適度聚集式栽培模式及效益分析

葛秀鵬

(遼寧省國(guó)有喀左縣臥虎溝林場(chǎng)，遼寧喀左122301)

1 提出背景

過往20余年的工作時(shí)間里以生物種群空間格局的研究與抽樣技術(shù)作為研究對(duì)象和方向的，內(nèi)容包括森林昆蟲種群、林木病害分布、油松天然更新格局等。這其中，尤以對(duì)油松毛蟲(Dendrolimustabulaeformis)卵(塊)、越冬幼蟲、5齡幼蟲和蛹種群空間格局和抽樣技術(shù)的研究所投入的精力最多，提出種群空間格局研究的“Z-V模型”“La-M冪法則模型”“零頻率新方法”和“物極必反生態(tài)學(xué)原理”，張連翔等[1]在《昆蟲種群空間格局理論與應(yīng)用》中對(duì)傳統(tǒng)栽培模式(規(guī)則的株行距的均勻分布格局)提出了質(zhì)疑和新方法。

通過多年以來對(duì)動(dòng)植物種群空間分布格局的持續(xù)系統(tǒng)研究，研究認(rèn)為自然界的生物種群皆經(jīng)受著某種程度的擁擠，之所以首選“聚集”，是因?yàn)榫奂鶐淼暮锰幈囟ㄟh(yuǎn)遠(yuǎn)大于其負(fù)面效應(yīng)。亦即是說：種群個(gè)體間保持間隔，雖然可以減少對(duì)需求生存的競(jìng)爭(zhēng)，但也失去合作所帶來的優(yōu)點(diǎn)。故此認(rèn)為種群的空間格局是一個(gè)物種表現(xiàn)在種群水平上的最優(yōu)的生態(tài)對(duì)策和進(jìn)化對(duì)策，是一種混合的“ESS”(Evolutionarily Stable Strategy，演化穩(wěn)定策略)。按照物極必反原理[2]和系統(tǒng)思想和，高度聚集型格局和均勻型格局并非屬于不同的范疇，而是一個(gè)整體的兩端。所以說，在一個(gè)穩(wěn)定的系統(tǒng)里，各種生物種群總是保持著適度的擁擠而不選擇“兩端”，否則必定另有緣故。那么問題來了，為什么人工造林時(shí)總是人為地設(shè)計(jì)成均勻格局的規(guī)則株行距呢？顯然是違背自然規(guī)律的，至少有不合理性存在。正是受此啟發(fā)，提出了質(zhì)疑暨“適度聚集式栽培”模式，可以促長(zhǎng)(增產(chǎn))和整體抗逆效果。與此同時(shí)，推斷出該現(xiàn)象可能廣泛存在于單種作物栽培之中，對(duì)傳統(tǒng)均勻格局亦即規(guī)則株行距的老舊模式創(chuàng)新，科學(xué)研究善于發(fā)現(xiàn)自然規(guī)律。

需要指出的是適度聚集式栽培模式的優(yōu)點(diǎn)不僅僅是促長(zhǎng)和增產(chǎn)，研究發(fā)現(xiàn)，還具有防風(fēng)(風(fēng)折風(fēng)倒)、防雪壓、防沙固土、防病蟲，以及便于營(yíng)造混交林(不同樹種大穴狀混交栽植)、降低造林成本和提高成活率(把有限的分散資源集中投入到少數(shù)大穴中)、有利于發(fā)揮根蘗性強(qiáng)的樹種的“種性”擴(kuò)繁種群、有益于充分借助自然力培育近自然林業(yè)、延長(zhǎng)林下間作年限等。

自1998年首次提出適度聚集式栽培模式以來，已先后在楊樹團(tuán)狀造林、樟子松一穴雙株栽植、刺槐一穴多株試驗(yàn)、沙棘適度聚集式扦插，以及玉米一穴3株栽培等農(nóng)林業(yè)多領(lǐng)域進(jìn)行試驗(yàn)，并在楊樹伐根技術(shù)中得到實(shí)際應(yīng)用。

2 節(jié)本增效分析

以與楊樹伐根覆土萌芽更新適度聚集培育適度聚集培育的比較為例，傳統(tǒng)單株規(guī)則株行距均勻配置模式的做法(過程)如下：楊樹采伐后，用鉤機(jī)鉤除伐根，然后用鏟車平整土地，確定好株行距人工定點(diǎn)后，再用鉤機(jī)挖穴。整個(gè)整地過程每畝地的費(fèi)用合計(jì)約為300元。栽植作業(yè)按每畝植苗41株(株行距3.0 m×5.4 m)計(jì)，苗木款+(澆水+覆土+覆膜)費(fèi)用約為200元/畝。即整地+栽植的總費(fèi)用為500元/畝。而改用伐根覆土萌芽更新適度聚集培育方法，只需要花費(fèi)2次覆土的費(fèi)用(每畝合計(jì)100元)，經(jīng)營(yíng)管理階段的適度聚集培育和均勻配置模式花費(fèi)相近，在防治病蟲害以及防風(fēng)折風(fēng)倒和雪壓方面的費(fèi)用，通常要比均勻配置模式節(jié)省200元/畝左右。綜上，整地、定植至整個(gè)培育過程結(jié)束，適度聚集培育可節(jié)省費(fèi)用為600元/畝。此為適度聚集培育節(jié)省成本的費(fèi)用。

