马尾松人工林不同经营方式短期经济效益分析

  目的  明晰3种不同经营方式在不同规格径材出材量和经济效益方面的差异,为营林项目经济可行性和森林可持续发展提供参考。  方法  以中国林业科学研究院热带林业实验中心马尾松人工林为研究对象,选取近自然化改造、常规经营（轮伐期经营）和无经营活动3种经营方式下林分持续10年（2008—2018年）的观测数据,采用现金流和重置成本法分别计算大、中、小径材的木材价值和补植阔叶树种的苗木价值,通过财务静态、动态经济指标和敏感性分析法来评价3种经营方式的经济可行性与风险承受能力,综合比较3种经营方式的经济效益。  结果  （1）3种经营方式下马尾松材种结构动态变化存在明显不同:10年间,近自然化改造林分大径材出材量由1.22 m3增长至56.85 m3、中径材出材量由23.34 m3增长至79.57 m3、小径材出材量由69.79 m3减少至68.76 m3;常规经营林分大径材出材量由0.29 m3增长至38.97 m3、中径材出材量由22.51 m3增长至90.89 m3、小径材出材量由80.69 m3减少至78.83 m3;对照林分大径材出材量由0.25 m3增长至27.97 m3、中径材出材量由20.95 m3增长至93.69 m3、小径材出材量由189.39 m3减少至181.98 m3。（2）10年间,近自然化改造林分、常规经营林分和对照林分的净利润动态均呈单调递增趋势,投资利润率动态分别为单调递增、先增高再降低和单调递减趋势。在第10年,近自然化改造林分、常规经营林分和对照林的净现值分别为594、265、193,净利润分别为87 384.96、85 745.21和71 935.09元/hm2,投资利润率分别为8.02 %、7.92 %和5.95 %。10年间,近自然改造方式中冠下补植阔叶树种的苗木价值持续增加,苗木收益在营林总收益中的占比（W值）呈增高、降低、增高、降低的波浪动态,在第4 ~ 6年,大叶栎、灰木莲等乡土速生树种达到中、小径材标准,W值降低至11.26 %,在第8 ~ 10年,随着红锥、格木、香梓楠等珍贵树种达到小径材标准,W值再次降至11.93 %。  结论  3种经营方式的马尾松人工林都为经济可行性投资。近自然化改造初期营林成本较高,但更有利于培育大径材、促进乡土珍贵和速生树种资源后续的开发和利用,满足不同市场的需求;轮伐期经营倾向于单一树种的抚育经营,追求速生丰产和相对集约化管理;无经营措施林分大径材比例低,天然更新稀少,不利于森林资源的可持续利用。      

贵州马尾松人工林经营密度模型初探

为探讨用模拟方法确定人工林的经营密度,本文以贵州马尾松人工林569块常规标准地资料为基础分析,结果表明:这些标准地对目前贵州马尾松人工林具有充分代表性;立木密度对林分平均胸径的影响最为明显,对树高影响较小;林分断面积和蓄积随立木密度的增大而上升,但当立木密度大到一定程度时,它们都有下降的趋势.基于以上分析,用动态规划方法建立了可变间伐间隔期的林分经营密度模型.该模型既符合林分生长的一般规律,又得到实地试验结果的支持,因此建议应用.     

马尾松人工林经营密度模型研究

采用人工神经网络的建模技术建立了林分蓄积与立木密度、林分年龄和地位指数间的全林分生长模型,并以所建全林分生长模型为基础构造目标函数,采用改进单纯形法对建立的目标函数进行搜索寻优,以找到最佳的经营密度及对应的间伐时间。结果表明,拟合结果符合林分生长规律,可以用BP神经网络建模技术建立相应的全林分生长模型;用改进单纯形法对目标函数进行优化,不仅可以求得最优的保留密度,而且可以求得对应的间伐时间。     

湖北省马尾松人工林经营模型研究

以湖北省马尾松人工林林分生长过程有为基础，根据营林投入产出资料，采用现金流量贴现法编制出以人工经营模型，与人工林多形曲一指数表、立地得分表、林分生长过程表共同构成生长经营模型。可用于预测和评价马尾松人工生产力经营效果。     

