适度聚集式栽培模式及效益分析

葛秀鹏

(辽宁省国有喀左县卧虎沟林场，辽宁喀左122301)

1 提出背景

过往20余年的工作时间里以生物种群空间格局的研究与抽样技术作为研究对象和方向的，内容包括森林昆虫种群、林木病害分布、油松天然更新格局等。这其中，尤以对油松毛虫(Dendrolimustabulaeformis)卵(块)、越冬幼虫、5龄幼虫和蛹种群空间格局和抽样技术的研究所投入的精力最多，提出种群空间格局研究的“Z-V模型”“La-M幂法则模型”“零频率新方法”和“物极必反生态学原理”，张连翔等[1]在《昆虫种群空间格局理论与应用》中对传统栽培模式(规则的株行距的均匀分布格局)提出了质疑和新方法。

通过多年以来对动植物种群空间分布格局的持续系统研究，研究认为自然界的生物种群皆经受着某种程度的拥挤，之所以首选“聚集”，是因为聚集所带来的好处必定远远大于其负面效应。亦即是说：种群个体间保持间隔，虽然可以减少对需求生存的竞争，但也失去合作所带来的优点。故此认为种群的空间格局是一个物种表现在种群水平上的最优的生态对策和进化对策，是一种混合的“ESS”(Evolutionarily Stable Strategy，演化稳定策略)。按照物极必反原理[2]和系统思想和，高度聚集型格局和均匀型格局并非属于不同的范畴，而是一个整体的两端。所以说，在一个稳定的系统里，各种生物种群总是保持着适度的拥挤而不选择“两端”，否则必定另有缘故。那么问题来了，为什么人工造林时总是人为地设计成均匀格局的规则株行距呢？显然是违背自然规律的，至少有不合理性存在。正是受此启发，提出了质疑暨“适度聚集式栽培”模式，可以促长(增产)和整体抗逆效果。与此同时，推断出该现象可能广泛存在于单种作物栽培之中，对传统均匀格局亦即规则株行距的老旧模式创新，科学研究善于发现自然规律。

需要指出的是适度聚集式栽培模式的优点不仅仅是促长和增产，研究发现，还具有防风(风折风倒)、防雪压、防沙固土、防病虫，以及便于营造混交林(不同树种大穴状混交栽植)、降低造林成本和提高成活率(把有限的分散资源集中投入到少数大穴中)、有利于发挥根蘖性强的树种的“种性”扩繁种群、有益于充分借助自然力培育近自然林业、延长林下间作年限等。

自1998年首次提出适度聚集式栽培模式以来，已先后在杨树团状造林、樟子松一穴双株栽植、刺槐一穴多株试验、沙棘适度聚集式扦插，以及玉米一穴3株栽培等农林业多领域进行试验，并在杨树伐根技术中得到实际应用。

2 节本增效分析

以与杨树伐根覆土萌芽更新适度聚集培育适度聚集培育的比较为例，传统单株规则株行距均匀配置模式的做法(过程)如下：杨树采伐后，用钩机钩除伐根，然后用铲车平整土地，确定好株行距人工定点后，再用钩机挖穴。整个整地过程每亩地的费用合计约为300元。栽植作业按每亩植苗41株(株行距3.0 m×5.4 m)计，苗木款+(浇水+覆土+覆膜)费用约为200元/亩。即整地+栽植的总费用为500元/亩。而改用伐根覆土萌芽更新适度聚集培育方法，只需要花费2次覆土的费用(每亩合计100元)，经营管理阶段的适度聚集培育和均匀配置模式花费相近，在防治病虫害以及防风折风倒和雪压方面的费用，通常要比均匀配置模式节省200元/亩左右。综上，整地、定植至整个培育过程结束，适度聚集培育可节省费用为600元/亩。此为适度聚集培育节省成本的费用。

增效方面，适度聚集培育能提高木材生长量(蓄积)20%以上，以及延长林下间作期限3 a的效益。在辽西北地区，杨树每亩年均生长按1m3计，则1个轮伐期15a共可收获木材15 m3，15 m3×20%=3 m3。按2020年杨木价格最低价650元/ m3计，亩增效1300元。林下间作纯收益按每亩每年500元计，延长3 a可获益1500元。两项合计增效2800元/亩。节本+增效=600+2800=3400元/亩。此为适度聚集培育总增益值。22年间，在试验研究过程中，累积推广应用杨树更新适度聚集培育9000亩以上，仅此一项共获直接经济效益3060万元。

3 适度聚集式栽培模式特点

(1)适度聚集式栽培模式的是对沿用数千年的传统单株规则株行距(均匀格局)是一项重要技术创新；(2)有利于借助自然力培育近自然林业，推行“全生态经营”，实现可持续发展。为单种作物栽培开创一条降本亦能增效的新路子；(3)对于商品林，新模式的主要作用是“增产”，倘能结合南北行配置以更好地利用光能，预计其增产幅度将会有进一步提高，注意顶角朝南。还可延长林下间作年限，带来额外收益；(4)对于生态林进行大穴混交，特别是那些根蘖性强的树种尤其适合采用；(5)对于防护林(含海防护岸林和防风固沙林)，建议采用三角形配置，顶角务必朝向来风、来水和来沙方向，加上团内多株根系间的密接，根系的“把持力”显著加大，可同时增强防风固沙、防水冲刷能力。(6)对于园林绿化树木，新模式可显著提升乔灌草各层间的透光度，增强自然美感，同时提高抗风折风倒和抗雪压、抗病虫能力；(7)适度聚集式栽培模式之所以能提高成活率，是因为把多点分散的资源集中投入到了少数大穴中去，降低病虫害的发生。

4 结论

通过历时22 a的研究探索，证明该模式在农业领域具有普适性，不仅能够获得高产、提高成活率，而且能够抵御病虫危害、抗风沙风折风倒、抗雪压、固持水土，且能大幅降低栽植和经管成本。可提高栽培作物经济产量20%以上，降低管理成本50%，使商品林林下间作年限至少延长3 a以上。累积试验推广面积23100亩，经济生态社会效益显著。这其中，尤以杨树伐根覆土萌芽更新适度聚集培育适度聚集培育、配套施行大穴混交营造生态林抗旱保活配套技术最为成熟。实践证明，适度聚集式栽培模式有利于近自然农林业发展，推行“全生态经营”，实现可持续发展。技术推广过程中先后发表学术论文12篇，出版学术著作3部，制定省级地方标准1项，应邀作学术报告8次，培训基层林农1000余人。

根据“物极必反”生态学原理[2]，通过持续多年对自然界动植物种群空间格局的系统研究及“种性”辨析，提出适度聚集式栽培模式，既有理论依据，又有实用价值，打破了传统单株规则株行距均匀配置的老旧栽培技法，具有新颖性、先进性、适用性和成熟度。新模式技术简单，具有“轻简化”特点，在林草业、农牧业、园艺、园林等“大农业”诸行业皆展现出广阔的推广应用前景。