10年生灰木莲人工林生长规律和生物生产力

刘 俊，滕秋梅，何 斌，罗柳娟，廖倩苑，李远航，舒 凡

(1.广西大学林学院，广西 南宁 530004； 2.广西环江县木论自然保护区管理局，广西 环江 547100)

10年生灰木莲人工林生长规律和生物生产力

刘 俊1，滕秋梅1，何 斌1，罗柳娟2，廖倩苑1，李远航1，舒 凡1

(1.广西大学林学院，广西 南宁 530004； 2.广西环江县木论自然保护区管理局，广西 环江 547100)

以广西南宁市10年生灰木莲人工林为研究对象，研究其生长过程和生物生产力特征。结果表明：①10年生灰木莲人工林平均胸径(去皮)、树高、单株材积分别达到13.4 cm、12.9 m、0.0909 m3；灰木莲树高和胸径生长均以前6 a最快，随后随林龄的增长而下降；材积生长在10年生时仍未达到峰值。②10年生灰木莲人工林林分生物量为104.73 t·hm-2，其中乔木层、林下植被层和凋落物层生物量依次为93.54、0.24、10.95 t·hm-2，分别占89.31%、0.23%、10.46%。林分乔木层年净生产力为11.80 t·hm-2·a-1，不同器官净生产力大小顺序为树干、树叶、树根、树枝、树皮。

灰木莲；生长规律；生物量；生产力

灰木莲(Manglietiaglauca)为木兰科木莲属常绿阔叶树种，是国家一级保护、濒危植物，原产于越南和印度尼西亚等东南亚国家，适生于南亚热带地区。具有适应性强、生长快、干形通直和材性优良等特点，是优良的建筑装饰、家具用材树种和城乡园林绿化树种[1-2]。我国南方广东、海南、广西、福建等省区自20世纪60年代开始引种，均表现出良好的生长态势，成为我国引种成功的外来珍贵优良树种之一[3-4]。目前，国内已有关于灰木莲的引种、苗木培育、生物量及营养元素特性等方面的报道[3-7]。

本文以广西南宁市10年生灰木莲人工林为研究对象，通过树干解析和生物量测定，揭示其生长规律和生产力特征，为灰木莲人工林的经营管理提供参考。

1 试验地概况

试验地位于广西南宁市北郊的广西高峰林场界牌分场，其自然概况参见参考文献[8]。灰木莲人工林林于2002年4月采用1年生灰木莲实生苗定植，初植密度为1667 株·hm-2。调查时10年生灰木莲人工林保留密度为1416 株·hm-2，郁闭度为0.9，平均胸径(带皮)14.5 cm，平均树高12.9 m。由于林分郁闭度大以及人为干扰等原因，林下植被发育很差，且以华南毛蕨(Cyclosorusparasiticus)、半边旗(Pterwassemipinnata)、山菅兰(Dianellaensifolia)、黄茅草(Nwerengafalla)、五节芒(Miscanthusfloridulu)等草本为主，覆盖度不足1%。凋落物层厚度3～5 cm。

2 研究方法

2.1 标准地设置和林分生长规律与生物量的测定

根据10年生灰木莲人工林在坡位的分布，按照上、中、下坡各设置3个面积为 20 m×20 m的标准样地，分别测定各标准地内林木树高、胸径、冠幅等因子，按照林木的径级分布，以2 cm为一径级选取5株平均木，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，采用树干解析方法[8]分析灰木莲的生长过程和生长量。同时采用收获法分别测定各平均木树干、树枝、树叶和树皮的鲜质量，并各取约500～600 g 鲜样带回实验室，在80 ℃恒温下烘至恒重，由样品干重换算出标准木的生物量[9]，估算乔木层生物量和净生产力。同时分别在每块标准地内随机设置5个面积为1 m×1 m小样方，调查各样方的植物种类、个体数、高度和覆盖度等。采用样方收获法分别测定林下植被(灌木、草本层)和现存凋落物层的鲜质量，分别取样500～600 g测定含水率和干质量，估算灌草层和凋落物层现存量。

图1 灰木莲胸径生长过程曲线

图2 灰木莲树高生长过程曲线

2.2 数据统计和处理

图3 灰木莲材积生长过程曲线

采用Excel 2003和SAS软件进行数据统计、处理与分析。其中：林木单株材积：V=f×π×h×D2，式中：f为树干形数；取0.5；π为圆周率；h为树高(m)；D为胸径(cm)。

