3种日本柏树在莲都林场的引种及生长特征研究

季志利，杜有新，陆丽萍，何小勇

（1. 浙江省丽水市莲都林场，浙江 丽水 323000；2. 浙江省丽水市林业科学研究院，浙江 丽水 323000）

3种日本柏树在莲都林场的引种及生长特征研究

季志利1，杜有新2，陆丽萍1，何小勇2

（1. 浙江省丽水市莲都林场，浙江 丽水 323000；2. 浙江省丽水市林业科学研究院，浙江 丽水 323000）

2016年，通过样地调查与解析木分析，对莲都林场1979年引种的日本扁柏Chamaecyparis obtusa、日本花柏C. pisifera和日本香柏Thuja standishii的生长特征及其地上生物量进行了测定。结果表明，3种柏树胸径速生期在10 ～ 15年生期间，树高速生期在5 ～ 10年生时，单株材积年生长自30年生后趋于平稳；日本扁柏、日本花柏和日本香柏单株地上生物量分别为89.56 kg，62.57 kg和68.78 kg，其林分地上生物量分别为159.86 t·hm-2，138.91 t·hm-2和212.74 t·hm-2。

日本扁柏；日本花柏；日本香柏；生长特征；生物量；莲都林场

日本扁柏Chamaecyparis obtusa、日本花柏C. pisifera和日本香柏Thuja standishii原产日本，分布于自本州福岛县石城郡到九州的屋久岛的广大区域，海拔400 ～ 1 100 m，是日本重要的造林树种。庐山植物园是我国引进这些树种的最早单位之一，并在庐山大面积推广造林，陆续推广到山东、浙江、福建、安徽、江苏、湖南及江西等省中低山地区试种[1]，在这些中山地区形成了较好的山区森林景观。

日本扁柏、日本花柏和日本香柏3个树种是我国中东部中低山区优良的绿化造林树种，关于这些树种在我国推广应用情况及其生长适应性已做过较多的调查研究[2-6]。虽然洪昌端等[3]1993年对日本扁柏等7个树种在浙江引种情况进行过总结，但已有20多年了。对引种于浙江省丽水市莲都林场峰源林区海拔700 ～ 1 200 m中低山区的3种柏树进行生长量、生物量、碳储量等生长特征的调查研究，为本地区中低山地区造林及森林培育，特别是中低山地区森林景观建设提供参考。

1 研究地概况

浙江省丽水市莲都区西南的莲都林场峰源分场，中亚热带季风气候区，28°05′24′′ ～ 28°14′46′′ N，119°40′24′′～ 119°51′22′′ E，属洞宫山山脉，海拔600 ～ 1 326 m。试验区位于莲都林场大山峰林区，119°45′22′′E，28°13′48′′ N，海拔700 ～ 1 200 m，坡向西南，土壤为黄壤。据大山峰气象观测站（海拔1 100 m）多年气象资料统计，年平均气温12℃，极端最高气温30℃，极端低温-12℃，日平均气温≥10℃有227 d，日平均气温≤0℃有41 d，年均降水量2 069.5 mm，年均相对湿度87%，雾日280 d，年平均日照时数1 098 h。

1978年从江西庐山引进日本香柏枝条，进行扦插繁殖试验，1979年再次引进日本扁柏和日本花柏枝条，进行扦插繁殖试验，其中日本花柏于1981年从成活植株上采集插穗进行扩繁。用2年生扦插苗造林，造林密度3 000 ～ 3 300株·hm-2，先后造林18.74 hm2，其中日本香柏于1980年造林0.67 hm2，日本扁柏于1981年造林7.27 hm2，日本花柏于1983年造林10.8 hm2（表1）。造林后连续松土抚育4 a，于1993年对日本扁柏林间伐抚育1次，于1995年对日本花柏林间伐1次。2008年遭严重冰冻灾害，日本扁柏、日本花柏受害严重，有连片翻倒、拦腰折断、断稍情况，2009年清除了雪压木。至今，3种柏树林共保留12.93 hm2，其中日本扁柏5.53 hm2，日本花柏6.73 hm2，日本香柏0.67 hm2。

