眉山市臭椿生长特性初步研究

郑光利，向 青，王红莉，罗建勋

(1.眉山市东坡区林业局，四川 眉山 620010;2.四川省林业科学研究院，四川 成都 610081)

臭椿(Ailanthus altissima)是苦木科(Simaroubaceae)臭椿属高大落叶乔木，又名白椿、樗树，其臭椿根系发达，适应性强，对微酸性、中性和石灰性土壤都能适应，生长迅速，具有较强的抗逆能力，并且繁殖容易，病虫害少，落叶量大，改良土壤的作用明显;木材坚韧，纤维长，是优良的造纸原料［1～3］。臭椿生长在气候温和的地带，是我国分布极为广泛的优良树种，主要分布于四川、云南、湖南、湖北、安徽等地。其中四川臭椿的天然分布区主要集中于眉山市东坡区和彭山等。臭椿虽然具有较大的发展前途，然而长期以来由于对该树种没有引起过重视，所以对该树种生长特性［4～6］缺乏系统的研究。为此，该研究对臭椿的生长特性做了初步分析。

1 材料与方法

1.1 研究地概况

研究地位于四川眉山市东坡区万胜镇和崇礼镇，海拔400 m～600 m，属中亚热带湿润气候。年平均气温17.3℃，年降雨量1 062.5 mm，年平均日照为1 161 h，土壤多为山地黄壤及紫色土，成土母质以页岩、沙岩、石灰岩为主。

1.2 研究方法

1.2.1 样地选择与调查

2010年12月底在眉山市东坡区万胜镇繁荣村和崇礼镇蟆堰村选择有代表性的臭椿人工林并分别设置3个标准样地，每个样地面积为400 m2(20 m表1样地优势木树高、胸径及其平均值和标准差×20 m)。在每木检尺的基础上，根据平均胸径和平均树高选取平均木1株，共6株平均木，然后对其进行树干解析［7］，2 m区分段截取圆盘，采用区分法求其材积。同时在眉山市东坡区崇礼镇蟆堰村选取1株四旁生长的植株作为对照。在眉山市东坡区万胜镇繁荣村和崇礼镇蟆堰村选取的样木以及作对照的四旁树分别为样木3、样木2和样木1，其中，样木2和样木3数据是各标准地平均木均值，样地2、样地3优势木树高、胸径及其平均值和标准差见表1。

表1

1.2.2 材积生长量函数的建立

采用excel进行数据统计，利用DPS9.50建立臭椿生长模型。

2 结果与分析

2.1 臭椿生长过程分析

2.1.1 树高生长过程分析

对7株解析木的研究可知:臭椿树高生长的速生阶段是1 a～6 a，样株1、2、3的年平均生长量分别达到0.9 m、1.6 m和1.4 m。树高生长特点是:前期速生，以后逐渐减慢。

由图1可看出样木3在第8年树高平均生长量成下降趋势，样木2在第9年树高平均生长量成下降趋势，而样木1从第3年开始树高平均生长量变成下降趋势，并且连年生长量与平均生长量多次出现相交，说明样木1在没有人工抚育的情况下可能遭受过自然(人为)灾害的影响;从图2可看出，样木3与样木2(假设第15年树高生长速度与第14年相同)在第15年得树高分别较样木1高5.4 m、7.5 m，说明人工抚育对树高的生长影响极其明显。

图1 臭椿样木树高连年生长量与平均生长量曲线图

图2 臭椿各样木树高总生长量曲线图

2.1.2 胸径生长过程分析

经调查分析得出，15 a生臭椿胸径可达20 cm，臭椿胸径速生阶段出现在12 a前。由图3可知，样木3连年生长量最大值出现在第12年，与平均生长量相交在第13年;样木2连年生长量最大值出现在第6年，与平均生长量相交在第8年;样木1连年生长量最大值出现在第12年，与平均生长量相交在第15年。由图4可看出，胸径的速生期主要集中在前12 a，12 a后胸径生长速度明显减缓，因此在前12 a加强对臭椿的水肥管理有利于臭椿的胸径生长;还可以看出样木3第15年胸径总生长量为19.5 cm(假设第15年胸径生长速度与第14年相同)，样木2第15年胸径总生长量为19.9 cm，样木1第15年胸径总生长量为17.6 cm，样木2与样木3前15 a胸径总生长量分别较样木1大1.9 cm、2.3 cm，说明臭椿至少在前15 a经抚育管理后胸径生长稍快一些，但效果并不明显。