增效方面，適度聚集培育能提高木材生長(zhǎng)量(蓄積)20%以上，以及延長(zhǎng)林下間作期限3 a的效益。在遼西北地區(qū)，楊樹每畝年均生長(zhǎng)按1m3計(jì)，則1個(gè)輪伐期15a共可收獲木材15 m3，15 m3×20%=3 m3。按2020年楊木價(jià)格最低價(jià)650元/ m3計(jì)，畝增效1300元。林下間作純收益按每畝每年500元計(jì)，延長(zhǎng)3 a可獲益1500元。兩項(xiàng)合計(jì)增效2800元/畝。節(jié)本+增效=600+2800=3400元/畝。此為適度聚集培育總增益值。22年間，在試驗(yàn)研究過程中，累積推廣應(yīng)用楊樹更新適度聚集培育9000畝以上，僅此一項(xiàng)共獲直接經(jīng)濟(jì)效益3060萬元。

3 適度聚集式栽培模式特點(diǎn)

(1)適度聚集式栽培模式的是對(duì)沿用數(shù)千年的傳統(tǒng)單株規(guī)則株行距(均勻格局)是一項(xiàng)重要技術(shù)創(chuàng)新；(2)有利于借助自然力培育近自然林業(yè)，推行“全生態(tài)經(jīng)營(yíng)”，實(shí)現(xiàn)可持續(xù)發(fā)展。為單種作物栽培開創(chuàng)一條降本亦能增效的新路子；(3)對(duì)于商品林，新模式的主要作用是“增產(chǎn)”，倘能結(jié)合南北行配置以更好地利用光能，預(yù)計(jì)其增產(chǎn)幅度將會(huì)有進(jìn)一步提高，注意頂角朝南。還可延長(zhǎng)林下間作年限，帶來額外收益；(4)對(duì)于生態(tài)林進(jìn)行大穴混交，特別是那些根蘗性強(qiáng)的樹種尤其適合采用；(5)對(duì)于防護(hù)林(含海防護(hù)岸林和防風(fēng)固沙林)，建議采用三角形配置，頂角務(wù)必朝向來風(fēng)、來水和來沙方向，加上團(tuán)內(nèi)多株根系間的密接，根系的“把持力”顯著加大，可同時(shí)增強(qiáng)防風(fēng)固沙、防水沖刷能力。(6)對(duì)于園林綠化樹木，新模式可顯著提升喬灌草各層間的透光度，增強(qiáng)自然美感，同時(shí)提高抗風(fēng)折風(fēng)倒和抗雪壓、抗病蟲能力；(7)適度聚集式栽培模式之所以能提高成活率，是因?yàn)榘讯帱c(diǎn)分散的資源集中投入到了少數(shù)大穴中去，降低病蟲害的發(fā)生。

4 結(jié)論

通過歷時(shí)22 a的研究探索，證明該模式在農(nóng)業(yè)領(lǐng)域具有普適性，不僅能夠獲得高產(chǎn)、提高成活率，而且能夠抵御病蟲危害、抗風(fēng)沙風(fēng)折風(fēng)倒、抗雪壓、固持水土，且能大幅降低栽植和經(jīng)管成本。可提高栽培作物經(jīng)濟(jì)產(chǎn)量20%以上，降低管理成本50%，使商品林林下間作年限至少延長(zhǎng)3 a以上。累積試驗(yàn)推廣面積23100畝，經(jīng)濟(jì)生態(tài)社會(huì)效益顯著。這其中，尤以楊樹伐根覆土萌芽更新適度聚集培育適度聚集培育、配套施行大穴混交營(yíng)造生態(tài)林抗旱?；钆涮准夹g(shù)最為成熟。實(shí)踐證明，適度聚集式栽培模式有利于近自然農(nóng)林業(yè)發(fā)展，推行“全生態(tài)經(jīng)營(yíng)”，實(shí)現(xiàn)可持續(xù)發(fā)展。技術(shù)推廣過程中先后發(fā)表學(xué)術(shù)論文12篇，出版學(xué)術(shù)著作3部，制定省級(jí)地方標(biāo)準(zhǔn)1項(xiàng)，應(yīng)邀作學(xué)術(shù)報(bào)告8次，培訓(xùn)基層林農(nóng)1000余人。

根據(jù)“物極必反”生態(tài)學(xué)原理[2]，通過持續(xù)多年對(duì)自然界動(dòng)植物種群空間格局的系統(tǒng)研究及“種性”辨析，提出適度聚集式栽培模式，既有理論依據(jù)，又有實(shí)用價(jià)值，打破了傳統(tǒng)單株規(guī)則株行距均勻配置的老舊栽培技法，具有新穎性、先進(jìn)性、適用性和成熟度。新模式技術(shù)簡(jiǎn)單，具有“輕簡(jiǎn)化”特點(diǎn)，在林草業(yè)、農(nóng)牧業(yè)、園藝、園林等“大農(nóng)業(yè)”諸行業(yè)皆展現(xiàn)出廣闊的推廣應(yīng)用前景。