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基于树干解析的红毛山楠人工林早期生长规律*

2017-10-28莫罗坚卢继东胡秋艳陈葵仙李伟豪张燕林

林业与环境科学 2017年5期
关键词:红毛生长率材积

莫罗坚 卢继东 胡秋艳 陈葵仙 李伟豪 张燕林

(东莞市林业科学研究所,广东 东莞 523106)

基于树干解析的红毛山楠人工林早期生长规律*

莫罗坚 卢继东 胡秋艳 陈葵仙 李伟豪 张燕林

(东莞市林业科学研究所,广东 东莞 523106)

采用树干解析的方法对红毛山楠(Phoebe hungmaoensis)人工林进行初步研究,结果表明:9 a生红毛山楠胸径、树高和材积生长较快,树干通直,但尚未达到成熟龄;在生长规律方面,红毛山楠胸径连年生长量呈现前高后低的逐年递减趋势,树高连年生长量呈波浪式下降的趋势;材积连年生长量和年均生长量均呈现逐年增加的趋势;树高、胸径及材积连年生长率及胸高形数均随着树龄增加而递减,呈现先急速后缓慢的下降趋势。红毛山楠幼树能耐一定的荫蔽,能在林冠下较快速的生长。

红毛山楠;树干解析;生长规律

红毛山楠(Phoebe hungmaoensis)是樟科(Lauraceae)楠属常绿乔木,在我国分布于海南省、广西壮族自治区南部及西南部,其木材纹理直,结构细,不易开裂,可作家具、船板、车辆、农具等用材[1-2],在园林绿化可作为行道树、庭荫树、防护林、风景树和庭园观赏树等栽培应用,观赏价值较高[3-4],因此是华南地区值得进一步开发利用的乡土树种和珍贵用材树种。目前,海南省和广东省等少数地区开始在造林和绿化中应用栽培,但是对其的研究主要集中在分类学、资源调查、苗木繁育与园林应用等方面,对红毛山楠人工林生长规律方面的研究则未见有报道。本研究旨在对红毛山楠人工林开展早期生长规律的研究,以期掌握其生长特性,为今后实施大径级人工林培育提供依据。

1 材料与方法

1.1 研究地概况

解析木取自于广东省东莞市大岭山森林公园林业科学园内的试验林。试验林面积约6.7 hm2,地处 113°31′~114°15′ E,22°39′~23°09′ N,平均海拔60 m。该地地处南亚热带,温暖多雨。年平均气温22.1 ℃,最热月(7月)平均温度28.2 ℃,极端最高温37.9 ℃,最冷月(1月)平均气温13.4 ℃,极端最低气温低于0 ℃;年均降水量1 800 mm,每年4—9月为雨季。常有台风灾害,土壤为花岗岩、页岩等发育的赤红壤。土层多为厚土层,部分地段为薄中层土,且石砾含量较多,有机质含量较低。试验林为马占相思(Acacia mangium)改造林,原有马占相思为1995年种植,2006年对原有马占相思进行间伐,保留郁闭度0.5,马占相思密度为400~600 株/hm2。2007年营建樟科树种试验林,选用红毛山楠、闽楠(P. bournei)等20多个樟科树种苗木进行块状混交造林,造林密度1 110株/hm2,株行距为3 m×3 m。红毛山楠为半年生、高50 cm的袋苗,造林后连续抚育4年,每年抚育2次。

1.2 研究方法

于2016年8月随机选取30株样木进行每木检尺,测定胸径,根据结果选择3株平均木作为解析木。用指北针标定解析木南北向,测量3株平均木的树高、枝下高、冠幅(东西和南北)。标记根颈及胸高位置后伐倒样木,测量树干全长、轮枝数、冠长。然后在0、0.5、1.3、1.5 m 处锯取圆盘,1.5 m 后以1 m 为一区分段截取圆盘,圆盘厚度为5 cm。取好圆盘后在圆盘非工作面上标明解析木号数、区分段号、南北向等信息。之后将圆盘刨光,判别年轮,用游标卡尺测量各龄阶直径,一个龄阶为 1 a。