湖北省马尾松人工林林分生长过程表的编制

根据３６０块标准地１９３株解析木资料，采用Ｃｈａｐｍａｎ－Ｒｉｃｈａｒｄｓ函数和二次项方程分别模拟平均树高和平均胸径的生长过程，运用迭代法分指数编制了湖北省马尾松人工林林分生长过程表。经预测检验，精度很高，可应用于湖北省马尾松人工林的经营。     

马尾松速生丰产林造林密度探讨

通过对马尾松不同立地条件下造林密度的试验研究表明：造林密度对马尾松速生丰产林的树高无显著影响,对单株材积和林分单位面积蓄积影响显著。因此,随着造林密度的增加,在积极采用营林新技术和集约水平不断提高的情况下马尾松不宜密植,以2500株／hm^2的造林密度为宜。     

安徽马尾松混交林及其经营模式研究

对安徽省４种马尾松混交林进行调查分析和试验研究,结果表明,４种混交林单位面积蓄积量分别比对照纯林平均提高３５．３％、９０．７％,１６．８％和２５．５％,土壤有机质含量平均高于纯林１４８．５％,速效氮,磷、钾含量也均有提高。同时林内小气候条件有所改善,林分对病虫害的自我抑制能力有所增强。本文还分析了不同混交比例对林分生长及生产力的影响,提出了不同马尾松混交林的合理经营模式。     

马尾松人工林的生长及生长模型

本文通过马尾松人工林的248块标准地平均木资料和6种生长方程分母岩类型对各调查因子与年龄相关进行拟合,揭示马尾松人工林各调查因子随年龄变化的规律。直径、树高生长以对数曲线方程最佳;材积生长以幂函数方程为最佳,相关指数均在0.98以上。     

马尾松人工林直径分布神经网络模型研究

该文首先以相对直径为输入变量,以累积频率为输出变量,构建了1∶S∶1的林分直径分布BP神经网络模型. 用1块具有代表性、26年生、全林伐倒测定每木胸径、树高生长过程的马尾松人工林标准地直径分布数据,作为马尾松人工林的期望分布,对所建模型进行训练、用定性与定量相结合的方法,选出既符合林分直径分布规律,又具有较高拟合准确度的网络模型结构为1∶2∶1,网络对象名为FRdnet2 该模型的总体累积频率拟合准确度达99.5%,径阶累积频率拟合准确度最低93%、最高99.9%、平均99%,径阶频率拟合准确度最低82%、最高99%、平均95%. 神经网络建模技术的拟合准确度好,可作为有效的林分直径分布模拟技术.      

马尾松近自然改造初期的混交度与分布格局

近自然森林经营被广泛认为是优化森林结构进而实现森林多功能的有效途径。以中国林科院热带林业实验中心（简称热林中心）伏波林场内1993年春季杉木采伐迹地更新造林的马尾松人工纯林为研究对象,按照补植树种的不同,进行4种不同模式的近自然化改造设计和作业,并从林分混角度、林木空间分布格局2个方面对改造效果进行分析。结果表明:近自然化改造后的林分,混交度有了明显的提升,林木空间分布格局从最开始的均匀分布逐渐过渡为聚集分布或随机分布。因此,近自然化改造有利于优化林分空间结构,从而为森林多功能的发挥提供了前提基础。     

密度调控对马尾松人工林生态系统碳储量的影响

采用密度调控对贵州台江县12年生马尾松人工林碳储量进行研究。结果表明,密度调控提高了马尾松人工林乔木层、林下植被和凋落物层碳的累积,高密度(H)（1 800株·hm^-2）、中密度(M)（1 566株·hm^-2）和低密度(L)（1 350株·hm^-2）及CK（未间伐:2 016株·hm^-2）密度下马尾松人工林各组分碳储量乔木层＞土壤层＞林下植被层＞凋落物层。乔木层碳储量分别高出CK2.58、5.69 t·hm^-2和1.38 t·hm^-2;土壤层分别高出CK3.50、4.95 t·hm^-2和-13.43 t·hm^-2;林下植被层分别高于CK1.88、2.59 t·hm^-2和4.14 t·hm^-2,凋落物层分别高于CK0.14、0.27 t·hm^-2和0.36 t·hm^-2,林下植被和凋落物层碳储量较CK达显著差异（p＜0.05）;H和M密度下生态系统总碳储量分别较CK提高8.1 t·hm^-2和13.49 t·hm^-2,L密度低于CK7.54 t·hm^-2,马尾松人工林生态系统总碳储量以M密度调控最大,故马尾松中龄人工林林分经营过程中以M密度经营较好。     

