一种杉木超短周期小径材造林方法

技术领域

本发明属于人工造林技术领域，具体而言，涉及一种杉木高效与定向造林方法，尤其涉及一种以小径材为培育目标和超短轮伐期经营的杉木造林方法。

背景技术

杉木(Cunninghamia lanceolata(Lamb.)Hook.)是我国长江流域、秦岭以南地区栽培最广、生长快、经济价值高的重要优质针叶用材树种。杉木木材黄白色，有时心材带淡红褐色，质较软，细致，有香气，纹理直，易加工，耐腐力强，供建筑、桥梁、造船、矿柱、木桩、电杆、家具及木纤维工业原料等用。

由于区域分布和水热条件限制，不同区域杉木栽培模式和经济效益有较大差异。按照我国林业行业标准《杉木速生丰产用材林》(LY/T 1384-2007)，湖北地处北亚热带杉木边缘产区，即杉木Ⅱ类栽培区，其20年生长量指标平均胸径14cm以上，平均每亩材积年生长量0.6m

随着社会经济发展和生活水平提升，木材市场供需矛盾更为突出，木材需求更加多元化，杉木小径材在园林绿化支柱、民用建房椽柱、装饰材料和指接板加工原料等方面存在较大的市场潜力。针对湖北省杉木人工林培育目标不明确、造林技术不配套以及生产力低下等问题，在对立地选择、造林密度、主伐年龄等各经营要素调查研究的基础上，本发明提出了适合湖北区域气候特征、具有地域特色、类似农作物种植的杉木超短周期高效栽培技术与经营模式，对提升非中心产区杉木人工林经营效益具有积极意义。

发明内容

本发明的目的是针对湖北地处杉木北缘产区，由于水热及土壤条件的限制，在杉木栽培过程存在前期生长较快、中后期生长较慢，单位面积产量及效益不高，难以培育大径材等让诸多现实问题，提供一种利用杉木前期生长快、通过增大造林密度提高单位面积产量，缩短培育周期、且只进行前两年幼林管护而不经过间伐抚育降低经营成本，以培育小径材为目标的高效造林方法。

为了实现本发明的技术目的，发明人通过大量试验研究并不懈探索，最终获得了如下技术方案：一种杉木超短周期小径材造林方法，该方法包括造林地选择、苗木规格、林地准备、栽植技术、抚育管理和主伐处理，具体操作步骤如下：

(1)林地选择

选择宜林荒山荒地、疏林地、采伐迹地或退耕还林地，选择花岗岩、片麻岩、板岩、砂岩或页岩风化和发育的土壤，土层厚度60cm以上，土壤疏松湿润，排水良好；

(2)苗木规格

选用1年生实生苗或扦插苗造林，苗木规格要达到Ⅰ级苗标准，地径0.5cm、苗高30cm以上，顶芽饱满；

(3)林地准备

造林前一年冬季，砍除杂灌并清理干净，全垦整地，深度50cm～60cm，清除树根和碎石；造林前耕耙1～2次，挖30cm×30cm×30cm栽植穴，每穴施50g～100g腐熟有机肥或20g～50g复合肥，并回土拌匀；

(4)栽植技术

在冬末春初，苗木萌动前完成造林；造林株行距1.2m×1.4m～1.2m×1.8m，造林时苗木随起随栽，起运过程注意保湿，栽植前对苗木过长的根系进行修剪，植苗时做到苗干直立，根系舒展，深栽，深度为苗高的1/3～1/2，分层覆土压实，上层覆松土，略高于地面，造林后1个月内每隔10d对造林地进行检查，及时补植缺株或死株；

(5)抚育管理

造林后第1～3年每年抚育2次，分别在5月～6月和8月～9月进行，包括除草、割灌、扶正、除萌、松土，松土深度10cm～20cm；造林第1～2年间作矮杆作物，造林第2～3年每年施肥1次，结合松土沟施肥，每株施复合肥30g～50g，林分郁闭后开始自然整枝，于秋冬贴近树干修剪下层老弱枝条；

(6)主伐

林龄8～10年时，当林分中胸径≥10cm的单株超过总株数的50％时进行主伐。

进一步优选地，如上所述杉木超短周期小径材造林方法，其中选择的林地以海拔800m以下的低山丘陵，或坡度＜15°的缓坡地，或山洼、谷底、山坡的中下部为宜，坡向为阴坡和半阴坡，不选择风口处。

