广西南宁46年生降香黄檀人工林生长规律

梁建平，蒋军林，秦武明，吴道念，严 理，吴 敏，姜 翠

（1.广西良凤江国家森林公园，广西 南宁530031；2.广西大学 林学院，广西南宁530004）

广西南宁46年生降香黄檀人工林生长规律

梁建平1，蒋军林1，秦武明2，吴道念1，严 理2，吴 敏1，姜 翠2

（1.广西良凤江国家森林公园，广西 南宁530031；2.广西大学 林学院，广西南宁530004）

针对广西南宁良凤江树木园内46年生降香黄檀Dalbergia odorifera人工林生长规律进行研究，通过进行树干解析的方法阐述这一珍贵红木树种的生长规律。结果表明：46年生降香黄檀平均树高、胸径、去皮单株材积分别为18.70 m，21.6 cm和0.401 9 m3·株-1。降香黄檀的树高连年生长量呈现明显的 “高—低—高”规律，幼苗期其高增长较快，至35年生之后呈现较稳定的树高生长趋势并最终达到18.70 m。降香黄檀的胸径生长在46年生的生长期中出现2次较明显的稳定期，分别是14～28年生及32～46年生。在材积生长量方面，降香黄檀的材积生长在珍贵阔叶树中处于中上水平。降香黄檀在8年生前后开始出现心材，46年生时心材直径平均值为10.8 cm。图5表2参18

森林培育学；降香黄檀；生长规律；红木；心材

降香黄檀Dalbergia odorifera属蝶形花科Papilionaceae黄檀属Dalbergia，又名海南黄花梨，花梨木，花梨母等。其树高为10～15 m，树皮粗糙呈褐色，羽状复叶，圆锥花序，荚果舌状［1］，原产于海南岛，其木材质极佳，是国家红木标准认定的33种红木中原产中国的珍贵种的一种，仅次于最为优异的檀香紫檀Pterocarpus santalinus［2］。其心材呈红褐色，材质坚实厚重纹理细腻多变，为上等家具良材；有香味，可作香料；根部心材名降香，为良好的镇痛剂，又治刀伤出血。降香黄檀木料与鸡翅木、紫檀木、铁力木并称中国古代 “四大名木”［3］。由于过度采伐，降香黄檀一度濒危，被列为国家二级保护植物，但受其心材市场价格的不断攀升，近年来降香黄檀人工林栽植已蔚然成风。文献［4］记载降香黄檀7～8年生可形成心材，黎素平等［5］研究认为是9～15年生，但由于现存人工种植的降香黄檀大都林龄较小，因而国内对于降香黄檀生长规律的研究几乎空白（朱声管等人曾对降香黄檀幼苗进行研究［6］）。目前，研究主要集中在幼苗生长及生理实验［7-11］等方面。本研究的降香黄檀树龄46 a，已经达到成材的年限，进行生长规律剖析将会为降香黄檀的栽植、抚育管理乃至投资提供一定理论依据。

1 试验地概况

试验地位于广西南宁良凤江国家森林公园内，22°40′N，108°21′E。园内地貌多为较低矮山丘，坡度较小，水热丰富，海拔为80～220 m，相对高度30～140 m，年平均气温为21.6℃，1月平均气温为12.4℃，极端最低气温-1.4℃，7月平均气温28.3℃，极端最高气温39.5℃，年平均霜期5 d，年降水量1 340 mm，4-9月为雨季，相对湿度65%～80%。土壤类型为砂页岩发育形成的赤红壤，厚度为80 cm以上。所选降香黄檀人工林为1968年栽植，面积为1.5 hm2，平均树高为18.7 m，平均胸径21.6 cm。与海红豆Adenanthera pavonina，枸骨木Swida wilsoniana和阴香Cinnamomum burmanni等混交。混交林中降香黄檀保留密度为75株·hm-2，林分郁闭度为0.8。

