湖北省人工商品林综合质效及提质增效典型经营模式研究

来源 :华中农业大学 | 被引量 : 0次 | 上传用户:mikewu
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人工商品林作为森林分类经营的主要类型,其发展对于保证木材生态安全、保护天然林、发挥森林生态系统服务功能和促进林业可持续发展有着极其重要的作用。随着一系列林业工程与政策的实施,中国人工林面积稳居全球第一位,人工商品林的建设也不断推进。然而我国人工商品林依然存在经营管理粗放、林分生产力低、综合效益不高等问题,因此急需对人工商品林进行提质增效的经营管理。本研究利用湖北省2019年森林资源二类调查数据,在湖北省人工商品林资源分析的基础上,应用层次分析法构建指标体系,对湖北省人工商品林综合质效水平进行评价;并通过评价指标的主成分分析划分出低质低效人工商品林的类型,调查评价了湖北省人工商品林提质增效典型经营模式的综合效益,提出了不同低质低效人工商品林类型的提质增效适宜模式与关键技术,以期为湖北省人工商品林经营管理提供技术支撑。主要研究结果如下:(1)湖北省人工商品林的面积为280.39万hm~2,蓄积量为12265.99万m~3。其中用材林的面积为214.61万hm~2,蓄积量为12159.41万m~3;经济林的面积为61.82万hm~2,蓄积量为45.96万m~3;湖北省人工商品林以用材林经营为主(面积占比76.54%),经济林次之(面积占比22.05%),能源林面积最小(占比1.41%)。人工用材林和能源林在黄冈市的分布面积占比最大(13.79%),在鄂州市的分布面积占比最小(0.45%);经济林在宜昌市的分布面积占比最大(27.85%),在鄂州市的分布面积占比最小(0.28%);可见湖北省人工商品林在不同行政区的分布不均匀且差异较大。以多目的利用为经营目标的人工商品林面积为121.08万hm~2,占比43.18%,蓄积量为6270.14万m~3,占比51.12%,表明湖北省人工商品林经营类型丰富。人工商品林林地保护等级为Ⅳ级的林地面积占比最大(61.46%),但超过20%的林地未明确规划保护等级,需进一步加强林地管理。人工商品林中乔木林面积占比66.49%,疏林地、灌木林地及未成林地总面积占比超过20%,说明人工商品林的发展整体还有较大提升空间。湖北省人工商品林多为纯林,其中马尾松、杨类、栎类、杉木、柑桔、竹类、板栗、茶叶、核桃的总面积占比超过50%,表明湖北省对这些树种的经营需求较大。湖北省人工用材林和能源林中,幼龄林的面积占人工商品林总面积的比例最大(37.5%),中龄林的面积占比次之(20.62%);经济林中,盛产期的林分面积占人工商品林总面积的比例最大(13.11%),表明用材林和能源林目前整体生产力不高,经济林的生产力相对较高,他们大都处于经营管理的关键时期。(2)应用层次分析法得出的人工商品林综合质效评价指标权重显示,用材林和能源林评价目标层中林分质量的权重(0.729)远大于林分效益的权重(0.271),表明林分质量对用材林和能源林综合质效的影响更大;准则层中林分状态的权重(0.539)最大,对综合质效的影响最大;指标层中平均胸径(0.206)、平均树高(0.160)、群落结构完整性(0.100)、乔木每公顷蓄积(0.144)的权重均达到0.1,说明这些指标是提升用材林和能源林综合质效的关键指标。经济林评价的目标层中林分质量(0.692)比林分效益(0.308)的权重大,表明林分质量对经济林综合质效的影响更大;准则层中林分状态的权重(0.470)最大,对综合效益影响最明显;指标层中植被总盖度(0.298)、每公顷株数(0.172)、经济林生产期(0.189)的权重相对较大,均超过0.1,可见这些指标是经济林综合质效提升潜力的关键指标。