闽北地区千年桐人工幼林生长规律

陈建忠, 苏少川, 颜欢欢, 张根水, 龚 辉, 刘剑斌, 周世玉, 黄盛华

(南平市建阳区林业局，福建 南平 354200)

闽北地区千年桐人工幼林生长规律

陈建忠, 苏少川, 颜欢欢, 张根水, 龚 辉, 刘剑斌, 周世玉, 黄盛华

(南平市建阳区林业局，福建 南平 354200)

定量分析千年桐地径、树高生长规律，并利用Logistic模型对其生长规律进行拟合。结果表明，千年桐5年生人工林平均地径和树高分别为8.49 cm、3.59 m。地径和树高的总生长量均在第2年迅速增加，但树高生长到第5年时趋于缓慢。地径连年生长量随林龄的增加呈明显的上升趋势，且逐渐远离平均生长量曲线。树高连年生长量随林龄的增加呈波浪式增长趋势，5年间与平均生长量发生2次交叉，说明树高的生长受外界条件的影响比地径更为敏感。

闽北; 千年桐; 人工幼林; 生长规律

千年桐(Aleuritesmontana)为大戟科(Euphorbiaceae)油桐属(VerniciaLour)植物，其干种仁含油率达60%-70%，被列为我国优先开发利用的木本燃料油能源树种之一[1]。千年桐桐油可作为环保型油墨、高级油漆和生物柴油的原料，桐油制品对环境和人体健康威胁程度相对较低，具有广泛的应用前景。近年对千年桐的研究主要集中在幼苗生长与营养元素变化及利用[2-4]、苗木的热值分析与营养诊断[5-6]、叶绿素荧光特性与内源激素[7-10]、根的化学成分与种子油提取工艺[11-12]、生物量与林隙特征[13-14]、林分凋落物分解与生态林近自然经营[15-16]等方面，对千年桐人工幼林的生长规律及生长模型的研究鲜见报道。因此，本研究以建阳市外墩采育场湖桥工区的千年桐人工林为研究对象，运用Logistic生长曲线分析其生长规律，以期为千年桐人工林的经营管理提供依据。

1 材料与方法

1.1 研究区概况

建阳市地处闽北武夷山南面，北纬27°06′-27°43′，东经117°31′-118°38′，属中亚热带季风气候，温和湿润，四季分明，日照充足，雨季集中。该区年平均气温18.1 ℃，极端最高气温41.3 ℃，极端最低气温-8.7 ℃，无霜期280 d，年平均日照总时数1 802.7 h，7月日照时数达250 h，2月日照时数仅87.7 h，年平均降雨量1 742 mm。土壤类型主要为红壤，占所有土壤面积的80%。

1.2 研究方法

千年桐林分为建阳市林业局于2009年春采用实生苗营造的人工试验林。按不同种植密度将试验地划分为6个区，每个区又按不同坡位(上、中、下)划分6个小区，在每个小区设置个面积为25.8 m×25.8 m的固定样地。2009-2013年，每年于千年桐落叶的秋季对样地进行每木检尺，测量样地内林木地径、树高。

1.3 数据处理

2 结果与分析

2.1 生长过程

以千年桐人工林36个样地的5年监测数据为依据，计算林分平均地径、树高的总生长量(表1)。由表1可知，千年桐地径、树高的生长随时间的推移呈S型曲线增加，生长至第5年时，地径、树高总生长量平均值分别为8.49 cm、3.59 m，平均生长量分别为1.70 cm、0.72 m。

表1 不同林龄千年桐人工幼林的地径与树高生长量

2.2 地径生长规律

由图1可以看出，千年桐人工幼林地径总生长量随着林龄的增加呈指数型增长，5年生时地径总生长量最大，达8.49 cm；连年生长量与平均生长量在造林后1-4年增长缓慢，第5年迅速增加，连年生长量第5年增长量是前4年总和的1.1倍。这是由于造林前4年林木个体的生长主要是对周围环境的适应性生长，自身各器官的生长处于初期阶段，不能充分吸收并利用生存环境的光、温、水、养分等资源，个体自身竞争力弱。但当植物完全适应生存环境后，就能充分利用外界资源迅速生长。造林后第2年平均生长量与连年生长量出现第1次交峰，之后连年生长量一直大于平均生长量，并有逐渐拉大的趋势，说明千年桐的地径生长在第2年就进入速生期，这可能与千年桐的生物学特性有关，即千年桐的速生性。

