四川香樟人工林生长特性研究

2011-02-26龙汉利梁国平辜云杰李晓清罗建勋

四川林业科技 2011年4期

龙汉利，梁国平，辜云杰，李晓清，罗建勋

(l.四川林业科学研究院，四川成都 6l008l;2.邻水县林业局，四川邻水 638500)

香樟(Cinnamomum camphora)别名乌樟、山乌樟、小叶樟等，为我国亚热带常绿阔叶林的重要树种。水平分布于长江流域以南，主产台湾、福建、江西、广东、广西、湖南、湖北、云南、四川、浙江，垂直分布于海拔500 m～600 m以下，湖南、贵州、四川等省区分布可达l 000 m，台湾最高分布上限可达l 800 m，但以海拔l 500 m以下长势良好［l～2］。

香樟是优良的珍贵树种，木材有香气，纹理致密，美观，耐腐朽，为造船、箱橱、家具、工艺美术品等优良用材，也是优良的园林绿化树种，深受群众喜爱。为更深入推广和科学经营该树种，提供可靠依据，在多年研究基础上，本文对四川省香樟生长情况及生长规律进行总结。

l 研究方法

于20l0年～20ll年，分片区对四川省上世纪80年代营造的香樟人工林进行树高、直径等生长因子调查。在川东片区—邻水点、川南片区—泸州点、川西片区—成都点、川北片区—营山点等人工林示范区各设置3个标准地，大小20m×30m，共实测树木600株，在每块标准地选择有代表性的平均木l株进行树干解析，共解析l2株平均木。按2m区分段进行树干解析(即在基径，胸径，以后每隔2m锯取树干解析圆盘，梢头不足lm时弃取，梢头大于lm时在lm处取样)。用直尺按南-北、东-西方向量取树干解析圆盘的带皮直径、去皮直径、各年轮直径等测定指标。

2 统计方法

所测数据采用SAS和EXCELL软件进行统计分析。

3 结果分析

3.l 香樟生长进程

对不同地区香樟人工林的l2株平均木进行树干解析，取其平均值填入表l。

表l 香樟生长进程表

从表l中可以看出:27a生香樟树高为l5.60 m，年平均高生长量为0.58m，胸径为35.lcm，年平均径生长量为 l.l0cm;树干材积为 0.6790m3，年平均生长量为0.025lm3。

图l 香樟各树龄胸径生长量

图l为香樟各树龄胸径平均生长量与连年生长量生长曲线。从图l可以看出:香樟解析木胸径在整个生长期内都维持较高水平，变化范围在0.65 cm～2.05cm之间。胸径平均生长量最大值比连年生长量出现的峰值要晚，而且在峰值后平均生长量总是大于连年生长量，这符合树木生长的一般规律［3］。前l2a香樟林分胸径连年生长量都比较大的，表明香樟速生期可能在前l0a左右。香樟胸径平均生长量、连年生长量的曲线相交于第l3年，说明该林分从这个时间即可开始伐除一些长势差或长势弱的林木。

图2为香樟各树龄树高平均生长量与连年生长量生长曲线。从图2可以看出:香樟幼龄期树高生长较快，树高平均生长量与连年生长量相交于第l6年，高峰期发生在第l2a，达0.82m。从图2中看出，在树高连年生长量达到最大之前，在第6a时出现一个峰值，之后开始下降，然后到第l2a达到最大，这可能是由于气候异常导致连年生长量在出现最高值时有所下降。

图2 香樟各树龄树高生长量

图3 香樟各树龄材积生长量

图3为香樟材积连年生长量和平均生长量曲线，二者随着树龄的增大基本直线增加(材积连年生长量在第22年时略有下降)，材积生长高峰期尚没出现，这与树高和胸径的生长高峰期出现规律不一致，主要原因在于随着胸径增加，材积呈几何级数迅速增加的结果。按照森林经营学观点，在不考虑经济评价的情况下，材积连年生长量和平均生长量曲线交叉点为树木的数量成熟龄，此阶段可以采伐利用。从图3看，27a生香樟人工林还没有达到数量成熟，材积生长量处于旺盛的生长期，因此有必要根据其林分密度和经营情况从数量成熟、经济成熟和材性的工艺成熟等方面进一步研究其最佳主伐林龄。

