喜树纯林与混交林生长过程比较分析

周火明　滕家喜　管兰华　陈红林　王生　周席华

摘要：本文以湖北省崇阳县桂花林场喜树人工纯林和大悟县仙居顶林场喜树人工混交林为研究对象，通过标准地设置与调查，获得了喜树胸径、树高、材积生长量和生长率数据，在此基础上研究了喜树胸径、树高、材积的生长过程，并比较分析了纯林与混交林喜树生长过程差异。结果表明：喜树胸径、树高生长速生期出现在早期，混交林与纯林中的喜树表现相同；混交林中喜树的胸径、树高、材积生长量和生长率均优于人工纯林；从喜树材积生长过程看，喜树数量成熟年龄>30a。

关键词：喜树；人工林；混交林；生长规律

中图分类号：S792.99 文献标识码：A 文章编号：1004-3020（2016）03-0027-06

喜树Cam ptotheca acuminata蓝果树科喜树属落叶乔木。树皮灰色，纵裂成浅沟状。单叶互生，矩圆状椭圆形，长12.0～28.0cm，宽6.0～12.0cm，顶端短锐尖，基部近圆形或阔楔形，全缘。头状花序近球形，常由2～9个头状花序组成圆锥花序，顶生或腋生，通常上部为雌花序，下部为雄花序，花杂性，同株；花瓣5枚，淡绿色，矩圆形。翅果矩圆形，长2.0～2.5cm，顶端具宿存的花盘，两侧具窄翅，幼时绿色，干燥后黄褐色，着生成近球形的头状果序。花期5～7月，果期9月。喜光，生于海拔1000m以下的丘陵、谷地，主要分布长江以南各省区。木材可用于包装箱、胶合板、绘图板、火柴杆、乐器、音箱等，它的果实、根、树皮、枝、叶主要含有抗肿瘤作用的喜树碱，是制备高级抗癌药的原料。喜树还具有较好的观赏、生态防护功能，开发利用前景广阔。湖北省喜树人工纯林种植面积大，范围广，多分布在低山、丘陵、岗地，而喜树混交林种植面积较小。喜树是一种优质速生树种，目前对其研究主要集中于喜树的栽培方式，喜树碱的药理药效以及喜树碱含量对生态因子的响应等方面，对其树干解析方面鲜有报道。在喜树生长环境调查的基础上，分别在两种林分标准地上选取平均标准木通过树干解析进行分析，为培育喜树人工速生丰产林及科学管理提供一定的理论依据。

1 材料与方法

1.1 试验地概况

试验林1：孝感市大悟县仙居顶林场，东经116°24′，北纬31°30′，大别山余脉，地跨江淮两大水系的分水岭，海拔300～600m，主峰仙居顶680m。成土母质为片麻岩发育而成的山地黄棕壤和白砾砂土，多呈微酸性。年平均气温15.4℃，年平均降雨量1082mm，年日照时数2119h。这里有成片的喜树和杉木混交林，面积近千亩。

试验林2：咸宁市崇阳县桂花林场管理局洪下林场，地处幕阜山脉大药姑山余脉，位于崇阳县天城镇洪下村，地理坐标为东经113°51′，北纬29°30′39″，海拔279m；亚热带季风气候，四季分明、气候温和、雨量充沛、湿热同步，年平均气温为16.7℃，降水量1460～1570mm。喜树人工林多生长在石灰岩地发育的山地黄棕壤上，面积65.33hm²。

1.2 材料与方法

（1）标准地设置：2014年8月，分别在孝感市大悟县仙居顶林场的20a的喜树杉木混交林试验基地和崇阳县桂花林场管理局洪下林场的19a的喜树人工林试验基地设置面积20m×20m临时标准地10块。

（2）标准地调查：在每块标准地内对所有喜树胸径进行了每木检尺，然后在每个径阶内选取部分林木进行高度测量，通过数据统计计算出每块标准地林分平均高和平均胸径，再算出10块标准地的林分平均高和平均胸径。

（3）标准木选择与树干解析：在两种类型的林分内采用平均标准木法选取1株树干通直生长良好，胸径和树高接近林分平均胸径和平均树高的喜树作为标准木，进行树干解析和测定。采用5a为1个龄阶进行树干解析，解析木按照2.0m区分段截取圆盘（第一段为2.6m），用常规方法对圆盘进行年轮和直径的判别和测定，并计算树干材积、形数、生长率、各种生产量等。以下对大悟县混交林喜树解析木简称为A树，对崇阳县纯林喜树解析木简称为B树。

