楊樹造紙用材林栽植密度與合理采伐年齡的分析

董章凱 ，王 彥 ，姜岳忠 ，竇 霄 ，劉 紅

（1.山東省林木種苗和花卉站，山東 濟南 250014；2.山東省林業(yè)科學研究院，山東 濟南250014）

紙和紙板在國民經(jīng)濟和人民生活中有廣泛的應用，大力發(fā)展闊葉樹速生豐產(chǎn)林，是解決我國造紙用木材原料短缺的有效途徑之一。《造紙用原木》（GB/T 11717-2018）規(guī)定了造紙用原木的適用樹種，楊木是適用樹種之一。楊樹木材色白，纖維素含量較高，楊木制漿可以兼得漿得率、白度和強度，是較好的造紙原料?？茖W營建楊樹造紙用材林，可促進林業(yè)和造紙業(yè)的高質量發(fā)展。

20世紀90年代以后，山東把發(fā)展木材加工業(yè)作為調整產(chǎn)業(yè)結構、振興地方經(jīng)濟、增加農民收入的重要舉措，各地以楊樹木材為原料的木漿造紙等加工企業(yè)發(fā)展迅速，臨沂、菏澤、聊城等地區(qū)都成為重要的楊樹木材加工基地。山東的楊樹用材林由以往培育農村民用材向培育工業(yè)用材轉變。對于楊樹造紙用材林的栽培技術，實行用材林定向培育，即根據(jù)造紙用材的培育目標來選擇適宜的品種、造林密度、采伐年限以及其他的配套栽培技術，以便生產(chǎn)出符合造紙用材的規(guī)格質量要求，適應市場需要的楊樹用材需求。

本文通過測量不同造林密度的楊樹造紙用材林的樹高、胸徑、材積，對林分數(shù)量成熟齡、工藝成熟齡、經(jīng)濟成熟齡進行林分生長過程、森林成熟及采伐年齡的初步分析，確定合理采伐年齡，為提高楊樹造紙用材林的經(jīng)營技術水平提供科學依據(jù)。

1 材料與方法

1.1 材料

以107號楊、108號楊為主栽品種的楊樹造紙用材林為試驗材料，造林地分布在山東濟南、德州、臨沂，造林地立地類型為山東楊樹造紙用材林常見的沙質潮土，造林密度為行株距2m×2m、3m×2m、3m×3m。

1.2 方法

1.2.1 林木生長指標測量

胸徑、樹高、冠幅等指標，采用固定標準地法，每年進行實測。用3株平均標準木法實測標準地蓄積量。

1.2.2 造紙用原木測量

按GB/T 11717-2018的規(guī)定測定。規(guī)格尺寸：檢尺長1m～4m。自2m以上，按0.2m進級，不足2m，按0.1m進級；檢尺徑自4cm以上，4cm～13cm按1cm進級，14cm以上按2cm進級。造紙用原木缺陷限度：邊材腐朽厚度不得超過檢尺徑的25%，心材腐朽腐朽厚度不得超過檢尺徑的65%。材積計算：檢尺徑自14cm以上，按《原木材積表》（GB/T 4814-2013）的規(guī)定執(zhí)行。檢尺徑不足14cm，按《小徑原木》（GB/T 11716-2018）的規(guī)定執(zhí)行。

1.2.3 凈現(xiàn)值法（PNW法）

PNW：凈現(xiàn)值；Rt：t年時貨幣收入；Ct：t年時貨幣支出；t：收入與支出發(fā)生的年份；P：利率或貼現(xiàn)率。

2 結果與分析

2.1 林分蓄積量與數(shù)量成熟齡分析

對3種密度的楊樹用材林進行生長過程分析。行株距2m×2m的林分，6年時的材積平均生長量最大，為 25.429m3/（hm2·a），數(shù)量成熟齡為林齡 6年（表1）；行株距3m×2m的林分，7年時的材積平均生長量最大，為23.683 m3/(hm2·a)，數(shù)量成熟齡為林齡7年（表 2）；行株距3m×3m的林分，8年時的材積平均生長量最大，為21.197 m3/(hm2·a)，數(shù)量成熟齡為林齡8年（表3）。3種密度的林分比較，密度較大的林分數(shù)量成熟齡較低，數(shù)量成熟時的材積平均生長量較高。

