桂西北秃杉人工林生长规律分析*

唐光卫，何 斌，罗宏福，廖倩苑，李远航，舒 凡，卢万鹏，刘 俊

(1．广西凤山县凤旁林场，广西 凤山547600;2．广西大学林学院，广西 南宁530004)

秃杉 (Taiwania flousiana)为我国特有的珍贵树种，天然分布在贵州省东南部、云南省西部和湖北省西南部等地，垂直分布于海拔800～2 500 m之间，其生态适应性较强，并具有生长速度快、材质好、单位面积蓄积量高以及树体挺拔优美、枝叶繁茂等优点，经济价值和观赏价值均很高［1～3］。位于广西西北部的南丹县山口林场是我国较早开展秃杉引种栽培的单位之一，自20世纪70年代末以来开始引种秃杉，经过30多年的引种栽培和相关试验研究，表明秃杉能够适应桂西北中、低山的气候和土壤，具有生长迅速、速生时间长和生物生产力高等优点，成为当地杉木 (Cunninghamia lanceola-ta)采伐迹地更新的优良树种之一［4～5］。目前该林场秃杉造林面积已超过3 000 hm2，成为我国秃杉人工林的重要基地之一。近年来，关于桂西北秃杉人工林的生物生产力、营养元素及碳素积累特征、凋落物储量及持水特性研究以及经济效益评价等已有报道［4～7］，但未涉及到其生长特性或生长规律。因此，本研究以广西南丹县山口林场20年生秃杉人工林为研究对象，采用解析木法［8］研究其生长过程和规律。为进一步推广和科学经营秃杉人工林提供科学依据。

1 试验地概况

研究区位于广西西北部的南丹县山口林场山口分场。该县地处东经107°1'～107°55'，北纬24°42'～25°37'，属中亚热带山地气候区，多数分布在海拔500～1 000 m之间，地形较复杂，年平均温度16．9℃，年降水量1 498．2 mm，降雨主要集中在 4-10月，月均降雨量在100 mm以上。因受高原气候的影响，冬春季多小雨和大雾天气;年均蒸发量1 135 mm，年均相对湿度83%，年均日照时数1 257 h，≥10℃的年均活动积温5 244℃。标准样地位于山坡中部，东南坡，坡度27～30°，海拔950～1 000 m，土壤类型为砂岩发育形成的山地黄壤，土壤平均厚度在80 cm以上，腐殖质层厚度约16～20 cm。

试验地前茬植物为杉木人工林，于1993年11-12月采伐，经炼山和清理采伐剩余物后进行挖穴整地，种植穴规格为40 cm ×40 cm ×30 cm。1994年3月用1年生秃杉实生苗定植，造林密度2 500株/hm2(株行距2 m×2 m)，调查的20年生秃杉人工林林相整齐，郁闭度为0．8，保留密度1 500株/hm2，林分平均树高 17．3 m，平均胸径 19．0 cm。

2 研究方法

2.1 标准地设置和林分生长规律的数据测定

2012年12月在生长良好的20年生秃杉林分内设置20 m×20 m具有代表性的标准样地3块，对标准地内林木进行每木检尺，测定树高、胸径、冠幅等因子。然后，在每块标准地内选取1株平均木，伐倒后，以2 m为一区分段截取厚度约5 cm的圆盘，在圆盘非工作面上标明南北方向，并以分数形式标注平均木号、圆盘号和断面高度，与梢头段一起带回实验室，采用树干解析木方法［8］分析秃杉的生长过程和生长量。

2.2 数据统计和处理

所测数据采用Excel和SAS软件进行数据统计、处理与分析。单株材积:参照杉木二元材积方程 V=0．656 71 × 10-4× D1．769412× H1．069769计算［9］，式中，V为单株平均立木蓄积量 (m3)，D、H分别为平均胸径 (cm)和平均树高 (m)。

3 结果与分析

3.1 胸径生长特性

不同林龄秃杉林的胸径测量结果见图1。

图1 秃杉胸径生长过程曲线Fig．1 T．flousiana diameter growth process curve

从图1可知，桂西北秃杉人工林胸径生长呈现随林龄增加而持续增长的态势，其中前4年胸径生长较为缓慢，5-10年胸径生长快速增加，12年生以后胸径生长逐渐减缓，20年生时秃杉胸径为18．2 cm(去皮)。从图1还可知，桂西北秃杉人工林0-4年生时生长缓慢，5-12年生是整个胸径生长最快时期，该阶段连年生长量均达到1．10 cm以上，并在6年生时达到峰值1．96 cm，7-13年生时逐渐下降，14年以后下降速度逐渐趋缓。平均生长量比连年生长量较为平缓，0-10年生时表现出随林龄的增长而增大，10-12年生时渐趋稳定，12年生以后逐渐下降;平均生长量最大值大约出现在10年生。秃杉人工林平均生长量与连年生长量相交于12年生，平均生长量的最大值要比连年生长量的最大值晚到时间4年左右;12年生后平均生长量均大于连年生长量，且随林龄的增加两者之间的差距逐渐增大。因此，从胸径生长来看，0-4年期间秃杉生长缓慢，4年后生长加速，速生期延续至14年生，此后虽然生长速度逐渐减缓，但直至20年生时平均生长量仍然达到0．91 cm。