1.3 数据处理

采用 Microsoft excel 2003 对数据进行整理,采用区分段平均断面求积法计算树干材积。

2 结果与分析

2.1 红毛山楠人工林生长过程

通过树干解析计算红毛山楠人工林的生长过程,其计算结果见表1。从表中可以看出,9 a生 红毛山楠平均树高为11.22 m,平均胸径为 10.66 cm,树高年均生长量为 1.25 m,胸径年均生长量为1.18 cm。李书平等[5]研究的15 a生的马占相思,其9 a生树高、胸径年均生长量达到1.59 m、1.57 cm,高于本研究红毛山楠的生长量;唐继新等[6]研究的27 a 生的红锥(Castanopsis hystrix),其 9 a生树高、胸径年均生长量达到0.93 m、0.66 cm,均低于红毛山楠。9 a生红毛山楠平均材积(去皮)可达到 0.048 7 m3,年均生长量 0.005 4 m3;9 a 生的红锥[6]分别为 0.018 67 和 0.002 07 m3,红毛山楠的材积生长优于红锥。

表1 红毛山楠人工林生长过程

2.2 红毛山楠人工林生长规律

2.2.1 胸径生长规律 红毛山楠早期胸径生长过程见图1。胸径年均生长量总体趋势较平稳,最大值出现在5 a生时,为1.31 cm;连年生长量前高后低,最大峰值出现在4 a生时,为1.84 cm,之后逐渐下降。连年生长量和年均生长量曲线相交于 5~6 a生之间,在这之前连年生长量明显高于年均生长量,说明6 a生前胸径处于快速生长期,之后胸径连年生长量略低于年均生长量,年均生长量和连年生长量则缓慢下降,约为1 cm,生长速度仍然较快。

图1 红毛山楠胸径、树高、材积生长曲线

2.2.2 树高生长规律 由图1可知,红毛山楠树高年均生长量总体趋势较平稳,最大值出现在(2 a)生时,为1.75 m;连年生长量呈波浪式下降的趋势,最大值出现在2 a生时,为2.0 m;波峰呈现年交替出现的规律。8 a生之前红毛山楠树高连年生长量接近于年均生长量,此时红毛山楠高生长快速,每年高度增加0.95~2.00 m。之后林分郁闭度逐渐增大,林木之间竞争日渐激烈,第9年开始,树高生长受到明显影响,连年生长量迅速降低,比第8年低 0.95 m,仅长高0.38 m,生长速度缓慢。

2.2.3 材积生长规律 0~9 a生期间红毛山楠的材积年均生长量和连年生长量均呈现为逐年增加的趋势。说明树高、胸径与材积具有正相关关系。从图1 可看出,材积年均生长量和连年生长量曲线未相交,说明9 a生红毛山楠林木的材积处于速生期,未到达其数量成熟龄。

图2 红毛山楠生长率曲线

2.2.4 生长率规律 从图2可知,红毛山楠树高、胸径和材积的连年生长率均呈现随树龄增加而递减的规律,总体变化趋势为先急后缓。树高生长率从2 a到5 a生迅速降低,之后缓慢下降;胸径生长率则是从3 a到6 a下降迅速,之后维持一个平缓的水平;材积生长可分为两个阶段:从3 a到6 a 下降迅速,之后保持缓慢下降的趋势。

2.2.5 胸高形数规律 从图3看出,红毛山楠胸高形数表现为先快速后缓慢的下降趋势:从(2 a)生的1.23迅速下降到4 a生的0.58,之后平缓下降,2~6 a生胸高形数保持在0.50 以上,之后虽低于0.5,但也保持0.45以上的较高水平。

图3 红毛山楠胸高形数生长规律

3 结论与讨论

利用解析木生长性状平均值了解树种生长过程及其规律,对于人工林培育具有十分重要的指导意义[7]。9 a生红毛山楠林木胸径、树高、材积均处于速生期,但波动较大。与本地区大规模栽培的速生用材树种马占相思以及珍贵用材树种红锥的对比[5-6]可知,红毛山楠具有一定的速生性。

红毛山楠胸径连年生长量呈现前高后低的逐年递减趋势。材积连年生长量和年均生长量均呈现逐年增加的趋势。9 a生红毛山楠材积连年生长量与年均生长量曲线尚未相交,说明其未达到成熟龄。因此,在此阶段都应加强林分的抚育,保障水、肥、光照等条件满足其生长所需,最大程度提高其经济效益。