2.3 树高生长规律

由图2可知，千年桐树高总生长量在第2-4年迅速增长，其他年份增长缓慢，总体呈“S”型曲线增长，即Logistic生长曲线。树高连年生长量呈波浪式曲线，造林后第2年出现第1个波谷，连年生长量达到最低值，仅0.21 m；第4年出现第1个波峰，连年生长量达到最大值，为1.41 m。5年间，连年生长量与平均生长量发生了2次交峰，分别在第2-3年、第4-5年之间，说明千年桐人工幼林在前5年的连年生长量波动较大，这可能是由于36个样地的土壤养分、水分、地形格局与种植密度不同。因此，所表现出来的连年生长量曲线是外界自然因素和人为因素综合作用的结果。平均生长量与连年生长量相类似，只是波动的幅度较小。

图1 千年桐人工幼林地径生长曲线

2.4 生长模型拟合

2.4.1 地径、树高生长模型的建立 极限值K的算法见文献[19]。将千年桐林龄、地径、树高按一一对应关系代入Logistic生长模型，经SPSS程序拟合，建立测树因子与林龄间的回归模型(表2)。由表2可知，地径、树高的生长相关系数R2较高，分别为0.994、0.964，说明千年桐的地径、树高与林龄间存在显著的回归关系，适用于之后生长走势的预测。

表2 千年桐Logistic生长模型及回归假设检验

2.4.2 地径、树高生长阶段划分 对Logistic生长方程进行二阶求导并令其等于0，可求得植物生长发育最快的时间点，即速生点。对Logistic生长方程进行三阶求导并令其等于0，可求得2个时间值，数值较小的时间点为个体生长发育的速生期起点，数值较大的为速生期终点。因此，Logistic曲线有3个关键点，分别为始盛期、速生期、盛末期。Logistic生长方程的一阶、二阶导数及3个关键点的数学表达式和具体求解过程参考文献[20-22]。

按照上述计算方法求解千年桐地径、树高的各生长点，结果见表3。由表3可知，千年桐树高比地径更早达到速生点，相差2 a左右。地径和树高分别于第6年、第4年进入速生期，相差2 a。地径第10年即结束速生期，持续不足5 a；树高是第8年后结束速生，持续4 a。

表3 Logistic模型预测千年桐地径、树高生长阶段

3 讨论

本研究表明，5年生千年桐林分平均树高仅3.59 m，树高平均年生长量不足0.8 m·a-1，这一数值可能偏低。在实际调查中，因造林的密度、坡位、坡度、坡向不同，各样地中千年桐长势差异明显。如上坡或坡顶位置千年桐的长势总体较差，5年生平均树高仅2.2 m左右，这可能由于坡顶土层较薄，下雨时节土壤养分容易流入中坡或坡底，且坡顶相对温度较低，最终导致千年桐整体林分树高偏低。该千年桐试验林在早期生长中容易发生分枝，主干不明显，抑制树高的生长，也是造成林分平均树高偏低的原因。5年生幼林从营养生长期到结果始期树体生长旺盛，开始形成树冠和骨干枝，逐渐形成树体结构。如何保证树体健壮生长，加速树冠形成，进一步培养良好的树型，迅速提高产量，促进早产丰产，尚需进一步研究。

本研究试验材料来源于建阳市林业局千年桐人工试验林的36个固定样地，由于目前仅监测到5 a的数据，所研究的结果仅表示千年桐幼林的生长规律，对于千年桐的生长表现，除了用Logistic生长方程进行预测外，还需要更多年份的数据进行验证与分析。

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(责任编辑:张云燕)

The growth patterns of manmade sapling forests ofAleuritesmontanain northern Fujian

CHEN Jian-zhong， SU Shao-chuan， YAN Huan-huan， ZHANG Gen-shui， GONG Hui，LIU Jian-bin， ZHOU Shi-yu， HUANG Sheng-hua

(Forestry Bureau of Jianyang District in Nanping, Nanping, Fujian 354200, China)

Growth rhythm of ground diameter and height ofAleuritesmontanawas analyzed quantitatively, using Logistic model to fit the growth dynamics ofA.montana. The average ground diameter and tree height of forest stand were respectively 8.49 cm and 3.59 m in 5 years oldA.montana. The total growth of ground diameter and tree height both increased rapidly in the second year, but the tree height tended to grow slowly in the fifth year. The successive growth in ground diameter showed rising tendency with the passage of time, and gradually away from the average growth curve. The successive growth of tree height showed wavy forward with the passage of time, and occurring two times peak with the average growth in 5 years, which indicated that the growth of tree height influenced by external conditions was more sensitive than ground diameter.

northern Fujian;Aleuritesmontana; young plantation; growth pattern

2015-01-22

福建省教育厅资助项目(JA05228)。

陈建忠(1962-)，男，教授级高级工程师。研究方向：森林培育。Email：jycjz238@163.com。

S750

A

1673-0925(2015)03-0156-04

10.13321/j.cnki.subtrop.agric.res.2015.03.003