进一步优选地，如上所述杉木超短周期小径材造林方法，其中所述的实生苗以容器苗为宜。

进一步优选地，如上所述杉木超短周期小径材造林方法，其中栽植的时间为冬末春初的雨后阴天。

进一步优选地，如上所述杉木超短周期小径材造林方法，进一步优选地，如上所述的矮杆作物为西瓜或豆类。

在国家重点研发计划任务“湖北杉木速生材高效培育技术研究”(任务编号：2016YFD0600302-4)的支持下，本发明人通过对多年营建的造林密度300～400株/亩的杉木短周期小径材培育模式人工林的研究，10年生时林分平均胸径、树高分别为9.9cm、9.3m，达到林业行业标准同龄生长量指标并分别超过的22.2％和47.6％。如果以径级8cm～12cm小径材为培育目标，选择立地指数16m～20m的立地，按造林密度350株/亩～500株/亩，10a主伐可获得300株/亩～400株/亩小径材立木，约占林分总株数的80％以上。尽管随着林分密度的加大或者主伐年龄的增加可获得更多的中小径材立木，但其增幅较小且逐渐减弱，而更大比例地增加了6cm以下无用材立木，且存在更早出现林木自然稀疏的风险，可能会造成较多数量的枯死木、无用材等损耗，以及土壤肥力的过度消耗，不利于经营效益的提高及其可持续发展。综合而言，选择立地指数14m以上的立地营造短周期小径材培育林，可按初植密度400株/亩左右、10年主伐的经营模式，其8cm径级以上的立木株数可达350株/亩以上。

与杉木速生丰产林栽培标准或常规杉木经营模式相比，本发明的主要技术优点在于：(1)高密度造林，将造林密度提高1.5倍左右，可充分利用土地资源，提高单位面积产量；(2)超短轮伐期，将主伐年龄缩短一半左右，既能控制林分密度过高造成林木激烈竞争而发生自然枯死现象，又可在常规经营周期内进行2次连作或轮作，可成倍提高林地生产力和经营效益；(3)无需进行间伐，只需对造林后1～3年进行幼林管护，3～4年时林分即可完全郁闭并进行自然竞争状态，直到开始发生林木自然稀疏前即进行主伐，降低间伐等经营成本。(4)本发明具有显著的经济效益，按培育周期8～10年计，平均每亩投入2563元，林分木材收益9906元，2年农作物间作收益2000元，总计收入9343元，其中林农现金收入8739元，平均每年收入1092元。按推广造林20万亩计，累计可创收18亿元。

总之，如果将本发明大规模应用于实践，可实现资源增量、林业增效、农民增收的现实目标，对推动相关产业发展、精准扶贫、振兴地域经济具有积极意义。随着本发明的推广示范，近年来不断有村民承包荒山，不断有外出务工者回乡投资，植树造林，如阳新某村“绿色资产”在500万元以上的杉木产业大户有3家，百万元以上的有30多家，五年来全村新增造林面积15500多亩，村内宜林荒山荒地已全部造林绿化，种上了杉木，林木绿化率达到78.46％。

具体实施方式

以下是本发明涉及的具体实施例，对本发明的技术方案做进一步作描述，但是本发明的保护范围并不限于这些实施例。凡是不背离本发明构思的改变或等同替代均包括在本发明的保护范围之内。

本发明涉及的杉木超短周期小径材造林方法，包括造林地选择、苗木规格、林地准备、栽植技术、抚育管理和主伐等处理，该方法的具体操作步骤如下：

1、造林地选择

选择宜林荒山荒地或疏林地、采伐迹地、退耕还林地等。海拔800m以下的低山丘陵，坡度＜15°的缓坡地，或山洼、谷底、山坡的中下部，坡向以阴坡和半阴坡为宜，不宜选择风口处。选择花岗岩、片麻岩、板岩、砂岩、页岩等风化和发育的土壤，土层厚度60cm以上，土壤疏松湿润，排水良好。

2、苗木规格

选择适宜本区域栽培并通过审(认)定的优良种源、种子园、家系种子以及优良无性系。选用1年生实生苗或扦插苗造林，苗木规格要达到Ⅰ级苗标准，地径0.5cm、苗高30cm以上，顶芽饱满，推荐使用容器苗造林。