式中：g_i-第i区分段中央断面积；l_i-第i区分段长度；g′-梢头底端断面积；l′-梢头长度；n-区分段个数；V树干材积；g_1.3-胸高断面积；d_1.3-直径；h-树高；P_v-材积生长率；U_a-a年的树干材积；V_a-n-a-n年的树干材积。

2 生长过程分析

2.1 各种因子生产量

经过对喜树平均标准木进行解析和测定，计算出混交林和人工纯林平均标准木各龄阶的胸径、树高、材积生长过程（表1，表2）。表1表示大悟县混交林的平均木数据，以下简称A树，表2表示崇阳县纯林平均木数据，以下简称B树。

2.2 胸径生长过程分析

从表1和表2中可以看出：0～20a，混交林的胸径生长量一直大于纯林胸径生长量；0～15a，混交林的胸径连年生长量一直大于纯林，15a以后纯林的连年生长量大于混交林；0～20a混交林的平均生长量一直大于纯林的平均生长量；0～20a，两种林分的共同点是随着时间的推移，胸径生长率都出现下降的趋势；在第一个龄阶段，5a内两种林分的生长率相同，5～10a第二龄阶段，混交林的胸径生长率明显大于纯林胸径生长率；10a之后的第二、第三龄阶段，混交林的胸径生长率一直小于纯林胸径生长率。

2.3 树高生长过程分析

从表1和表2中可以看出：0～15a，混交林的树高生长量一直大于纯林树高生长量，15a之后，纯林树高生长量逐渐超过混交林的树高生长量；0～5a之间，混交林的连年生长量大于纯林，5a以后纯林的树高连年生长量大于混交林，到15a时二者相等；0～15a之前混交林的树高平均生长量一直大于纯林的树高平均生长量，15a之后，纯林的树高平均生长量大于混交林；两种林分的树高生长率的共同点是，10a时树高生长率达到最大值，之后都出现下降的趋势，0～5a时混交林树高生长率与纯林的树高生长率相同，5～20a，纯林的树高生长率大于混交林。

2.4 材积生长过程分析

从表1和表2中可以看出：0～20a，混交林的材积生长量一直大于纯林材积生长量；0～20a，混交林的材积连年生长量一直大于纯林；0～20a混交林的材积平均生长量一直大于纯林的材积平均生长量；0～10a混交林的材积生长率大于纯林纯林材积生长率，10a之后混交林的材积生长率小于纯林材积生长率。

2.5 形数生长过程分析

从表1和表2中可以看出：0～20a，两种林分的共同点是随着时间的推移，形数都一直出现下降的趋势，只是混交林形数在20a时略有上升，总的趋势，都在下降。纯林的形数一直大于混交林的形数。

3 结果与分析

3.1 喜树胸径生长过程分析

（1）喜树胸径生长过程曲线：从上图1A和图1B可以看出，不论是纯林还是混交林，在0～20a之间，喜树胸径d呈现稳步增长趋势，20a后还有生长的空间。

（2）喜树胸径连年生长量与平均生长量：从下图2A和图2B可以看出混交林中，胸径连年生长量zd（t）与平均生长量△d（t）起点值比纯林高，生长快，混交林喜树A的胸径连年生长量与平均生长量在第10a就达到了最大值，而纯林喜树B的胸径连年生长量与平均生长量在第15年才达到最大值，且纯林15a的平均生长量0.77cm，相比于混交林10a的平均生长量1.99cm显著较小。从图2可以看出纯林早期比混交林生长慢，但是后期15a后比混交林生长快。

（3）喜树胸径生长率：从图3A和图3B中可以看出：2种林分胸径生长率pd，0～5a时增加，5a后随着时间的推移逐渐下降。早期混交林胸径生长率大于纯林，但是后期15a之后小于纯林。

（4）喜树纯林与混交林胸径生长过程比较分析：综合以上喜树纯林和混交林胸径的生长量、连年生长量、平均生长量、生长率等几种生长数量比较分析，可以看出早期0～15a，纯林胸径各种生长数量指标比混交林小，但是15a之后，纯林胸径生长速度反而大于混交林。