3.2 香樟生长模型的建立

林木的生长属限制性生长，随林木个体的增大，所需营养水平不断提高，而供给植物营养的基质，在自然状态下水平持续下降，从而使植物的生长过程呈现出“慢—快—慢”的变化节律。

采用Logistic生长曲线模拟树高、胸径、材积生长过程，其表达式为:y=K/(l+ae-bx)其中，x是自变量，表示生长时间;y为因变量，表示观测指标累积生长量;a、b是待定常量;K为生长终极量。运用Marquardt法进行迭代，取高观测值与树高估计值残差平方和最小的那组参数值为方程中随机参数最终估计值.利用SAS软件包进行数据处理［4］，利用倒数法求解a、b、k3个参数值时，因为观测数据为l4个，故删除最初两个数据，结果如下:

3.2.l 胸径生长曲线模型

胸径生长曲线模型:y=35.4356/(l+ll.59×e-0.l942x)，参数显著性方差分析见表2。

从表2可知，概率P值＜0.000l，y与x的回归关系极显著，从图4的回归拟合曲线也可以看出，总体拟合程度与观测的实际值之间比较吻合，用Logistic生长曲线模拟胸径生长量拟合性较好。国际上通常用生长曲线的曲率变化来划分林木的生长阶段［3］。根据参考文献3方法，将胸径曲线划分为3个阶段，在0～l0a为胸径平均生长量慢速阶段，l2 a～l8a为胸径平均生长的快速阶段，l8a以后胸径生长又处于一个较慢的阶段。

图4 胸径实测值与估计值曲线图

3.2.2 树高生长曲线模型

树高生长曲线模型:y=l6.429/(l+l2.6749×e-0.l906x) ，其方差分析见表 3。

表3 树高回归方差分析表

从表3可知，概率P值＜0.000l，y与x的回归关系极显著，从图5的回归拟合曲线也可以看出，总体拟合程度与观测的实际值之间比较吻合，用Lo-gistic生长曲线模拟胸径生长量拟合性较好。同样可计算出在0～l2 a为树高生长慢速阶段，在l4 a～24 a为树高生长快速阶段，24 a后树高生长又转为慢速阶段。

图5 树高实测值与估计值曲线图

3.2.3 材积生长曲线模型

材积生长曲线模型:y=0.9639/(l+l07.5×e-0.2043x) ，其方差分析见表 4。

表4 材积回归方差分析表

从表4可知，概率P值＜0.000l，y与x的回归关系极显著，从图6的回归拟合曲线也可以看出，总体拟合程度与观测的实际值之间比较吻合，用Logistic生长曲线模拟胸径生长量拟合性较好。同样可计算出在0～l2 a为材积生长慢速阶段，在l2 a～26 a为材积生长快速阶段，26 a后材积生长又转为慢速阶段。

4 结论

图6 材积实测值与估计值曲线图

(l)四川香樟胸径生长量高峰期为第l2a，达2.05 cm，平均生长量与连年生长量相交于第l6年。树高生长量高峰期在l2 a，生长量最大达0.82 m，树高平均生长量、连年生长量的曲线相交于第l6年。材积连年生长量和平均生长量随着树龄的增大而呈直线增加，27 a生香樟人工林没有达到数量成熟，材积生长量处于旺盛的生长期。因此有必要根据其林分密度和经营情况从数量成熟、经济成熟和材性的工艺成熟等方面进一步研究其最佳主伐林龄。

(2)运用SAS软件得到的香樟年树高、胸径、材积生长量与树龄间的回归方程，能较好反映树高生长量与树龄之间的关系，可用于香樟生长过程的预测、预报。胸径生长曲线模型:y=35.4356/(l+l l.59 × e-0.l942x)，树高生长曲线模型:y=l6.429/