3 结果与分析

3.1 胸径生长特性

从图1可见，10年生灰木莲人工林胸径总生长量随林龄增长快速增加，几乎呈现直线生长，其中以3～4年生时生长最快，年平均生长量达到1.43 cm以上，随后的4～6年生时维持较稳定的生长状态，6年生后随林龄增长呈现缓慢下降趋势，至10年生时年平均生长量下降到1.34 cm。胸径连年生长量表现出与年平均生长量相似的变化趋势，前4 a随林龄增长而明显增大，且以3～4年生时增长幅度最大，达到1.9 cm，高于其相应的年平均生长量；此后随林龄增长而下降，至第6年时连年生长量下降为1.39 cm，此时与平均生长量相交，随后连年生长量逐渐小于年平均生长量。表明该林分从第6年即可开始伐除一些长势差或长势弱的林木，以促进灰木莲的胸径生长。

3.2 树高生长特性

从图2可见，灰木莲人工林树高总生长量表现出与胸径相似的变化趋势，其中年平均生长量在前6 a表现出随林龄增加而增大的变化趋势，且在6年生时出现峰值(1.5 m)，随后随林龄增长而缓慢下降；连年生长量随林龄增长的变化趋势与平均生长量基本一致，其峰值也出现在第6年(2.0 m)，此后至8年生时急剧下降，下降速度远远超过其相应的平均生长量，至10年生时连年生长量略有恢复。树高年平均生长量与连年生长量曲线大约相交于第7年，这与胸径生长变化略有不同。但总的来看，10年生灰木莲人工林在前6 a生长较快，6年生之后生长速度有所下降，但仍然维持较高的生长速度，至10年生时，胸径和树高连年生长量分别达到1.24 cm和1.05 m。

3.3 材积生长特性

林木单株材积是其胸径和树高生长状况的综合反映。从图3可以看出，灰木莲人工林材积年平均生长量随林龄增长而增加，直至10年生几乎呈现直线增长。单株材积达到0.0909 m3。而从连年生长量看，2～10年生之间的变化幅度介于0.0002～0.0202 m3之间，其中前4 a生长极为缓慢，5～8年生时生长速度虽然加快，但仍然维持较低的生长量水平，8～9年生时连年生长量快速增长，此后至10年生时生长速度减缓，说明灰木莲材积生长主要在9年生以后。灰木莲单株材积年平均生长量在整个生长过程均表现出随林龄增长而增加的趋势，其中在0～4年生时增幅较小，5～10年生时增幅较明显，但直至10年生时年平均生长量(0.0091 m3)仍然远低于其相应的连年生长量(0.0202 m3)。因此，从材积生长来看，0～6年生时为灰木莲的幼林阶段，生长缓慢；7～8年生时生长速度虽然加快，但年均生长量仍然维持较低水平，9年生起进入速生阶段，此时连年生长量和年平均生长量仍然保持增长趋势，且10年生时连年生长量为平均生长量的2倍以上。

3.4 林分生物量及其分配

从表1可见，10年生灰木莲林分生物量为104.73 t·hm-2，林分不同结构层次生物量分配为乔木层93.54 t·hm-2，占总生物量89.31 %；林下植被层0.24 t·hm-2，占0.23 %；枯枝落叶层10.95 t·hm-2，占10.46%。

就乔木层中不同器官生物量分配而言，以经济生物量即干材的生物量最大，占乔木层生物量的62.75%，这显然有利于以培育用材林为经营目标的速生丰产林树种；而在灰木莲人工林的经营管理过程中，进行适当的密植和修枝无疑对树干的生长会有促进作用。根系具有从土壤中吸收水分、养分以及改善土壤的理化性质的机能和作用，以维系林木各器官的生长发育。灰木莲人工林根系较发达，其生物量(14.07 t·hm-2)占乔木层生物量的15.04%，这对促进灰木莲生长，同时也为改善土壤的理化特性提供了良好的条件。

3.5 乔木层净生产力的估算

本文采用乔木层年平均净生产力作为灰木莲人工林净生产力的指标，其中树叶以其在树木上着生2 a计、其他器官均以10 a计。由于没有将凋落物层生物量、根系枯损量以及灌草层生物量等计算在内，所得到的林分净生产力要比实际偏低。从表2可见，10年生灰木莲人工林年均净生产力为11.80 t·hm-2·a-1，其中生物量积累速度最快的是树干，为5.87 t·hm-2·a-1；其次是树叶、树根和树枝，分别为2.37、1.41和1.39 t·hm-2·a-1，最低的是树皮，仅为0.76 t·hm-2·a-1。