马尾松人工林木材主要材性家系间的变异

对25个家系马尾松人工林木材主要物理力学性能进行测定和比较分析。结果表明,马尾松人工林木材气干密度由大到小居前五位的家系依次为378、329、317、341、335,顺纹抗压强度值由大到小居前5位的家系依次是335、350、372、325、329;家系341和350马尾松人工林木材体积干缩系数和差异干缩均较小,尺寸性稳定均较好。方差分析表明,家系对马尾松人工林木材主要物理力学性能影响显著。多重比较分析表明,马尾松人工林木材气干密度、体积干缩系数、差异干缩以及顺纹抗压强度各家系间大都表现为差异显著或极显著。家系335、341、350、378可作为马尾松人工林木材品质选育的优良材料。     

油松中龄林间伐的密度效应

以陕西省黄龙山林区油松人工中龄林为研究对象,分析了不同间伐保留密度（3 900、3 000、2 250株·hm^-2和1 800株·hm^-2）的4类林分油松林木的生长特征及树干形质的差异。结果表明:间伐保留密度对油松林木生长的影响不同,随着保留密度的减小,林木胸径增大,且保留密度为1 800株·hm^-2时,可以显著促进胸径的增大。林木单株材积随着保留密度的减小而明显增大,林分蓄积不断减小并趋于稳定;保留密度对树高的影响较弱;保留密度对林木树干形质的影响也不同,随着间伐保留密度的减小,林木尖削度、径高比、通直度、分枝数及分枝基径均增大,分叉率先降低后上升,活枝下高随保留密度的减小而降低。方差分析表明,除树高和林分蓄积外,间伐保留密度对油松中龄林林木生长及树干形质均有显著性影响。     

不同林龄阶段马尾松人工林群落结构特征及经营策略

采用空间变化代替时间变化的方法,以南亚热带马尾松人工林不同年龄阶段（10、20、30、40、50 a和60 a）林分为对象,研究了马尾松人工林林分物种组成和结构的变化特征。结果表明,多度、丰富度及材积在不同年龄阶段的分布差异较大:1）不同年龄阶段的林分组成和结构差异显著,随着林龄的增加,多样性指数和丰富度指数均呈先增加后降低的趋势;2）不同年龄阶段的树种胸径分布格局变化较大,60 a集中分布胸径>20 cm的林木;3）马尾松近熟阶段（50～60 a）林木株数较少,但是从林分的生产力来说,却提供了50%以上的林分蓄积。提出不同年龄阶段的人工林经营策略需要考虑林分自然生长规律和关键树种竞争机制,使少量优质林木个体留给自然演替进程控制和调节,实现人工林生产力提升和结构功能的生态合理性和经济有效性。     

福建三明马尾松天然林空间结构特征研究

研究福建省三明市马尾松天然林角尺度、混交度、大小比数、开敞度和林层比5个空间结构参数,分析其空间结构特征。结果表明,马尾松天然林树种组成丰富,林分中共出现25个树种,其中马尾松为优势树种。全林分的角尺度均值为0.57,属于聚集分布;混交度均值为0.56,处于中度混交和强度混交之间;以胸径、树高和冠幅计算全林分的大小比数均值分别为0.49、0.48和0.53,均接近于中庸状态;开敞度均值为0.17,生长空间严重不足;林层比均值为0.43,垂直方向上的成层性较为简单。林分的空间稳定性较低。研究结果为该地区马尾松天然林经营提供了依据。     

