許宇星，陳少雄

(國(guó)家林業(yè)局 桉樹研究開發(fā)中心，廣東 湛江 524022)

不同密度桉樹能源林?jǐn)?shù)量成熟齡與經(jīng)濟(jì)效益的關(guān)系

許宇星，陳少雄

(國(guó)家林業(yè)局 桉樹研究開發(fā)中心，廣東 湛江 524022)

通過分析1年生9種不同初植密度的尾巨桉優(yōu)良無性系DH32-29的生長(zhǎng)數(shù)據(jù)，計(jì)算了連年生長(zhǎng)量、平均生長(zhǎng)量、干重生物量以及凈現(xiàn)值。結(jié)果表明：不同密度隨著初植密度的增加，林分干重生物量逐漸增加，并且高密度與低密度在各個(gè)月存在不同程度顯著差異；能源林林分生長(zhǎng)前期，株距對(duì)林分生物量累積影響較大，當(dāng)林分基本郁閉后，行距產(chǎn)生較大影響；密度M156、M204、M252、M244、M2524的數(shù)量成熟齡均為11個(gè)月，M152和M254需要12個(gè)月達(dá)到數(shù)量成熟，M154以及M202為13個(gè)月，各密度數(shù)量成熟齡均集中在11到13個(gè)月之間；初植密度較小的M254、M156由于其生物量較小而未盈利；初植密度最大的M152由于苗木及人工費(fèi)用過高而未盈利。利潤(rùn)凈現(xiàn)值大于零的各密度排名為：M202＞M154＞M204＞M252,這時(shí)的凈現(xiàn)值分別為2841.15、2552.8、961.28、361.21 元 /hm2。

桉樹；能源林；密度；生物量；經(jīng)濟(jì)效益

桉樹是我國(guó)南方重要的速生商品林樹種，因抗性強(qiáng)、耐干旱瘠薄、適應(yīng)性廣、種植容易、萌芽力強(qiáng)、速生高產(chǎn)等特點(diǎn)，是熱帶和亞熱帶荒山瘠地綠化先鋒樹種之一，被聯(lián)合國(guó)糧農(nóng)組織推薦為三大速生造林樹種（桉、松、楊）之一[1]；因此桉樹可作為優(yōu)良的能源樹種，為了有效利用桉樹短周期生物質(zhì)能源林，數(shù)量成熟齡的確立就顯得十分重要，因?yàn)樯殖墒爝@一概念在組織經(jīng)營(yíng)工作特別是組織全面經(jīng)營(yíng)永續(xù)利用的林業(yè)調(diào)查和規(guī)劃設(shè)計(jì)工作中，具有重要意義。只有完成經(jīng)營(yíng)任務(wù)的同時(shí)解決最優(yōu)采伐時(shí)間的問題之后，才能全面地解決森林經(jīng)營(yíng)和利用的重要決策問題[2-3]，更加有效合理的利用生物質(zhì)能源林。本文以9種不同栽培措施的桉樹能源林為材料，探討了超高密度下桉樹能源林的數(shù)量成熟齡以及經(jīng)濟(jì)效益，為桉樹能源林的發(fā)展提供了理論依據(jù)和技術(shù)指導(dǎo)。

1 試驗(yàn)地概況與林分介紹

試驗(yàn)地設(shè)在廣東省湛江市遂溪縣樂民鎮(zhèn)-北坡林場(chǎng)。試驗(yàn)用地共計(jì)6.67 hm2，地理位置東經(jīng) 109°45′，北緯 21°08′，屬北熱帶濕潤(rùn)大區(qū)雷瓊區(qū)北緣，為海洋性季風(fēng)氣候，年平均氣溫23.1℃，極端最低氣溫為1.4～3.6℃，極端最高氣溫38.1℃,年降雨量1 567 mm，5～9月降雨量占全年的85.5%，年相對(duì)濕度80.4%。