表1 3种日本柏树引种造林的基本情况Table 1 Plantation of introduced 3 tree species

2 材料与方法

2.1 样地调查

2016年8月，在3种柏树林内分别设置面积为25 m×30 m的样地2个，进行样地调查及每木检测，测量胸径、树高及枝下高。调查了林下植物种类，零星分布主要有白檀Symplocos pani culata，中国绣球Hydrangea chinensis，微毛柃Eurya hebeclados，白花龙Styrax faberi等灌木，草本主要有牛膝Achyranthes bidentata，淡竹叶Lophatherum gracile，狗脊Woodwardia japonica及薹草Carex sp.等。根据日本扁柏、日本花柏及日本香柏样地平均胸径和平均树高，在每个样地各选2株平均木，进行树干解析，以2 m为区分段，用于树干生长过程分析。在采伐平均木时，分段称取树干、树枝和叶片鲜重；随机抽取树干、树枝和树叶等一定比例的新鲜样品带回实验室，称取鲜重后于70℃烘干至衡重，计算各个器官的含水率，进而推算干、枝和叶的生物量。

2.2 数据处理

采用箱线图分析3种柏树林样地内不同大小胸径和树高的个体频度分布特征，箱体为占比50%的个体对应的胸径和树高范围，箱底表示25%的个体对应的胸径和树高值，箱顶表示75%的个体对应的胸径和树高值，箱内实线为中位值即 50%的个体数所对应的胸径和树高值，箱体下端和上端的实线分别代表 0 ～ 25%和 75% ～100%的数值，实线外的实心“〇”和“＊”分别表示标出温和的异常值和极端的异常值。3种柏树的树干、枝条和树叶中碳含量分别按55.6%，56.4%和56.6%计算[7]，据此推算出单位面积森林碳储量（株·hm-2）= 保留密度（株·hm-2）×单株碳含量（t·株-1）。所有数据处理均在Excel 2003和SPSS17.0软件上进行。

3 结果与分析

3.1 3种柏树生长特征

3个树种树高生长高峰在10年生时，胸径高峰在15年生时（表2）。3种柏树胸径速生期大约在10 ～ 15年生期间，20年生以后逐渐下降；树高速生期在5 ～ 10年生时，30年生以后下降明显；单株材积连年生长量30年生后的增长率虽有所趋稳，但尚没到成熟期。

表2 3种日本柏树的年均生长过程（均值±标准差）Table 2 Annual increment of DBH, height and volume of investigated species (mean± SD)

从图1中看出，3种柏树个体胸径和树高的频度分布，日本扁柏和日本香柏的箱体较短，表明其正常值分布相对较为集中；胸径异常值来源于树干分叉或主干缺损后的萌条现象，树高异常值是因为断稍，例如日本香柏断稍现象较严重，导致树高分布的异常值较多。日本扁柏胸径和树高的中值分别为15.0 cm和10.2 m；日本花柏胸径和树高的中值分别为13.9 cm和9.5 m；日本香柏胸径和树高的中值分别为14.3 cm和10.8 m。日本花柏胸径极差（17.7 cm）＞日本扁柏（14.2 cm）＞日本香柏（13.3 cm），日本花柏树高极差（6.0 m）＞日本扁柏（5.3 m）＞日本香柏（4.0 m），反映了日本花柏个体间分异最大。

图1 3种日本柏树胸径和树高分布图Figure 1 Distribution of DBH and height of investigated species

3.2 引种地比较

根据解析木数据，通过比较不同引种地相同树龄的生长情况发现，莲都林场3种柏树30年生时胸径略低于庐山，但树高与庐山地区相近；莲都林场3种柏树7年生的胸径和树高均低于括苍山，14年生胸径和树高也均低于北天目山；莲都林场22年生3种柏树的胸径低于景宁赤木山，但日本扁柏和日本香柏的树高却高于景宁（表3）。

表3 3种日本柏树在其他地区的生长表现Table 3 Growth of investigated species in other places

3.3 地上生物量及碳储量

在地上生物量和碳储量分布方面，单株生物量依次为日本扁柏（89.56 kg）＞日本香柏（68.78 kg）＞日本花柏（62.57 kg），树干生物量为日本扁柏＞日本香柏＞日本花柏，树枝生物量为日本扁柏＞日本花柏＞日本香柏，树叶生物量为日本花柏＞日本香柏＞日本扁柏。单株及各个器官含碳量与生物量特征一致。全株含碳量依次为日本扁柏（50.04 kg）＞日本香柏（38.4 kg）＞日本花柏（34.99 kg），由于单位面积保留株数的差异，单位面积地上生物量及碳密度表现为日本香柏＞日本扁柏＞日本花柏（表4）。