(3)湖北省人工商品林综合质效评价结果显示,综合质效指数为低等级和极低等级的小班数量和面积占比均超过35%,综合质效指数为一般等级的小班数量和面积占比分别为26.59%和29.91%,综合质效指数为高等级和较高等级的小班数量和面积占比分别为34.89%和34.35%,表明湖北省人工商品林综合质效整体水平一般,提升空间较大。综合质效指数为高等级的人工商品林大多分布在湖北中部平原地区,高质效林分分布不均匀。用材林的综合质效指数、林分质量指数、林分效益指数为低等级和极低等级的小班数量和面积占比分别为40.42%和37.45%、36.62%和35.85%、57.88%和52.99%;经济林的综合质效指数、林分质量指数、林分效益指数为低等级和极低等级的小班数量和面积占比分别为32.68%和29.66%、23.29%和22.73%、41.11和37.34%,说明湖北省经济林比用材林和能源林的综合质效水平稍高,但这3类林种的整体综合质效水平均不高。从指标层看,用材林和能源林的评价指标中,每公顷株数、灌木盖度、草本盖度、龄组等级、腐殖质层厚度、乔木每公顷蓄积、平均胸径为低等级和极低等级的小班数量和面积占比均超过了50%;经济林的评价指标中,平均年龄、腐殖质层厚度、土层厚度、每公顷株数、草本盖度为低等级和极低等级的小班数量和面积占比均超过70%。可见湖北省人工商品林林木生长不良、植被盖度较低、林分密度不合理、土壤条件较差,这些问题是湖北省人工商品林提质增效应解决的关键技术问题。(4)湖北省人工商品林综合质效评价指标的主成分分析结果显示,用材林和能源林评价指标的第一主成分中平均胸径、平均树高、乔木每公顷蓄积与龄组等级的载荷值较大,反映了林木生长状况;第二主成分中群落结构完整性、灌木盖度的载荷值较大,反映了林分的结构特征;第三主成分中草本盖度、坡位和林地交通区位等级相较于其他因子的载荷值较大,主要反映了林分的立地条件;第四主成分中土层厚度与腐殖质厚度的载荷值较大,反映了林分的土壤肥力;第五主成分中每公顷株数与郁闭度的载荷值较大,反映了林分的密度特征。经济林评价指标的第一主成分中灌木盖度、经济林生产期、平均年龄、植被总盖度和每公顷株数的载荷值较大,主要反映了林木生长与林分状况;第二主成分中坡度级的载荷值较大,反映了林分的立地条件;第三主成分中草本盖度和植被总盖度的载荷值较大,反映了林分的垂直结构;第四主成分中腐殖质厚度和土层厚度的载荷值较大,反映了林分的土壤肥力;第五主成分中每公顷株数的载荷值较大,反映了林分的密度特征。结合湖北省人工商品林综合质效评价结果及提质增效关键指标,可将湖北省人工商品林划分为5个低质低效类型:林木生长不良型、群落结构不良型、立地条件不良型、土壤肥力不良型、林分密度不良型。(5)湖北省人工商品林提质增效典型经营模式的综合质效评价表明,用材林典型经营模式综合质效指数由高到低依次排序为:幼龄杨树林模式中杨树-芥菜、杨树-西蓝花>杨树-玉米>杨树-小麦、杨树-油菜>杨树幼龄纯林,中龄杨树林模式中杨树-养鸡>杨树纯林;马尾松林模式中多珍贵树种改造模式>马尾松-楠木>马尾松林下养殖狩猎模式>马尾松-三角枫>近自然改造模式>马尾松-油茶>马尾松-茶花>马尾松纯林;杉木林模式中杉木多珍贵树种改造模式>杉木-楠木>杉木-杜鹃>杉木-枫香>杉木纯林。