图3 臭椿样木胸径连年生长量与平均生长量曲线图

图4 臭椿各样木胸径总生长量曲线图

2.1.3 材积生长过程分析

由图5可以看出3株样木材积连年生长量均在第12年第1次达到高峰，说明臭椿材积的速生期为前12 a，其中样木2在第14年达到数量成熟，样木3在第15年呈现接近数量成熟的趋势。样木1则材积在第12年出现1次生长高峰后，又在第30年左右持续较快增长，并且无减缓趋势，或将迎来第2次生长高峰期。该研究与梁莉莉［8］研究结果相似，即臭椿材积第1次生长高峰出现在第15年～20年，第2次生长高峰出现在第50年左右，且第2次高峰的连年生长量比第1次高峰的连年生长量大50%左右。总体来说，样木1的材积生长速度明显低于样木2与样木3，从图6也可以看出样木2在第15年的材积总生长量相当于样木1第25年的材积总生长量。初步说明臭椿适合培育速生丰产林，只要加强抚育，15 a臭椿基本上能达到数量成熟。

图5 臭椿样木材积连年生长量与平均生长量曲线图

图6 臭椿各样木材积总生长量曲线图

2.2 材积生长模型的建立

根据表2的数据，通过年龄与材积利用DPS9.50进行逻辑斯蒂曲线拟合，逻辑斯蒂方程为:

式中K、m、r为方程参数，V为材积，A为年龄。

表2 臭椿各样木生长过程表

(续表2)

从表3可以看出臭椿材积总生长量与年龄的逻辑斯蒂曲线拟合效果较好，适合优度R2均在97%以上，但由于样木3和样木2年龄较小，逻辑斯蒂曲线没有明显的指导意义，而样木1在逻辑斯蒂方程中其年龄较大，有一定的生产指导意义。逻辑斯蒂曲线中的K值代表其生长总量的极限值，也就是说当臭椿单株材积生长达到1.004110 m3时，其材积生长变得极为缓慢。但逻辑斯蒂方程毕竟是理论方程，而且树木的生长过程是不可逆的，其同化作用必定大于异化作用效果，逻辑斯蒂方程只能起到参考作用。

表3 臭椿材积总生长量与年龄的逻辑斯蒂曲线拟合结果

2.3 材积公式模拟

运用DPS9.50软件进行材积与胸径的一元材积曲线拟合，材积与胸径、树高的二元材积曲线拟合，经检验均呈极显著相关。

一元材积曲线:V=0.000147D2.44323

相关系数R2=0.986

二元材积曲线 V=0.0000574D1.537895H1.3462734

相关系数R2=0.980

式中:V为材积生长总量(m3)，D为胸径生长总量(cm)，H为树高生长总量(m)。

本次曲线拟合，虽然拟合优度较高，但数据较少，但代表性有限，臭椿至今没有人发表其材积公式，因此该公式可以为臭椿的材积计算提供一定的参考。

3 结论

(1)臭椿高生长幼龄期较快，10 a前后平均生长量达最大值，以后高生长渐缓，有利于造林地的郁闭;胸径生长前15 a最为迅速，生长减缓期到来较迟;材积生长量高峰期出现在15 a～20 a，人工抚育情况下一般在15 a左右能达到数量成熟，经人工抚育后树高、胸径、材积明显快于四旁的生长，因此臭椿适合培育短周期轮伐的速生丰产林。

(2)在四川范围内，杨树、巨桉作为速生丰产林被广泛栽植，但大面积的杨树纯林给病虫害爆发带来隐患，一些地区已有成片杨树幼林死亡的现象，巨桉虽然生长迅速，但其要求酸性土壤且水分充足，而四川大部分为紫色土及钙质土，春旱和伏旱严重，况且巨桉对低温十分敏感。经广泛调查及分析，臭椿在四川范围内生长状况良好，尤其在眉山市东坡区成效显著。因此，臭椿可作为新的高效益乡土树种开发，营造多树种混交林，增强林分稳定性和抗病虫能力，提高速生丰产林经济和生态效益。

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