黧蒴栲生长过程及数量成熟、工艺成熟的初步研究

李 贵 ，童方平 ，刘振华 ，陈 瑞 ，蒋 燚

（1.湖南省林业科学院，湖南 长沙 410004；2.广西林业科学研究院，广西 南宁 530001）

黧蒴栲生长过程及数量成熟、工艺成熟的初步研究

李 贵1，童方平1，刘振华1，陈 瑞1，蒋 燚2

（1.湖南省林业科学院，湖南 长沙 410004；2.广西林业科学研究院，广西 南宁 530001）

通过对27年生黧蒴栲标准木的树干解析，分析黧蒴栲在每个龄阶的胸径、树高、材积的生长量和材积生长率、形数生长变化情况及生长过程。结果表明：黧蒴栲在前10年表现出速生生长的趋势，直径连年高峰值出现在第5年，树高连年高峰值出现在第20年；20年以后树高的连年生长量开始下降，第18年和第25年直径和树高分别出现平均生长量与连年生长量相现象；黧蒴栲材积生长率随年龄的增加而减小，最大值达到40% ，最小值为8%；形数变化随年龄的增长呈先下降后上升再下降的现象，后稳定在0.51左右。黧蒴栲数量成熟龄为25年，此时连年生长量出现高峰值0.025 8 m3，但直到27年时暂未到达工艺成熟龄。

黧蒴栲；解析木；数量成熟；工艺成熟

黧蒴栲 Castanopsis f i ssa Rehd.et Wils 又名大叶栎、闽粤栲、大叶蒴、大叶锥等，为壳斗科栲属常绿高大乔木，是该科中生长最迅速的树种，也是营造木质能源林、防火林、工业原料林、菇木林等的优良树种。作为重要的速生阔叶树种，对黧蒴栲在采种育苗、扦插育苗、优树选择技术、种源家系早期性状测定、木材力学性质、生长情况初步调查等[1-8]方面研究很多，而在生长过程及森林成熟方面却很少见报道。本文旨在对27年生黧蒴栲林分的生长情况调查的基础上，通过对平均木树干解析，来分析黧蒴栲的生长过程及数量成熟与工艺成熟特点，为黧蒴栲人工林造林技术及科学管理提供理论依据。

1 材料与方法

1.1 研究地概况

造林地位于湖南省怀化市林业科学研究所，怀化市地处湖南省西南部，是黧蒴栲中心分布区之一。怀化市林业科学研究所位于该市鹤城区城北近郊，地理位置东经 109°53′～ 109°57′，北纬27°34′～ 27°36′，属中亚热带季风湿润气候，年均气温13.4℃～17.0℃，日照时数1 400 h，无霜期 292 d，降水量 1 300 ～ 1 700 mm，相对湿度82%，其自然环境适宜多种林木的生长。造林试验地原为散生马尾松及栎类、桎木等杂灌和蕨，为变质砂岩发育的土壤，肥力中等。试验林为1986年初值密度为1 100株/hm2的黧蒴栲人工林，造林苗木为1年生人工培育的实生苗，采集样树密度为780株/hm2，解析木采集日期2011年11月。

1.2 试验方法

对27年生黧蒴栲人工同龄林进行调查后，选择有代表性的林分设置标准地，进行每木检尺，测定胸径和树高，根据调查结果，计算平均D和H，选取有代表性的黧蒴栲标准木进行树干解析。树干解析严格按 0 m，1.3 m，3.6 m，5.6 m，7.6 m，…，梢底，截取圆盘，龄阶为5年，依次测定解析木各项因子，然后统计出各解析木在每个龄阶的胸径、树高、材积的生长量和材积生长率、形数生长变化情况，进一步分析出黧蒴栲在不同生长年龄时的生长变化过程及数量成熟与工艺成熟特点，并模拟出黧蒴栲胸径、树高、材积、形数、材积生长率的生长曲线。

1.3 样本变量

（1）样木总生长量的确定[9]：胸径总生长量直接由胸径圆盘的检尺径确定；树高总生长量根据各圆盘的年轮数和断面高，采用线性插值法确定；材积的总生长量根据各圆盘的检尺径等，采用中央断面区分求积式确定。

