.41.310.4696281.420.41.234246.80.811.3006780.022.06.5721643.05.36.2501250.04.14.0032401.86.855.79213948.039.61.820364.01.08.3184990.812.769.44217360.544.25.0501010.02.60.476285.60.892.60423151.067.48.3501670.04.91.8011080.64.20.10220.40.1 注:(1)杆重=立竹生物量×0.8,立竹生物量见表2;(2)退笋,系大年退笋数,因小年出笋较少、成竹率较高、退笋极少,故未作统计,退笋单价2元/kg(鲜重);(3)木材材积=立木蓄积量×0.6,立木蓄积量见表3;(4)竹材单价0.35元/kg,杉木材单价600元/m3,马尾松材单价250元/m3,阔叶树木材单价200元/m3,以上均是当地的青山价(纯收入,不包含搬运工资等开支)。

4 结论与讨论

(1) 不同林分组成混交林的立竹生物量从大到小的排序：8竹1杉1阔混交林>7竹3杉+阔混交林>6竹3杉1阔+松混交林>5竹4松1杉+阔混交林>4竹4松1杉1阔混交林>3竹5松2阔+杉混交林，较纯竹林生物量所占比例依次是：124.1%、95.9%、83.1%、76.8%、66.2%、38.5%。

不同林分组成混交林的林木总立木蓄积量从大到小的排序与上述排序完全相反：3竹5松2阔+杉混交林>4竹4松1杉1阔混交林>5竹4松1杉+阔混交林>6竹3杉1阔+松混交林>7竹3杉+阔混交林>8竹1杉1阔混交林，较纯竹林总立木蓄积量所占比例依次是：53.29倍、43.51倍、32.37倍、12.67倍、6.15倍、4.77倍。这说明该混交林群体的主要树种与伴生树种形成一个比较平衡的整体，生长基本上是和谐的，毛竹和各树种具有较大的互补性。

(2) 毛竹天然混交林由具有不同生物学特性的树种组成，能较充分地利用地上和地下营养空间，提高对光能、水分和各种营养物质的利用率，单位面积产量、产值明显高于纯竹林，不同林分组成的混交林的青山净值均高于纯竹林18.6%～51.3%。不同林分组成的混交林的竹材、竹笋和各种木材现存总产值，从大到小的排序：4竹4松1杉1阔混交林>8竹1杉1阔混交林>5竹4松1杉+阔混交林>3竹5松2阔+杉混交林>7竹3杉+阔混交林>6竹3杉1阔+松混交林，较纯竹林总产值所占比例依次是：151.3%、137.9%、136.0%、132.5%、118.9%、118.6%。

(3) 调查结果表明，毛竹天然混交林中物质多样性高，林下植被种类较多，盖度大，林内枯枝落叶丰富，腐殖质较多，土壤理化性状和养分含量均优于纯竹林，同时在混交林中，各树种彼此密集的生长在一起，存在着多样种间互利关系，改善了环境条件，有独特的小气候，维持了生态平衡，可减少病虫、冰雪危害，促进毛竹生长。

(4) 毛竹天然混交林虽然生态较为平衡，各个体间比较和谐和互利生长，但如果是以毛竹为主要经营目的用材林，则对于毛竹混交比例较少的5竹、4竹和3竹混交林，则需逐步进行改造，以增加毛竹比例株数，把居于树冠上层的“霸王树”以及妨碍毛竹生长的树，有步骤的逐株清除，保留对毛竹有促进作用的辅佐木和珍贵树种。各树种混交比例逐步调整为竹8：乔2、竹7：乔3和竹6：乔4为好，竹杉混交林的杉木所占全林分比例应控制在20%～30%之内，竹松和竹阔混交林的松树和阔叶树所占全林分比例应控制在10%～20%以内，这样有利于毛竹生长，以进一步发挥毛竹天然混交林的优越性。

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Analysisonbiomassandeconomicbenefitofbamboonaturalmixedforest

YANG Lixin1， LIN Shiyou1， LIANG Yinhua1， LIN Bin1， CAO Liuqing1，SU Linli1， GU Yangchuan2， YANG Jing3， WU Xi’an3

(1.Forestry Bureau of Huitong County，Huitong 418300，China；2.Forestry Institute of Huitong County，Huitong 418300，China；3.Forestry Bureau of Taojiang County，Taojiang 413400，China)

In order to measure and reflect the productivity and economic benefits of the bamboo natural mixed forest, the existing stand biomass and volume of different natural mixed forests were investigated, and the unit area yield and output were calculated. Results showed that, the economic benefits of different natural mixed forests were greater than pure bamboo forest, which increased 18.6% ～51.3% than pure bamboo forest. The stand biomass of mixed forest including 8 bamboo 1 fir 1 broadleaf was the greatest, which reached to 99388.4 kg/hm2, increased 24.1% than pure bamboo forest. The stand volume of mixed forest including 3 bamboo 5 pine 2 broadleaf and fir was the greatest, which reached to 169.051 m3/hm2, increased 52.29 times than pure bamboo forest. The mixed forest including 4 bamboo 4 pine 1 fir 1 broadleaf had the highest output value per unit area, which was 39219.2 yuan/hm2, increased 51.3% than pure bamboo forest.

Phyllostachyspubesens； natural mixed forests； pure bamboo； biomass； economic benefit

2016-06-06

怀化市林业科技推广项目[怀发(2002)06]；会同县楠竹低改顶目[中会农(2000)04]。

杨立新( 1974-)，男，湖南省会同县人，工程师，主要从事森林培育、栽培技术研究。

林 斌，男，高级工程师；E-mail：414374144@qq.com

S 795.7

A

1003-5710(2016)05-0098-06

10. 3969/j. issn. 1003-5710. 2016. 05. 020

(文字编校：张 珉)