表4 3种柏树林单株生物量及林分乔木层碳密度估算Table 4 Individual biomass and organic carbon content of 3 forest stand

4 结论与讨论

日本扁柏、日本香柏和日本花柏具有相近的生长发育特征，在中低山地区具有较强的环境适应性，尤其是日本扁柏和日本香柏，对土壤类型和坡向要求不严，具有较强的抗风雪冰冻能力，可耐-10 ～ -20℃低温[2-3]，它们在莲都林场也表现出较强的适应性和速生性特征。3种柏树在莲都林场的生长发育特征与诸多调查结果基本一致，胸径速生期大约在10 ～ 15年生期间，20年生以后逐渐下降；树高速生期在5 ～ 10年生，30年以后下降明显[3,8-11]；单株材积年生长自30年生后开始下降，采集成熟期至少在35年后[3,5]。虽然没有开展与当地乡土树种的比较研究，但根据气候环境相近地区的研究报道，说明这3个树种的生长表现强于或接近本地乡土树种，例如在景宁草鱼塘和四明山引种的日本花柏年均生长量超过乡土树种黄山松，日本扁柏和日本香柏生长也与黄山松生长相近[3]；宁波四明山引种的11年生的日本花柏和日本扁柏胸径高于杉木和柳杉，树高生长差异不大，日本香柏低于杉木和柳杉；天目山引种的3个树种的生长表现均强于杉木和黄山松[3]。

通过与相关研究结果比较，3个树种在莲都林场的单株及其林分地上生物量表现为较高水平。例如与同龄的乡土树种黄山松和柳杉相比，3种柏树单株生物量显著高于大小相近的黄山松（干重23.20 kg）[12]，除日本花柏外，日本扁柏和日本香柏单株生物量高于31年生的柳杉（干重66.45 kg）[13]，3种柏树林分生物量皆高于柳杉林生物量（120.24 t·hm-2）[13]。与低海拔的针叶和阔叶树种相比，除日本香柏林外，日本扁柏和日本花柏林分生物量均低于马尾松林（204.37 t·hm-2）[14]和甜槠林生物量（262.00 t·hm-2）[15]，但3种柏树林生物量皆高于25～ 35年生的近熟杉木林平均生物量（137.91 t·hm-2）[16]。

我国自上世纪30年代开始引种造林试验，并于上世纪70年代开始在中低海拔山区推广应用，各地试种结果表明，这些树种是我国亚热带尤其是华东中低山地区优良速生造林及景观树种，也是本地区提高森林生产力的优良树种。

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Growth Properties of Three Introduced Tree Species in Lishui

JI Zhi-li1，DU You-xin2，LU Li-ping1，HE Xiao-yong2

(1. Lishui Liandu Forest Farm of Zhejiang, Lishui 323000, China; 2. Lishui Forestry Institute of Zhejiang, Lishui 323000, China)

Investigations were carried out in 2016 in Liandu Forest Farm of Zhejiang province on growth traits and aboveground biomass by sample plots and analytic wood of Chamaecyparis obtusa, C. pisifera and Thuja stardishii introduced in 1979 by cuttings. The results showed that fast growth period of DBH of three determined species was between 10-year and 15-year and that of height was between 5-year and 10-year. The individual tree volume increment was gradually stable after 30-year. Above ground biomass of individual tree of tested species were 89.56 kg, 62.57 kg and 68.78 kg respectively, and that of stands were159.86 t/ ha, 138.91 t/ ha and 212.74 t/ha respectively.

Chamaecyparis obtuse; C. pisifera; Thuja stardishii; growth properties; biomass; Liandu Forest Farm

S758.5，S722.7

A

1001-3776（2017）01-0001-05

10.3969/j.issn.1001-3776.2017.01.001

2016-09-08；

2016-11-30

浙江省重点研发计划“浙西南山区美丽林相改造关键技术集成研究与示范”（2015C02SAB00004）

季志利，工程师，从事森林培育；E-mail:1048587035@qq.com。通信作者：何小勇，教授级高工，博士研究生，从事森林培育研究；E-mail：332744534@qq.com。