（2）样木生长过程的确定[9]：设yi，yi-1为样木在相邻两时刻的总生长量，则：

1.4 数据处理

各种数据用Excel统计分析，并用林业统计大师与统计分析软件进行各生长指标分析、比较以及曲线拟合。

2 结果与分析

2.1 黧蒴栲树干解析

树干解析采用林业统计大师进行分析，解析资料表（见表1）；主要分析黧蒴栲直径、树干、材积等总生长量、平均生长量、连年生长量、生长率4个生长因子情况（见表2）；树干纵剖面图(见图 1)。

表1 解析木解析数据Table 1 Analytic data of analytic trees

表2 黧蒴栲生长过程数据Table 2 Growth process data of Castanopsis fissa trees

图1 树干纵剖面Fig.1 Vertical section of tree stem

2.2 黧蒴栲直径生长过程

直径生长过程见图2、图3，从图2、图3可以看出，直径总生长量(D)曲线随年龄的增长呈直线上升。在1～5年时，连年生长量(Dz)快速增长，5～15年连年生长量呈下降趋势，15～27年连年生长量呈波浪型曲线。其中，3～24年生连年生长量的值均大于0.6 cm，第5年出现连年生长第1个高峰值，其值为0.9 cm；18年第一次出现直径平均生长量(Dzi)与连年生长量(Dz2)曲线相交现象。这说明黧蒴栲在18年后，由于林木生长过密，抚育间伐措施未跟上，抑制了直径生长，因此，连年生长量出现了下降趋势。胸径生长过程拟合方程符合逻辑斯蒂曲线，相关系数为0.986，逻辑斯蒂方程为：

图2 黧蒴栲直径总生长过程Fig.2 Total growth process of C. f i ssa diameter

图3 黧蒴栲直径平均生长过程Fig.3 Average growth process of C. f i ssa diameter

2.3 黧蒴栲树高生长过程

树高生长过程见图4、图5。从图4、图5中可以看出，树高总生长量(H)曲线随年龄的增长呈直线上升。在0～5年时，连年生长量(Hz2)持续快速增长，5～12年增长速度稍减慢，12～20年增长迅速减慢，20年后呈下降趋势；其中，10～23年连年生长量的值均大于0.8 m，第20年连年生长量出现高峰值，其最大值为0.933 3 m；第25年出现树高平均生长量(Hz1)与连年生长量(Hz2)生长曲线相交现象。这说明在25年时，林分密度过大，抑制了树高生长。树高生长过程拟合方程符合理査德曲线，相关系数为0.982，理査德方程为：

y=M(1-e-0.143)0.564。

图4 黧蒴栲树高总生长过程Fig.4 Total growth process of C. f i ssa height

图5 黧蒴栲树高平均生长过程Fig.5 Average growth process of C. f i ssa height

2.4 材积生长过程

材积生长过程见图6、图7。从图6、图7中可以看出，材积总生长量(V)曲线随年龄的增长呈幂函数曲线上升。在5～25年时，连年生长量(Vz2)呈快速增长，25年后连年生长量呈下降趋势，并在第25年出现生长高峰值，连年生长量为0.0258 m3，说明黧蒴栲在25年时达到数量成熟龄。但平均生长量(Vz1)则一直呈增长趋势，且一直高于连年生长量，虽然25年后增长缓慢，但暂未出现峰值，且材积的平均生长量与连年生长量暂未出现相交现象，这说明黧蒴栲林分暂未到达工艺成熟龄，即未到达适宜采伐的年龄。

图6 黧蒴栲材积总生长过程Fig.6 Total growth process of C. f i ssa wood volume

图7 黧蒴栲材积平均生长过程Fig.7 Average growth process of C. f i ssa wood volume

2.5 材积生长率和形数生长过程

材积生长率和形数生长过程见图8、图9 。从图8中可看出，黧蒴栲材积生长率变化随年龄的增长呈下降趋势，在 5～15年时材积生长率均大于20%，15～25年时材积生长率为10～20，25年后材积生长率小于10%；形数（f）变化随年龄的增长呈先下降后上升再下降的现象，在 5～10年时，形数在0.55～0.42之间，10～25年时，形数在0.42～0.54之间，到27年时，形数又下降到0.50。