試驗(yàn)林為2011年6月20營(yíng)造的尾巨桉無性系DH32-29生物質(zhì)能源林，采用完全隨機(jī)區(qū)組設(shè)計(jì)，設(shè)置9個(gè)密度（見表1），3次重復(fù)，共27塊樣地，每塊樣地共7行，每行167 m長(zhǎng)， 2011年5月21日機(jī)械作業(yè)完成林地清理，挖樹頭并完成機(jī)械全肯整地、開溝（1.5 m、2 m、2.5 m），開溝結(jié)束后將基肥（華揚(yáng)基肥）均勻撒在種植溝內(nèi)，施肥量為750 kg/hm2，施肥后，回土厚＞20 cm。

2 研究方法

2.1 生物量測(cè)定與樣木選擇方法

從2011年9月20日開始，在試驗(yàn)林地的27塊樣地內(nèi)，去除邊緣行邊緣木，各選取30 m2調(diào)查小區(qū)，在27個(gè)調(diào)查小區(qū)內(nèi)分別選取3株平均木，將其伐倒進(jìn)行樹干解析，采用“分層切割法”實(shí)測(cè)樹葉、樹枝、樹干各器官的鮮重，而后各器官分別取500 g樣品帶回實(shí)驗(yàn)室，在80℃下烘干至恒重稱質(zhì)量，求含水率，再根據(jù)各器官的含水率求得各器官的干物質(zhì)質(zhì)量，之后每個(gè)月同一時(shí)間進(jìn)行一次單株生物量測(cè)量。

2.2 經(jīng)濟(jì)評(píng)價(jià)方法

為評(píng)價(jià)試驗(yàn)選取的不同密度短周期能源林經(jīng)

式中，(CI- CO)t為第t年現(xiàn)金流量，其中 CI為現(xiàn)金流入，CO為現(xiàn)金流出；i0為基準(zhǔn)折現(xiàn)率（林業(yè)取6.67%[6]），n為年限壽命，由于本試驗(yàn)為短周期能源林，參試各密度數(shù)量成熟齡集中在11到13個(gè)月，因此經(jīng)濟(jì)效益分析均按一年計(jì)算，只取t=0、1，即將年底現(xiàn)金流量還原到年初，并結(jié)合年初現(xiàn)金流出計(jì)算各密度的經(jīng)濟(jì)效益，各密度桉樹能源林按當(dāng)?shù)仫L(fēng)干后薪材林生物量?jī)r(jià)格計(jì)算，為300元/t；采伐與裝車均由機(jī)械完成費(fèi)用為23元·t-1,由于就近利用，所以運(yùn)輸費(fèi)用不計(jì)；稅收按照國(guó)家規(guī)定的包括特產(chǎn)稅、產(chǎn)品稅及育林基金和更改基金，薪材林按產(chǎn)值的23.5%計(jì)算稅費(fèi)[4]。濟(jì)效益，采用凈現(xiàn)值法，即考慮了資金的時(shí)間價(jià)值，通過折現(xiàn)率把不同時(shí)間點(diǎn)的現(xiàn)金統(tǒng)一到現(xiàn)實(shí)點(diǎn)，當(dāng)凈現(xiàn)值大于等于0時(shí)，方案是經(jīng)濟(jì)合理的；當(dāng)凈現(xiàn)值小于0時(shí)，方案予以否定[4]。凈現(xiàn)值VNPV用如下公式計(jì)算[5]：

3 結(jié)果與分析

3.1 不同密度桉樹能源林生物量積累過程

由表2可知，九種不同參試密度范圍內(nèi)，M2524和M244兩種雙行栽植密度各月生物量均不同程度低于與其密度相近但配置方式不同的M154和M252，說明雙行栽植模式存在較大競(jìng)爭(zhēng)，不適合作為高密度桉樹能源林的密度推廣；除M2524和M244，其他各密度隨著初植密度的增加，生物量逐漸增加，并且高密度與低密度在各個(gè)月存在不同程度顯著差異。其中，M156林分平均干重生物量2月前一直高于M204，從3月開始M204的密度效應(yīng)開始出現(xiàn)，干重生物量超過M156，可能原因在于M156株距為60 cm，大于M204的株距，因此前期較寬松生長(zhǎng)環(huán)境使得M156生物量生長(zhǎng)迅速，但后期隨著各密度林分的郁閉，行距較大的M204密度效應(yīng)逐漸體現(xiàn)，生物量超過M156；從6月開始，密度M254的林分生物量因較大的行距，反超M156。