3、林地准备

造林前一年冬季砍除杂灌并清理干净。采用机耕全垦整地，深度50cm～60cm，清除树根和碎石，造林前耕耙1～2次。挖30cm×30cm×30cm栽植穴，每穴施50g～100g腐熟有机肥或20g～50g复合肥，并回土拌匀。

4、栽植技术

冬末春初，雨后阴天栽植为宜，苗木萌动前完成造林。造林株行距1.2m×1.4m～1.2m×1.8m(300株/亩～400株/亩)。造林时苗木随起随栽，起运过程注意保湿。栽植前对苗木过长的根系进行适当修剪，植苗时做到苗干直立，根系舒展，适当深栽(深度为苗高的1/3～1/2)，分层覆土压实，上层覆松土，略高于地面。容器苗栽植时保证根团不破损。造林后1个月内每隔10d对造林地进行检查，及时补植缺株或死株。

5、抚育管理

造林后第1～3年每年抚育2次，分别在5月～6月和8月～9月进行，包括除草、割灌、扶正、除萌等。松土深度10cm～20cm。造林第1～2年可间作西瓜、豆类等矮杆作物。造林第2～3年每年施肥1次，结合松土沟施，每株施复合肥30g～50g。林分郁闭后开始自然整枝时于秋冬贴近树干修剪下层老弱枝条。

6、主伐

林龄8～10年时，当林分中胸径≥10cm的单株超过总株数的50％时即可进行主伐。

实施例1：

咸宁市贺胜桥镇花坪村某农户营造小径材培育林10亩，地理位置E114°24′02.215″N29°58′20.873″，海拔46m，东北坡，坡度＜3°，土壤为棕红壤，土壤深度＞80cm，造林地为杉木砍伐迹地，2009年冬季机械全垦整地，整地深度＞60cm，全面清除树蔸及杂灌。2010年春季造林时再机械浅耕一次，深度20cm，人工挖穴30cm×30cm×30cm，每穴施50g～100g腐熟有机肥或20g～50g复合肥，并回土拌匀。2009年3月购买1年生杉木实生苗造林，造林株行距1.2m×1.6m(350株/亩)。栽植前对苗木过长的根系进行适当修剪，植苗时做到苗干直立，根系舒展，适当深栽(深度为苗高的1/3～1/2)，分层覆土压实，上层覆松土，略高于地面。造林后1个月内每隔10d对造林地进行检查，及时补植缺株或死株。造林第1、2年分别间作西瓜和黄豆，以耕代抚，结合间作分别在5月～6月和8月～9月进行除草、割灌、扶正、除萌等幼林抚育。造林第2～3年每年于冬季或早春施肥1次，结合松土沟施，每株施复合肥30g～50g。2018年10月主伐，林分平均胸径10.6cm，平均树高10.0m，共采伐原木数量3230根，林分保存率93％，其中直径8cm以下的160根，8～10cm的1020根，10～12cm的1160根，12cm以上的890根。前2年间作收入按每年每亩1000元计，8cm以上按35元/根计，木材收入107450元，共计收益108450元，经营投入包括种苗、肥料等材料费，林地清理、整地、等机械租用费、栽植、抚育等用工费，累计23200元，共计纯收入85250元，折合每年纯收入8525元。

实施例2：

咸宁市贺胜桥镇黎首寺村江里头组某农户营造小径材培育林12亩，地理位置E114°22′59.038″E30°00′19.887″，海拔30m，西南坡，坡度＜4°，土壤为棕红壤，土壤深度＞80cm，造林地为杉木砍伐迹地，2008年冬季机械全垦整地，整地深度＞60cm，全面清除树蔸及杂灌。2009年春季造林时再机械浅耕一次，深度20cm，人工挖穴30cm×30cm×30cm，每穴施50g～100g腐熟有机肥或20g～50g复合肥，并回土拌匀。2010年2月购买1年生杉木实生苗造林，造林株行距1.2m×1.7m(330株/亩)。栽植前对苗木过长的根系进行适当修剪，植苗时做到苗干直立，根系舒展，适当深栽(深度为苗高的1/3～1/2)，分层覆土压实，上层覆松土，略高于地面。造林后1个月内每隔10d对造林地进行检查，及时补植缺株或死株。造林第1、2年连续两年间作西瓜，以耕代抚，结合间作分别在5月～6月和8月～9月进行除草、割灌、扶正、除萌等幼林抚育。造林第2～3年每年于冬季或早春施肥1次，结合松土沟施，每株施复合肥30g～50g。2019年11月主伐，林分平均胸径10.7cm，平均树高10.5m，共采伐原木数量3852根，林分保存率97％，其中直径8cm以下的540根，8～10cm的1032根，10～12cm的1176根，12cm以上的1104根。第1年间作收入14400元，第2年间作收入12000元，8cm以上按35元/根计，木材收入115920元，共计收益142320元，经营投入包括种苗、肥料等材料费，林地清理、整地、等机械租用费、栽植、抚育等用工费，累计31350元，共计纯收入110970元，折合每年每亩纯收入840.7元。