2 材料与方法

2.1 标准地设置与调查

根据试验地内不同立地情况设置3块标准地，面积均为20 m×20 m，共计1 200 m2。记录每块标准地的立地情况 （坡位、坡向、坡度、海拔等），在样地内对降香黄檀进行每木检尺，测量其树高、胸径、枝下高、冠幅等信息，并测量记录样地内混交树种的平均树高和平均胸径。

2.2 试验方法

根据降香黄檀每木检尺的统计数据（表1），在每块标准地分别选取2株生长正常、具有代表性的平均木 （因50年生降香黄檀价值珍贵，故伐倒木数量较少）。在伐倒前标记树木生长南北向，对标准木在离地10 cm处进行机械伐倒，此后在0，1.3，1.6，3.6，5.6 m……按2 m分段依次截取5 cm厚的圆盘（截取到枝顶末梢）。在圆盘的一面做好标记（南北线、截段记号），将圆盘在现场用保鲜膜密封处理，于当日带回实验室进行树干解析（采用传统年轮确定法与年轮扫描仪相结合的方法），分析降香黄檀树高、胸径、材积的具体生长情况。

树木的胸高形数是指其材积与以树干胸高断面作为比较圆柱体之比，它的大小可以反映树干粗度变化的快慢，其计算公式为f1.3=V/（g1.3·h）。其中：V为材积，g1.3为胸高断面积，h为树高。

表1 立地条件及每木检尺平均数Table 1 Site conditions and every wood scaling averages

3 结果与分析

3.1 树高生长规律分析

由表1可知：46年生降香黄檀的树高平均值为18.70 m。降香黄檀作为优质红木用材树种，其树高生长较一般速生树种较低，但高于南方铁杉Tsuga tchekiangensis等树种，尤其是其前10年生能达到5.78 m的树高，是南方铁杉前10年生树高总生长量1.78 m的3.24倍［12］。由图1可知：降香黄檀树高在生长过程中其平均生长量大体维持在0.5 m·a-1的速率，在10年生达到最大5.78 m·a-1，此后下降并趋于稳定。而连年生长量则随年龄增长出现较剧烈的变化趋势，其中树高连年生长量最大值出现在第6年，为0.865 m·a-1，最小值出现在26年生为0.055 m·a-1。并且在38年生之前大致呈现 “高—低—高”的趋势，在38年生之后逐步稳定在0.3 m·a-1左右。树木的高生长受到诸多因素的影响，包括外界的光、热、水、养分以及内部植物生长调节物质、生长节律等。从降香黄檀较明显的高生长波动趋势可以推测，受环境变化影响较大，具体原因有待更详细的气候资料验证，也可能是由于外源刺激内部生长调节机制所导致，但总体降香黄檀的高生长在早期具有较大潜力。

3.2 胸径生长规律

46年生降香黄檀平均胸径为21.6 cm。据图2可见：降香黄檀生长过程中出现了2次较长的稳定期，自最初的最大连年生长量1.3 cm·a-1一直下降到第10年的0.5 cm·a-1，下降幅度达到了160%，可知降香黄檀的胸径生长在幼苗期保持较高的生长速度，此后一直下降。在11年生时短暂升高到0.65 cm·a-1，此后从第14～28年，降香黄檀的胸径连年生长量较稳定的保持在0.4 cm·a-1附近。这一阶段为降香黄檀胸径生长的第1个稳定期。在第30年出现短暂升高后同样快速进入下降期，32～46年生，中间虽有较小升降，但此阶段降香黄檀的胸径生长大致维持在0.2～0.3 cm·a-1。

相较于高生长的明显波动，降香黄檀的粗生长较稳定。但混交种植的降香黄檀人工林中其他树种的抚育方式、采伐年限、林冠变化等诸多因素直接影响到林分密度，降香黄檀胸径生长与密度的关系值得进一步实验论证。作为多年培育的大径材树种，降香黄檀胸径还是保持了较高的生长速度，若能合理抚育将会表现出更大生长潜力。