3.2 树高生长特性

不同林龄秃杉林的树高测量结果见图2。

图2 秃杉树高生长过程曲线Fig．2 T．flousiana tree height growth process curve

从图2可知，秃杉人工林树高生长态势与胸径相似，前4年树高生长比较缓慢，此后至12年树高生长速度明显加快，随后直至20年生树高生长逐渐减缓。从图2还可知，桂西北秃杉人工林树高的连年生长阶段较明显，0-5年树高生长缓慢，树高的快速增长主要在5-11年生，该阶段树高连年生长量均超过1．0 m，并在6年生时达到峰值1．55 m，7-11年生逐渐下降，13年以后连年生长量生长趋于缓慢。平均生长量变化幅度较连年生长量稍小，平均生长量最大值出现在10年生，为1．09 m，此后随林龄增长呈现缓慢的下降趋势，至20年生平均生长量仍然达到0．87 m。秃杉人工林树高平均生长量与连年生长量大约相交于11年生，平均生长量的最大值要比连年生长量的最大值晚到时间4年左右。由此可见，桂西北秃杉树高生长与胸径生长基本一致，前4年生长较缓慢，5年后生长加速，速生期延续至11年生，此后生长速度逐渐减缓。

3.3 材积生长特性

林木材积是林分胸径和树高测定因子的综合反映。不同林龄秃杉林的材积测量结果见图3。从图3可知，桂西北秃杉人工林前6年材积生长缓慢，6-10年生长速度逐渐加快，10-15年生以后生长迅速提高，16年生后生长速度逐渐减缓，至20年生时单株材积 (去皮)为0．235 2 m3。从图3还可知，桂西北秃杉人工林连年生长量的变化幅度较大，4-20年生之间的最大变化幅度介于0．000 3～0．039 7 m3之间，其中前4年生长极为缓慢，4-7年生生长速度虽然加快，但仍然维持较低的生长量水平，8年以后连年生长量继续增加，14年生时达到峰值0．039 7 m3，此后随林龄增长呈现缓慢的下降趋势，但仍然维持较高的生长水平，直至20年生平均单株连年生长量达到0．028 7 m3，说明秃杉材积生长主要在8年生以后。因此，从材积生长来看，0-8年生时为秃杉的幼龄阶段，生长缓慢;8-11年生长速度虽然加快，但平均生长量仍然维持较低水平，12年起进入速生阶段，此后虽然随林龄增长连年生长量缓慢下降，但平均生长量仍然保持增长趋势，直至20年生时连年生长量仍然未与平均生长量相交。按照目前森林经营学观点，如果不考虑经济评价，林木生长的材积连年生长量和平均生长量曲线交叉点即为其数量成熟龄，该阶段即可以进行采伐利用。由此可见，20年生秃杉人工林材积尚未达到“数量”成熟，仍然维持着较高的生长量。

图3 秃杉材积生长过程曲线Fig．3 T．flousiana volume growth process curve

4 结论与讨论

(1)研究表明，秃杉在桂西北具有较强的生长适应性，前4年生长缓慢，胸径在5年生时进入速生阶段并延续至12年生，12年生以后生长速度逐渐减缓;树高生长在5-11年生时进入速生期，11年生以后生长速度逐渐变缓;材积生长在8-11年生长速度加快，12年生起进入速生阶段并保持较高的生长速度，14年生时达到峰值，此后材积生长逐渐减缓，但直至20年生材积平均生长量与连年生长量仍未相交。总的来看，桂西北20年生秃杉人工林生长过程大致分为3个阶段，0-8年为幼龄期阶段，其中前4年胸径、树高和材积生长均极为缓慢，5-8年胸径、树高生长虽然加快，但材积生长仍然缓慢;8-15年为速生阶段，胸径、树高和材积生长急速上升并维持较高的生长速度;16-20年为速生稳定期，胸径、树高生长虽然逐渐下降，但仍保持较高的水平，林木的材积生长量仍然呈现上升趋势。

(2)据报道，云南省腾冲县［9］19年生秃杉人工林 (保留密度1 078株/hm2)平均胸径和平均树高分别为21．5 cm 和14．8 m;贵州省雷山县［9］、湖北省星斗山自然保护区［10］、广东省乳阳县［11］及河南省鸡公山国家级自然保护区［12］16年生秃杉林平均胸径和平均树高分别为15．1 cm和12．9 m、17．5 cm和10．68 m、13．55 cm 和6．75 m 及21．4 cm 和10．8 m。本研究表明，桂西北20年生秃杉林分平均胸径、平均树高和单株材积分别达到19．0 cm、17．3 m和0．235 2 m3，林分蓄积量达到 352．8 m3/hm2，平均蓄积量达到17．64 m3/(hm2·a)，明显高于广西杉木速生丰产林标准的中心产区蓄积平均生长量指标〔13．5 m3/(hm2·a)〕［13］，表明秃杉在该区域气候和环境条件下具有良好的速生特性。由于20年生秃杉人工林没有达到数量成熟，材积生长量处于较旺盛的生长阶段。因此，其最佳主伐树龄的确定还需要根据秃杉的林分密度和经营情况，然后从林木数量成熟、经济成熟以及材性的工艺成熟等方面进一步研究;而继续加强林分抚育管理，进一步促进秃杉林分的生长发育，对于充分合理地利用和发挥林地生产力，提高秃杉人工林的经济效益具有重要的作用和意义。

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