实施例3：

黄石市阳新县枫林镇五合村某农户，通过本村集体流转荒山荒地，从2005年到2012年每年营造高密度小径材培育林300～500亩，累计种植38万株杉木，已于2016年进入轮伐期从而走上收益阶段。选择在其中120亩集中成片的林地中设置标准地进行生长情况调查，标准地地理位置29.692876N，115.29667726E，海拔194m，西坡，坡度5°～8°，土壤为棕红壤，土壤深度＞80cm，造林地荒山，2008年冬季机械全垦整地，整地深度＞60cm，全面清除杂灌。2009年春季造林时再机械浅耕一次，深度20cm，人工挖穴30cm×30cm×30cm，每穴施50g～100g腐熟有机肥或20g～50g复合肥，并回土拌匀。2009年3月用1年生杉木实生苗造林，造林株行距1.3m×1.6m(320株/亩)。栽植前对苗木过长的根系进行适当修剪，植苗时做到苗干直立，根系舒展，适当深栽(深度为苗高的1/3～1/2)，分层覆土压实，上层覆松土，略高于地面。造林后1个月内每隔10d对造林地进行检查，及时补植缺株或死株。造林第1年间作西瓜，以耕代抚，结合间作分别在5月～6月和8月～9月进行除草、割灌、扶正、除萌等幼林抚育，第2年按常规进行抚育管理。造林第2～3年每年于冬季或早春施肥1次，结合松土沟施，每株施复合肥30g～50g。2017年11月调查时林分平均胸径10.5cm，平均树高9.8m，每亩保存株数296株，林分保存率92.5％，其中直径8cm以上的立木株数占比84.6％，按30元/根计，每亩木材收入7512元，整片林地收入90余万元。

对照例：

赤壁市官塘镇常规培育模式人工林面积50亩，地理位置29°47′02.27″N 114°03′05.29″E，海拔104m，西坡，坡度6°～9°，土壤为棕红壤，土壤深度＞60cm，造林地为杉木砍伐迹地，1996年块状整地，栽植穴30cm×30cm×30cm，1年生杉木实生苗造林，造林株行距1.5m×2m(220株/亩)。栽植前对苗木过长的根系进行适当修剪，植苗时做到苗干直立，根系舒展，适当深栽(深度为苗高的1/3～1/2)，分层覆土压实，上层覆松土，略高于地面。造林后1个月内每隔10d对造林地进行检查，及时补植缺株或死株。造林第1～3年于5月～6月和8月～9月进行除草、割灌、扶正、除萌等幼林抚育，分别在第8年和第15年进行一次抚育间伐，间伐强度20％左右。2017年9月调查时林分平均胸径16.8cm，平均树高13.5m，每亩保存株数95株，每亩蓄积16.38m

通过对比实施例1、实施例2、实施例3和对比例可以发现(见下表)，采用本发明的杉木短周期小径材培育方法与常规经营模式相比，由于造林密度较高、前期生长较快且不经过间伐，在10年左右进行主伐，是常规方式主伐年龄的一半，既可保证林木正常生长而不至发生严重枯死现象，也可充分利用林地空间保证单位面积最大立木株数和最大经济收益，单位蓄积可提高3.2％，年均蓄积生长更是提高116.8％，年均收益增加23.9％，经济效益增长明显。如果利用本专利进行连茬经营，经济效益更是成倍增长。

备注：小径材培育模式单木二元材积式：V＝0.000062678*D^1.7043*H^1.1486；

常规栽培模式单木二元材积式：V＝0.000074*D^1.733407*H^1.064852

V、D、H分别为单株材积、胸径和树高。