图1 降香黄檀树高生长过程Figure 1 Dalbergia odorifera tree height growth

图2 降香黄檀胸径生长过程Figure 2 Dalbergia odorifera DBH growth

3.3 材积生长规律

46年生降香黄檀平均单株材积生长量为0.401 9 m3。由图3可知：降香黄檀的材积平均生长量在4年生中一直处于波浪式增长，最终达到了0.087 m3·a-1。在14年生之前其连年生长较平缓，自第18年开始出现快速增长，在40年生时达到最高的0.017 m3，其中22年生，24年生，36～38年生出现较大幅度下降，但总体一直保持增长趋势。从材积生长趋势可以看出降香黄檀连年生长量与平均生长量远未达到相交的时间点，证明其距离数量成熟还有较大差距，林木材积增长的空间很大。

3.4 胸高形数与树高指数

胸高形数可以反映出树干形状的通直和完满度。由图4可以看出：降香黄檀的胸高形数呈现下降并趋于稳定的趋势，其中2年生胸高形数值极高的原因为高增长显著大于粗增长。其胸高形数一直保持在0.5以上，最低值为18年生的0.514，46年生时为0.586，高于36年生顶果木Acrocarpus fraxinifolius的0.45［13］，可看出降香黄檀具有干形通直的生长特点，这是保证出材率的重要特征。树高指数是树高与胸径生长率的比值，一定程度反映树木高生长的能力。从图5可以看出：除个别年份树高指数数值小于1，降香黄檀生长的绝大部分年限都大于1，说明降香黄檀保持了较高的高生长态势。

图3 降香黄檀材积生长过程Figure 3 Dalbergia odorifera volume growth

图4 降香黄檀胸高形数Figure 4 Dalbergia odorifera breast height form factor

3.5 生长率

图5 降香黄檀生长率Figure 5 Dalbergia odorifera growth rates

3.6 心材生长规律

46年生降香黄檀人工林的心材生长规律如表2所示。由表2可知：降香黄檀在8年生前后开始出现心材，与前人的研究相符。46年生时平均心材直径为10.8 cm，对应的胸径为21.6 cm，所采样木中最大心材直径为16.9 cm，对应胸径为25.8 cm。可以看到：自心材出现时心材比为7.30%至第46年时为49.54%，年增长速率为1.11%，最大心边材比出现在38年生，为50.00%，但是此后一直保持在49.00%以上。

在对心材的分析中发现降香黄檀树干的心材生长具有随机性，例如会出现树干两端生长心材但中段无心材的现象，以及同一断面出现2处甚至3处心材生长点并且相互不融合等现象。

表2 降香黄檀整树胸径和心材Table 2 Dalbergia odorifera whole-tree diameter at breast height,heartwood

4 结论与讨论

46年生降香黄檀人工林平均树高、胸径和单株去皮材积分别为：18.70 m，21.6 cm和0.401 9 m3·株-1。降香黄檀的树高、胸径生长都有各自的规律性，树高的连年生长量呈现明显的 “高—低—高”规律，幼苗期高增长较快，至35年生之后树高生长较稳定。广西南宁地区46年生的灰木莲Manglietia glauce树高为22.80 m［14］，黑龙江省伊春地区46年生长白落叶松Larix olgensis平均树高可达23.7 m［15］，福建光泽地区46年生南方铁杉平均树高为11.8 m［12］。降香黄檀的胸径生长在46年的生长期中出现2次较明显的稳定期，分别是14～28年生及32～46年生。在这2个时期内，降香黄檀的胸径生长没有太大的波动。对比发现：46年生灰木莲胸径为21.72 cm，长白落叶松为20.70 cm，福建光泽地区南方铁杉为21.25 cm。可以看出，降香黄檀的胸径生长大致与灰木莲等阔叶树以及长白落叶松、南方铁杉等针叶树达到同一水平。在材积生长量方面，对比可知46年生灰木莲材积为0.469 5 m3·株-1，46年生南方铁杉去皮材积为0.223 9 m3·株-1，可知降香黄檀的材积生长处于较高水平。其连年生长量呈现波浪式增长，在14年生之前其连年生长较平缓，自18年生开始出现快速增长，在40年生时达到最高的0.017 m3·株-1，其间的22年生、24年生、36～38年生出现较大幅度下降，但总体趋势一直处于较快增长。从材积生长趋势可以看出：降香黄檀连年生长量与平均生长量远未达到相交的时间点，证明其距离数量成熟还有较大差距，其材积增长的空间还很大。根据材积的波动变化可推测降香黄檀材积生长受到温度、降水及林冠变化导致的光照变化等季节性或周期性外界环境影响。降香黄檀的胸高形数维持在0.5以上，表明其树干通直圆满，树高、胸径及材积生长率均随着林龄增加而降低，并且均是先快后慢的趋势。其中胸径的生长率下降平稳，树高和材积的生长率下降趋势波动较大。