3.2 树高生长规律分析

（1）喜树树高生长曲线：从图4A和图4B中可以看出，不论是纯林还是混交林，在0～20a之间，喜树树高h呈现稳步增长趋势，20a后还有生长的空间。

（2）喜树树高连年生长量与平均生长量：从图5混交林A和纯林B中可以看出，两种林分的喜树树高连年生长量zh（t）都在第11年达到最大值，其平均生产量Ah（t）前10a增长快，从第10年缓慢增加。从树高连年生长量来看，混交林与纯林相比，没有绝对优势，仅在早期生长较快，但19a开始反而比纯林生长慢。

（3）喜树树高生长率：从上图混交林生长率曲线图3A和纯林生长率曲线图3B中可以看出，2种林分树高生长率ph，早期混交林树高生长率大于纯林，混交林树高生长率7a时达到最大值，纯林树高生长率9a时达到最大值，但是后期10a后混交林树高生长率小于纯林。混交林树高生长率0～7a一直在快速增加，纯林树高生长率0～9a一直在快速增加，10a时开始不论是混交林还是纯林树高生长率都处于逐渐下降的趋势，纯林树高生长率下降的混交林高生长率要快。

（4）喜树纯林与混交林树高生长过程比较分析：综合以上喜树纯林和混交林树高的生长量、连年生长量、平均生长量、生长率等几种生长数量比较分析，可以看出早期0～10a，纯林树高各种生长数量指标比混交林小，但是10a之后，纯林生长速度大于混交林。

3.3 喜树单株材积生长过程分析

（1）喜树单株材积生长过程曲线：从图4A和图4B中可以看出，不论是纯林还是混交林，0～20a，喜树材积V呈现稳步增长趋势，20a后还有上升的空间。0～20a，混交林材积一直大于纯林材积。

（2）喜树单株材积连年生长量与平均生长量：从图7混交林A和纯林B中可以看出，在混交林中材积连年生长量与平均生长量起点值比纯林高，生长快，混交林喜树A的材积连年生长量与平均生长量在前10年增长明显比纯林要快，在第15年时混交林材积平均生长量已经达到0.0222m³，而纯林材积平均生长量只有0.0055m³，此时混交林材积平均生长量是纯林材积平均生长量的4倍多。由此可见混交林中喜树的材积生长速度高于纯林。

（3）喜树单株材积生长率：从图3混交林A和纯林B中可以看出，喜树材积生长率pv0～10a一直在逐渐增加，第10年时不论是混交林还是纯林材积生长率都达到最大值，此时混交林材积生长率为35.15%，纯林的材积生长率为31.63%，混交林材积生长率大于纯林材积生长率，两种林分喜树10a后，材积生长率逐渐下降。13a开始纯林材积生长率超过了混交林材积生长率，说明纯林的后期材积生长比混交林材积生长要快。

（4）喜树纯林与混交林单株材积生长过程比较分析：综合以上喜树纯林和混交林单株材积的生长量、连年生长量、平均生长量、生长率等几种生长数量比较分析，可以看出早期0～10a，纯林单株材积各种生长数量指标比混交林小，但是10a之后，纯林生长速度大于混交林。

4 结论

通过对两种不同林分中喜树平均标准木的树干解析，生长规律的比较，得出结论如下。

（1）在林分早期生长过程中（15a之前）混交林喜树的胸径、树高、材积生长量和生长率均优于人工纯林，进行喜树人工林的营造时可考虑混交林的配置方式。

（2）混交林和纯林中喜树的胸径、树高生长快速期都出现在早期，树高均在10a生时达到最快生长，而混交林中喜树胸径生长快速期要早于纯林，但均集中在10～15a之间，10a或15a以后胸径、树高生长均逐渐缓慢。这一结论与张德辉16等在都江堰市对喜树进行树干解析的结果相似，这可能与调查地均处于相似纬度有关。

（3）喜树混交林和纯林中约20a生时均未达到成熟林。喜树材积的连年生长量和平均生长量在5～20a时一直呈现较快的增长趋势，两条曲线没有相交，无法判断二者的最大值，表明材积连年生长量和平均生长量还有较大的增长空间，数量成熟龄还未到来，对喜树生长规律的研究还需要选取年龄更大的林分进行。从喜树材积生长过程看，喜树数量成熟年龄>30a。

（4）从以上各种图形和数据分析可知，混交林中的喜树在15a之前早期生长各项因子生长速度明显大于纯林中的喜树的生长速度，因此建议为了提高喜树生长量，建议尽量营造混交林，可以达到速生丰产林的效果。

（责任编辑：郑京津）