图8 黧蒴栲材积生长率生长过程Fig.8 Total growth process of C. f i ssa wood volume growth rate

图9 黧蒴栲形数生长过程Fig.9 Growth process of C. f i ssa tree stem form factor

3 结论与讨论

（1）黧蒴栲在幼龄阶段，直径、树高以及材积的连年生长量与总平均生长量都随年龄的增加而增加，但连年生长量增加的速度较快，其值大于平均生长量，即Z(t)＞θ(t) ，这与周光益等学者研究结论一致[10-14]。直径生长过程中连年生长量与平均生长量出现2个交点，这可能是由于随机因素干扰或抚育间伐的影响[15-16]。

（2）从黧蒴栲连年生长量来看，无论是直径还是树高，均在前10年出现速生生长，并且连年生长量高于平均生长量，连年高峰值直径出现在第5年，而树高高峰值出现在第20年，20年以后树高的连年生长量开始下降，第18年和第25年直径和树高分别出现平均生长量与连年生长量相交现象。这是由于抚育间伐措施未跟上，林木生长过密，林分密度过大所致。因此需加强黧蒴栲人工林10年后的经营管理，及时进行抚育间伐，以调整适宜林分生长的合理密度。

（3）黧蒴栲在25年时达到数量成熟，连年生长量(Vz2)出现生长高峰值0.025 8 m3，但平均生长量(Vz1)则一直呈增长趋势，暂未出现峰值，与连年生长量也未出现相交现象，这说明黧蒴栲林分在27年时暂未到达工艺成熟，即未到达适宜采伐的年龄。

（4）黧蒴栲材积生长率幼年最大，之后随着年龄的增加而减小，最大值达到40%，最小值为8%；形数变化随年龄的增长呈先下降后上升再下降的现象，后稳定在0.51左右。通过解析木的生长过程和规律可以发现，黧蒴栲是一种优良的速生树种，生产上应遵循适地适树的原则，及时抚育间伐，可达到培育速生丰产的效果。

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Preliminary study on growth process, quantitative maturity and technical maturity of Castanopsis f i ssa

LΙ Gui1, TONG Fang-ping1, LΙU Zhen-hua1, CHEN Rui1, JΙANG Yi2
(1.Hunan Forestry Academy, Changsha 410004, Hunan, China; 2. Guangxi Forestry Research Ιnstitute,Nanning 530001, Guangxi, China)

Through analyzing the tree stem data of 27-year-old Castanopsis f i ssa standard trees, the growth processes of DBH, tree height, timber volume growth and timber volume growth rate, tree form factors in each age grade were investigated and analyzed. The results show that in the f i rst 10 years, C. f i ssa trees were on fast-growing trend, the successive year diameter peaks occurred in the 5th year and the successive year tree height peaks appeared in the 20th year; After 20 years, the successive year tree height increment began to decline, the average annual increment curve and successive year increment curve of 18-year-old and 25-year-old tree diameter and tree height intersected each other at two points; C. f i ssa stem wood growth rate rose with the increase of tree age, the maximum increasing rate of volume increment reached 40%, the minimum 8%; the tree form factors f i rst rose then deduced with the increase of tree age, later stabilized at o.51; the quantitative maturity age of C. f i ssa was the 25th , this moment the peak value appeared at 0.0258 m3, but when the tree growth time came to 27th years, the trees didn’t reached the technical maturity age.

Castanopsis f i ssa; analytic tree; quantitative maturity; technical maturity

S792.17

A

1673-923X(2013)12-0053-04

2013-03-26

林业公益性行业科研专项“高热能固体燃料树种新品种选育技术研究”（200904036）

李 贵（1980-），女，湖南邵阳人，助理研究员，硕士；主要研究方向：工业原料林遗传改良与丰产栽培、矿山植被恢复及生物技术等；E-mail；loveligui@sohu.com

[本文编校：吴 彬 ]