表1 灰木莲人工林分生物量及其分配

*：样本数n=3。

表2 灰木莲人工林乔木层净生产力及其分配

4 结论与讨论

本研究表明，10年生灰木莲人工林林分平均胸径和平均树高分别达到13.4 cm、12.9 m，单株材积为0.0909 m3，林分蓄积量和年均蓄积生长量分别达到129.71 m3·hm-2和12.97 m3·hm-2·a-1。其中树高和胸径均分别高于相近区域广西凭祥市11年生西南桦人工林[10]、广西南丹11年生秃杉人工林[11]和11年生第2代杉木林[12]，以及广西武宣县禄峰山林场14年生马尾松人工林[13]；年均蓄积生长量略低于广西杉木速生丰产林标准的中心产区蓄积年均生长量指标(13.5 m3·hm-2)[14]，但明显高于南方阔叶树丰产林指标( 10.5 m3·hm-2)，表明灰木莲在该引种区具有较强的生长适宜性和良好的速生特性。

灰木莲平均胸径、平均树高和单株材积均随林龄增长而明显增加，其中树高和胸径均以前6 a生长最快，随后均随林龄的增长呈现缓慢下降趋势；材积生长在前6 a较慢，7～8年生时生长速度加快，9年生起进入速生阶段并保持较高的生长速度，10年生时连年生长量仍远高于年平均生长量，材积生长仍未达到峰值。可见10年生灰木莲人工林尚未达到数量成熟和合理的采伐年龄，仍然维持着较高的生长速度。还应加强抚育管理，才能充分合理利用和发挥林地生产力。

10年生灰木莲人工林生物量为104.73 t·hm-2，其中乔木层生物量为93.54 t·hm-2，占林分总生物量 89.31%。10年生灰木莲人工林净生产力为11.80 t·hm-2·a-1，明显高于相近区域广西凭祥市11年生西南桦人工林[10]、广西南丹县11年生和14年生秃杉人工林[11]，11年生第2代杉木林[12]，以及广西武宣县禄峰山林场14年生马尾松人工林[13]的净生产力，为相同区域处于生长衰退期的灰木莲过熟林(46年生)净生产力(7.31 t·hm-2·a-1)[5]的1.61倍。因此，灰木莲在该区域气候和环境条件下具有较高的生物量和生产力水平。由于灰木莲生长受气候、环境条件以及林分密度和其他管理措施等影响，加上其成熟期一般需要20 a以上，本研究的10年生灰木莲人工林还处于速生阶段，因此，要全面评价本研究区域灰木莲人工林生长规律和生物生产力水平，还有待进一步的调查和研究。

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The Growth Regularity and Biomass Productivity of 10-year-oldManglietiaglaucaPlantation

LIU Jun1，TENG Qiu-mei1，HE Bin1，LUO Liu-juan2，LIAO Qian-yuan1，LI Yuan-hang1，SHU Fan1

(1.ForestryCollegeofGuangxiUniversity，Nanning530004，Guangxi，China； 2.AdministrativeBureauofMulunNationalNatureReserve，Huanjiang547100，Guangxi，China)

The growth regularity and biomass productivity of the 10-year-oldM.glaucaplantation was studied in Nanning city of Guangxi，China.The results showed that，its average diameter at breast height(without bark)，height and individual volume of 10-year-old trees came to 13.4 cm，12.9 m and 0.0909 m3respectively.Both tree height and DBH were grown fastest in the initial 6 years，then decreased with the growth of age.After 10 years，it′s annual volume growth still maintained a higher growth tendency.The biomass of stands of 10-year-oldM.glaucaplantation was 104.73 t·hm-2，in which the biomass were 93.54，0.24 and 10.95 t·hm-2for the arbor layer，understory vegetation layer and litter layer，accounting for 89.31%，0.23% and 10.46%，respectively.The annual net productivity of arbor layer was 11.80 t·hm-2·a-1.The net productivity of different organs were in order of trunk>leaves>root>branch>bark.

Manglietiaglauca；growth regularity；biomass；productivity

2014-11-27；

2015-01-22

广西科学研究与技术开发计划课题(桂科攻11194008)；国家自然科学基金项目(31160152)

刘俊(1990—)，男，湖北省应城人，广西大学林学院硕士生，从事森林生态学研究。E-mail：799558914@qq.com。

何斌(1962—)，男，广西桂平人，广西大学研究员，从事森林土壤、森林生态和森林培育研究。E-mail：hebin8812@163.com。

10.13428/j.cnki.fjlk.2015.04.007

S718.55+6

A

1002-7351(2015)04-0033-04