林木生长率是反映林木生长相对速率快慢的指标。红毛山楠树高、胸径及材积连年生长率均表现为随树龄增加而递减的规律,总体趋势为先急后缓,前6 a连年生长率逐年快速降低,然后平缓下降。这表明红毛山楠生长率高低与林分郁闭度大小有密切关系,其实质则是树木生长资源的竞争,这种规律在幼林时期的树高生长表现得最为明显,这与峦大杉(Cunninghamia konishii)人工林的研究结果相近[8],因此在林龄达到6 a后,应对林分进行透光伐,以促进林分生长。

形数是表示树木干形的重要指标,是树干材积与比较圆柱体体积的比值,当胸高和树高一定时,饱满树干的材积与比较圆柱体的体积相差较小,形数值较大[9]。红毛山楠胸高形数均随着树龄增加而递减,呈现先急速后缓慢的下降趋势。胸高形数保持在0.45以上,接近松杉等针叶树[10],说明其干形通直,完满度较好,出材率较高。

试验结果表明,红毛山楠幼树对荫蔽具有一定的耐受性,在林冠下也能较快速的生长。而随着年龄的增长,其对光照的需求逐渐增强,这一点与楠木(P. zhennan)[11]等很多其他樟科树种不同。

[1] LI S G, LI X W, LI J, et al. Flora of China(Vol. 7)[M].Beijing: Science Press, 2008: 65.

[2] 中国科学院中国植物志编辑委员会. 中国植物志[M].北京: 科学出版社, 1982: 109.

[3] 叶自慧, 黄少玲, 朱军, 等. 樟科楠属4种观赏植物的繁殖养护与园林应用[J]. 广东园林, 2016, 38(2): 48-51.

[4] 江灶发, 董忠敏. 楠属植物资源的开发与利用研究[J].黑龙江农业科学, 2008 (6): 119-121.

[5] 李书平, 魏建康, 张龙辉, 等. 马占相思的树干解析[J].河南科技学院学报, 2014, 42(2): 24-27.

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[7] 陈奕良, 谢正成, 张俊红, 等. 天然光皮桦树干生长特性初步研究[J]. 浙江林业科技, 2009,29(4)73-77.

[8] 张璐颖, 康永武, 林智勇, 等. 峦大杉人工林生长规律研究[J]. 福建林业科技, 2013, 40(3): 8-13.

[9] 黄永彬, 冯立新, 朱能武, 等. 马蹄荷树干解析[J]. 安徽农业科学, 2016, 44(9): 197-199.

[10] 吕曼芳, 梁乃鹏, 秦武明, 等. 顶果木人工林生长规律的研究[J]. 中南林业科技大学学报, 2013, 33(8): 43-49.

[11] 杜娟, 卢昌泰. 楠木人工林的研究现状与展望[J]. 安徽农业科学, 2009, 37(33): 16610-16612.

Preliminary Study on Early Growth Rhythm ofPhoebehungmaoensis Plantation Base on Stem Analysis

MO Luojian LU Jidong HU Qiuyan CHEN Kuixian LI Weihao ZHANG Yanlin

(Dongguan Research Institute of Forestry, Dongguan,Guangdong 523106, China )

The growth of Phoebe hungmaoensis plantation was analyzed by the stem analysis. The results showed that the 9-year-old tree grew fast and straight, but it was immature. From the perspective of growth rhythm,the current annual increment of P. hungmaoensis DBH showed a decreasing trend decreasing year by year, and the current annual increment of tree height showed a wave-like decreasing trend. The current annual increment and the average annual growth rate of volume presented the increasing trend year by year. The current annual increment of height, DBH and volume and diameter-height form factor was decreased with the increase of the tree age, which showed the descending trend of the first rapid and then slow. The young trees of P. hungmaoensis had a certain shade resistance and could grow faster under the canopy.

Phoebehungmaoensis;stem analysis;growth rhythm

S796

A

2096-2053(2017)05-0031-04

广东省林业科技创新项目“热带亚热带地区樟科种质资源收集保存及其优良树种培育技术研究与示范”(2013KJCX001-04)。

莫罗坚(1979—),男,高级工程师,主要从事植物多样性保护研究,E-mail:rocket79@sohu.com。

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