表1 107號楊、108號楊用材林生長過程（行株距2m×2m）

表2 107號楊、108號楊用材林生長過程（行株距3m×2m）

2.2 材種出材量與工藝成熟齡分析

對3種密度林分的材種出材量及其平均生長量進行分析比較。行株距2m×2m和行株距3m×2m的林分，只能生產(chǎn)小徑的造紙用原木。株行距2m×2m的林分，6年時造紙用原木的平均生長量最大，為21.147m3/(hm2·a)，工藝成熟齡為林齡 6年 （表4）；株行距3m×2m的林分，7年時造紙用原木的平均生長量最大，為20.217m3/(hm2·a)，工藝成熟齡為林齡7年。2種密度比較，較密的株行距2m×2m的林分，造紙用原木的出材量及其平均生長量較高。這2種密度林分生產(chǎn)的經(jīng)濟用材只有造紙用原木。

表3 107號楊、108號楊用材林生長過程（行株距3m×2m）

表4 107號楊、108號楊用材林的材種出材量（行株距2m×2m）

行株距3m×3m的林分，8年時造紙用原木的平均生長量最大，為17.349m3/(hm2·a)，工藝成熟齡為林齡6年（表6）。當達到數(shù)量成熟齡時，林分平均胸徑已達到16.2cm，已能生產(chǎn)少部分鋸切用原木；林齡繼續(xù)增加，鋸切用原木的出材率也增加。該密度林分的經(jīng)濟用材包括造紙用原木和鋸切用原木，經(jīng)濟用材的工藝成熟齡為林齡8年，經(jīng)濟用材平均生長量18.498m3/(hm2·a)。該密度林分的經(jīng)濟用材出材量低于前2種較密的林分。

表5 107號楊、108號楊用材林的材種出材量（行株距3m×2m）

2.3 經(jīng)濟成熟齡分析

計算3種密度的林分在不同林齡收獲時的凈現(xiàn)值。結果表明：行株距2m×2m的林分，經(jīng)濟成熟齡為林齡7年，比造紙用原木工藝成熟齡晚1年。行株距3m×2m的林分，按6%貼現(xiàn)率的經(jīng)濟成熟齡為林齡8年，比造紙用原木工藝成熟齡晚1年，按8%貼現(xiàn)率的經(jīng)濟成熟齡為林齡7年。行株距3m×3m的林分，按6%貼現(xiàn)率的經(jīng)濟成熟齡為9年，比經(jīng)濟用材工藝成熟齡晚1年，按8%貼現(xiàn)率的經(jīng)濟成熟齡為8年（表 7）。

3 結論與討論

對沙質潮土立地的3種密度楊樹用材林進行木材產(chǎn)量、經(jīng)濟收益和森林成熟齡的分析。用造紙用原木的出材量及其平均生長量為考核指標，以行株距2m×2m的林分較高，行株距3m×2m的林分次之，行株距3m×3m的林分較低。

用3種密度林分達到經(jīng)濟成熟時的凈現(xiàn)值進行比較，以行株距3m×3m的林分較高，行株距3m×2m的林分次之，行株距2m×2m的林分較低。行株距3m×3m的林分，其木材產(chǎn)量較低，但其造林成本較低，間作農作物的產(chǎn)量較高，生產(chǎn)的部分鋸切用原木木材價格較高，因而具有較好的經(jīng)濟收益。而行株距2m×2m的林分，雖然木材產(chǎn)量較高，但其造林成本偏高，間作農作物的產(chǎn)量低，影響了木材收獲時的經(jīng)濟收益。

比較3種密度林分的木材產(chǎn)量和經(jīng)濟收益，若營造專用的造紙用材林，可采用行株距3m×2m和行株距2m×2m；若營造以生產(chǎn)造紙用原木為主，并能生產(chǎn)部分鋸切用原木的兼用用材林，可采用行株距3m×3m，經(jīng)濟效益較高。

綜合考慮3種密度林分的經(jīng)濟成熟齡、工藝成熟齡及數(shù)量成熟齡，行株距2m×2m的林分適宜采伐年齡為6～7年，行株距3m×2m的林分適宜采伐年齡為7～8年，行株距3m×3m的林分適宜采伐年齡為 8～9年。

表6 107號楊、108號楊用材林的材種出材量（行株距3m×3m）

表7 3種密度107號楊、108號楊用材林不同林齡收獲時的凈現(xiàn)值 單位：元/hm2