马尾松人工林林龄对土壤和叶片养分含量的影响

探索不同林龄马尾松人工林土壤和针叶养分特征及其相关性,为马尾松人工林高效培育提供理论参考。采用时空互代法,以桂中不同林龄（4、9、15、19、22、30、56 a）马尾松人工林为对象,利用冗余分析和结构方程探讨马尾松人工林林龄对土壤和针叶养分含量的影响。结果表明,林龄对土壤和叶片养分均具有显著影响,随林龄的增加土壤pH呈先增后减趋势,中龄林中最大,有机碳、全N、全P、碱解N和速效态K、Ca、Mg、Zn和B含量呈先减后增的U形变化,中龄-成熟林阶段最小,全K和有效P含量呈W形变化;针叶养分含量随林龄增加呈波动性变化,C、N、P和K含量在过熟林中最大,Ca、Zn分别在中龄林、成熟林中含量最大,Mg和B均在幼龄林中最大。针叶K、Ca、Mg、Zn和B与土壤对应元素呈显著正相关,土壤有机碳、全N、有效P和速效K是影响马尾松叶片养分含量变化的敏感因素,土壤速效元素对叶片养分的正向效应显著,而土壤有机碳和全量养分的负向效应显著。综上,不同林龄阶段马尾松土壤和叶片养分存在显著差异,在马尾松15 a后,土壤和叶片养分均有所下降,尤其是受N素和微量元素限制,为此在马尾松中龄林后,建议施用N肥满足其健康生长,并辅以适量微量元素,以增强植物光合作用和蛋白质的合成及抗逆性。     

采伐强度对水源涵养林林分结构特征的影响

水源涵养林一般要求具有复层、冠长率高、冠幅完满、树种混交、灌草丰富的森林结构。中村林场位于山西省晋城市沁水县中村镇,其经营范围位于黄河中游一、二级支流的上游山区地带,90%以上为水源涵养林,油松为主要优势树种。为增强林分水源涵养能力,林场开始采取近自然经营理念与技术优化林分结构,增强生态功能,但由于生态公益林采伐限额的限制,林场在小面积范围内进行了不同采伐强度的经营试验。本研究定量分析了3种经营强度下形成的3种林分类型（包括不经营的高密度油松纯林T₀、总间伐强度47%的油松相对纯林T₁、总间伐强度62%的油松混交林T₂）的空间结构与非空间结构,包括空间混交度、大小比、多样性指数、林层结构、径阶分布、林冠层指标（冠长率、冠幅面积与冠幅）、灌草盖度等,并初步提出未来近自然经营措施。结果表明:T₂林分各林层树种丰富度、冠长率与冠幅面积最高,其次是T₁,T₀最差;在林分水平结构与林分多样性以及树种竞争力方面,亦是同样结果;由此可知,人工生态公益林其森林结构与生态功能只有通过经营才能得到提高。对于初始密度高的人工水源涵养林,只有通过不断间伐,调整林分密度与林木分布,才能促进天然更新,增加树种多样性与提高林分稳定性。本研究为全场调整林分结构和制定针对性经营措施提供数据支持与基本林分特征参数,同时,为被划分为生态公益林的高密度人工林经营提供案例参考。     

关于马尾松林“择伐”经营的探讨

“择伐”抚育是我国马尾松林经营生产的主要方式,通过对林木进行“择伐”经营,为马 尾松林创造最优的生长环境,并最终提高林木经营经济效益。本文以马尾松林“择伐”经营为研 究对象,分析马尾松林“择伐”经营的意义、措施,并结合具体案例,探讨“择伐”对马尾松林经营 效率的影响,旨在充分发挥“择伐”经营优势,创造更多林木生产价值。     

天然林多目标经营研究现状及趋势

综述了天然林多目标经营关键技术研究现状,阐述存在的问题和今后研究重点,提出了林分多目标经营技术研究思路。目前多目标经营研究主要围绕木材生产、碳储量的理论模拟为主,常以多目标规划中的一少部分目标作为研究重点,缺乏实践研究。需要提出针对原始林、过伐林和次生林等不同天然林类型的多目标经营规划和与其对应的科学经营技术,才能达到多目标经营目的。因此,今后应重点解决以下问题:多目标经营的结构特点;多目标经营技术评判标准;量化各项功能的阈值、结合点或协同点;不同天然林类型的目标树经营技术;基于年龄和树种的复层、异龄、混交林碳储存计量技术以及其间伐后碳储量变化规律;基于空间结构的抚育经营技术;复层、异龄、混交林水源涵养功能等。