3.2 不同密度桉樹能源林?jǐn)?shù)量成熟齡的比較分析

經(jīng)典森林經(jīng)理學(xué)把材積的連年生長(zhǎng)量曲線與平均生長(zhǎng)量曲線相交確定為林分的數(shù)量成熟，其林齡即為主伐年齡[3]，但由于本文研究對(duì)象為生物質(zhì)能源林，寄希望于生物量達(dá)到最大化，并且密度非常規(guī)能源林密度標(biāo)準(zhǔn)，因此數(shù)量成熟齡就定義為林分生物量的連月生長(zhǎng)量與平均生長(zhǎng)量的相交點(diǎn)為其主伐年齡。

表2 不同造林密度林分平均干重生物量積累過程Table 2 Cumulative process of average dry weight biomass of stand with different planting densities

圖1 不同密度桉樹能源林生物量連月生長(zhǎng)量與平均生長(zhǎng)量曲線Fig.1 Average growth curves and current month increment of Eucalyptus energy of forest biomass with different planting density

從圖1各密度曲線可以看出，不同密度連年生長(zhǎng)量曲線與平均生長(zhǎng)量曲線存在3個(gè)焦點(diǎn)。因?yàn)檫M(jìn)入12月氣溫下降加上雨量不足，因此生長(zhǎng)量急劇下降，到第2年開春，氣溫回升雨量增加，生長(zhǎng)速度再次上升，因此出現(xiàn)前2個(gè)焦點(diǎn)，但這兩焦點(diǎn)并不是因?yàn)槊芏刃?yīng)所出現(xiàn)的決定數(shù)量成熟齡的焦點(diǎn)，隨著生物量的增加，從五月開始，各密度開始出現(xiàn)第3個(gè)焦點(diǎn)，并且連年生長(zhǎng)量曲線與平均生長(zhǎng)量曲線在出現(xiàn)第3個(gè)焦點(diǎn)后趨于平緩，因此可以確定第3個(gè)焦點(diǎn)是數(shù)量成熟齡的焦點(diǎn)，根據(jù)圖1可知各密度的數(shù)量成熟齡:M156、M204、M252、M244、M2524五個(gè)密度均為11個(gè)月，M152和M254需要12個(gè)月達(dá)到數(shù)量成熟，M154以及M202數(shù)量成熟齡為13個(gè)月。顯然，各密度數(shù)量成熟齡均集中在11到13個(gè)月之間，并未出現(xiàn)明顯規(guī)律，這與陳少雄[7-8]所得結(jié)論“數(shù)量成熟年齡與初植密度成反比,即初植密度越大,到達(dá)數(shù)量成熟的年齡越小”有所不同，可能原因在于本試驗(yàn)所選取密度范圍不同于傳統(tǒng)的密度試驗(yàn)，即使最小密度也存在較大競(jìng)爭(zhēng)，因此本試驗(yàn)參試密度的數(shù)量成熟齡較為集中，如果密度減小，可能會(huì)出現(xiàn)陳少雄所得結(jié)論；如果密度繼續(xù)增加，數(shù)量成熟齡可能減少。

3.3 不同密度桉樹能源林經(jīng)濟(jì)效益分析

3.3.1 不同密度能源林營(yíng)林成本

營(yíng)林成本是指造林前整地、基肥、苗木購(gòu)置和地租費(fèi)用，以及造林后的追肥、撫育等費(fèi)用，詳見表3。

表3 尾葉桉營(yíng)林投資成本Table 3 Investment costs of E. urophylla culture and management with different planting density 元/hm2