降香黄檀的心材形成机理较复杂，目前对各种产生心材树种的研究发现，其形成机理主要表现在边材向心材转变的过程中发生的一系列理化变化，包括酶活性、含水量、营养元素等物质的变化以及特殊代谢物的产生等［16］。而决定心材数量或体积的临界点在于树体的生长发育中边材和心材的比例达到利于自身生长的最佳水平［17］，所以在理论上可以通过人工干预如修枝等手段和人为外源刺激等方法促进降香黄檀心材的形成。贾瑞丰［18］研究发现：降香黄檀的心材形成主要来自于水分胁迫、真菌菌液、生长调节物质等改变了树体的内部代谢或直接加速边材转变成为心材。降香黄檀在第8年前后开始出现心材，46年生时心材直径平均值为10.8 cm，对应植株胸径为21.6 cm。可以看到自心材出现时心边材比例7.3%至46年生时49.54%，年增长速率为1.11%，最大心边材比出现在第38年，此后一直保持在49.00%以上，较稳定。

本研究中发现：降香黄檀作为名贵的红木用材树种，其生长速度在某些方面并不缓慢，若能保证立地条件和幼苗期通直的生长趋势，降香黄檀的成材率极为可观，但由于心材的生长具有不确定性，因而对于降香黄檀的种植推广不能盲目。另一方面，可适当人工干预其心材的形成，诸如在其胸径、树高及材积生长的高峰期加大水肥的供给；幼苗期对混交树种进行适当整枝以保证光照强度；在其心材形成初期采用外源刺激的手段加速其生长等。

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Growth rule for a 46-year-old Dalbergia odorifera in Nanning,Guangxi

LIANG Jianping1,JIANG Junlin1,QIN Wuming2,WU Daonian1,YAN Li2,WU Min1,JIANG Cui2
（1.Guangxi Liangfengjiang National Forest Park,Nanning 530031,Guangxi,China;2.College of Forestry,Guangxi University,Nanning 530004,Guangxi,China）

To protect a precious redwood tree,Dalbergia odorifera,this study determined the growth rule for a 46-year-old D.odorifera from Liang Fengjiang Garden in Nanning,Guangxi.Results showed an average tree height of 18.7 m,DBH of 21.6 cm,and volume of 0.401 9 m3·tree-1.Tree height followed an annual increment pattern of“high—low—high” from the seedling stage to 35 years of age.Afterward a relatively stable growth in tree height occurred.DBH growth had two relatively obvious plateaus from years 14-28 and 32-46.Volume growth was high for a precious hardwood with heartwood in the most recent 8 years averaging a diameter of 10.8 cm.［Ch,5 fig.2 tab.18 ref.］

silviculture;Dalbergia odorifera;growth rule;redwood;heartwood

S718.4

A

2095-0756（2015）04-0523-06

10.11833/j.issn.2095-0756.2015.04.005

2014-11-04；

2014-12-15

广西自然科学基金资助项目（2012jjAA30094）

梁建平，教授级高级工程师，从事森林培育研究。E-mail：ljpqtgjj@163.com