经济林典型经营模式综合质效指数由高到低依次排序为:核桃林模式中核桃-绿化苗木>核桃-养鸡>核桃-混合苗木>核桃-银杏苗>核桃-枇杷苗>纯核桃林;柑桔园模式中疏植柑桔>柑桔-红薯>柑桔-油菜>柑桔-芝麻、柑桔-花生>密植柑桔园;茶园模式中茶-玉米间作>茶-杉间作、茶-梨间作>茶-栗间作>茶-泡桐间作>密植纯茶园。板栗林模式中板栗-射干>板栗-苍术>板栗-油菜>板栗-黄精>板栗-牧草-养殖复合模式>板栗-茶叶>板栗“四改”模式>板栗-黄花>高密板栗纯林。可见这些经营模式相对纯林模式均有提质增效的效果。用材林提质增效典型经营模式的综合质效指数相对纯林平均增幅为14.13%,其中马尾松林的平均增幅最大(17.34%)、杉木林次之(17.04%)、杨树林最小(8.44%),马尾松林的提质增效典型经营模式的整体效果最好;经济林提质增效典型经营模式的综合质效指数相对纯林平均增幅为9.31%,其中核桃林的平均增幅最大(11.98%)、板栗林次之(10.98%)、茶园(9.46%)、柑桔园最小(3.83%),核桃林提质增效典型经营模式的效果最好,柑桔园的效果不明显。(6)根据湖北省人工商品林提质增效显著的典型经营模式特点以及林下种养种类和经营管理措施的差异,可将其划分为7个类型。其中,林粮(油)模式可明显促进用材林的平均胸径和平均树高生长,增加林分蓄积,提高经济林的社会经济效益,一定程度提升农户经济收益,缓解退耕还林政策下的林农争地的矛盾;林苗(花)模式通过增加林下灌木盖度,改善林分结构,增加了林分的稳定性,能最大程度地提升用材林的社会经济效益,并显著增加经济林的就业机会,提质增效收益也相对较高。林菜模式能增加林下草本盖度,通过施肥对腐殖质层厚度和土壤肥力状况有很大的程度的改善,有效促进用材林的平均胸径与平均树高生长,显著增加经济林的收益与就业机会;林药模式通过短期种植中药材实现以短养长,不仅能大幅度地提高经济林的收益和就业机会,也可在一定程度上增加草本盖度和腐殖质层厚度。林茶模式可较明显地增加用材林和经济林的灌木盖度、腐殖质层厚度和土层厚度,从而减少水土流失,改善立地条件,增加生态效益。林下养殖复合模式可以不受立地条件限制,在各种立地类型的林地养殖禽畜,种植牧草能在一定程度上增加用材林和经济林的腐殖质层厚度,并显著提高经济林的草本盖度。疏伐补植综合改造模式可有效改善用材林林分郁闭状况,合理调整用材林和经济林的林分密度,增加群落的稳定性。(7)根据经营模式类型的经营目标与特点,提出了湖北省各低质低效人工商品林类型适宜的提质增效经营模式及关键技术。(1)林木生长不良型低质低效人工商品林适宜模式为林粮(油)模式和林菜模式。其中,林粮(油)模式的关键经营技术包括通过合理的深耕、施肥、轮作、调整林木株行距等措施使林木与农作物共同生长相互促进等;林菜模式的关键经营技术包括根据林下光照强度及其季节性变化合理选择种植的蔬菜品种等。(2)群落结构不良型低质低效人工商品林适宜模式为林苗(花)模式,关键经营技术包括需根据市场需求以及适地适树的原则选择合适的且生长较慢苗木培育品种等。(3)立地条件不良型低质低效人工商品林适宜模式为林茶模式和林下养殖复合模式。其中,林茶模式的关键经营技术包括对坡地进行合理的坡改梯、控制林木株行距与茶床的间距等;林下养殖复合模式的关键经营技术包括合理控制放养禽畜的密度,防止造成环境污染等。(4)土壤肥力不良型低质低效人工商品林适宜模式为林药模式,该模式的关键经营技术包括根据市场的需求确定种植品种及面积,需对土壤进行改良以适应不同药材生长等。(5)林分密度不良型低质低效人工商品林适宜模式为疏伐补植综合改造模式,关键经营技术包括合理控制疏伐强度、遵循适地适树原则进行补种等。
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