3.3.2 不同密度能源林經(jīng)濟(jì)效益

對(duì)一年生尾巨桉9種不同參試密度進(jìn)行利潤(rùn)凈現(xiàn)值計(jì)算（見表4）可知，密度越大，需要苗木越多造林成本也就越大，雖然生物量大，但經(jīng)濟(jì)效益未必最好。表4顯示的各密度利潤(rùn)中，雙行栽植模式的M2524和M254雖然密度較高，但生物量明顯低于密度相近的M154以及M252，并且利潤(rùn)均為負(fù)值。其余各密度中，初植密度較小的M254、M156由于其生物量較小而未盈利；初植密度最大的M152由于苗木及人工費(fèi)用過高而未盈利。利潤(rùn)凈現(xiàn)值大于零的各密度排名為：M202＞M154＞M204＞M252。

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

4 小結(jié)與討論

通過對(duì)9種不同初植密度一年生桉樹能源林生物量調(diào)查及經(jīng)濟(jì)效益分析得到以下結(jié)論:

（1）不同參試密度范圍內(nèi)，M2524和M244兩種雙行栽植密度各月生物量均不同程度低于與其密度相近但配置方式不同的M154和M252，可能原因在于雙行栽植模式較單行模式對(duì)于水分、養(yǎng)分，特別是光照的競(jìng)爭(zhēng)更加積累，經(jīng)濟(jì)效益分析同時(shí)表明其利潤(rùn)均為負(fù)值，說明雙行栽植不適合作為高密度桉樹能源林的密度推廣。

（2）生物量是衡量能源林的主要指標(biāo)之一，本研究中，除雙行栽植模式外其他各密度隨著初植密度的增加，林分干重生物量逐漸增加，并且高密度與低密度在各個(gè)月存在不同程度顯著差異。次年3月開始M204林分干重生物量超過M156，6月開始M156林分干重生物量超過M254，說明在高密度能源林生長(zhǎng)前期株距對(duì)林分生物量累積影響較大；當(dāng)林分基本郁閉后行距產(chǎn)生較大影響。

（3）9種不同初植密度的數(shù)量成熟齡：M156、M204、M252、M244、M2524等5個(gè)密度均為11個(gè)月，M152和M254需要12個(gè)月達(dá)到數(shù)量成熟，M154以及M202數(shù)量成熟齡為13個(gè)月，各密度數(shù)量成熟齡均集中在11到13個(gè)月之間，這與陳少雄[7]所得結(jié)論“數(shù)量成熟年齡與初植密度成反比，即初植密度越大，到達(dá)數(shù)量成熟的年齡越小”的結(jié)論不同，可能原因在于當(dāng)初植密度增加到一定程度是，不同初植密度間的數(shù)量成熟齡差異在減小。

（4）初植密度較小的M254、M156由于其生物量較小而未盈利；初植密度最大的M152由于苗木及人工費(fèi)用過高而未盈利。利潤(rùn)凈現(xiàn)值大于零的各密度排名為：M202＞M154＞M204＞M252。

參試的9種超高密度能源林中有5個(gè)密度在年底時(shí)未見盈利，盈利的密度中M252也只有361.21元/hm2，一旦苗木或者人工等費(fèi)用有所變化就可能虧本，因此為增加各密度盈利，試驗(yàn)應(yīng)結(jié)合合理的追肥與撫育措施，使投資項(xiàng)目具有較強(qiáng)的市場(chǎng)抗風(fēng)險(xiǎn)能力。

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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

桉樹生物質(zhì)能源林高產(chǎn)栽培技術(shù)研究（2011004）

許宇星（1987-），男，山西大同人，碩士研究生，研究方向：生物質(zhì)能源林及熱值研究，E-mail：wsxyx1987@163.com

陳少雄（1965-），男，江西樟樹人，博士，研究員，研究方向：森林培育，E-mail：sxchen01@163.com

[本文編校：羅 列]