不同坡位34年生秃杉人工林生长规律研究

陈彬

[摘要]為探讨不同坡位条件下秃杉人工成熟林生长过程，在福建省尤溪国有林场34年生秃杉人工林中采用不同坡位的完全随机区组设计，建立标准地进行调查，选择9株标准木进行树干解析等研究。结果表明：不同坡位条件下，秃杉的生长过程有较大的差异，下坡位与中、上坡位的差异较大，而中坡位与上坡位的差异较小。胸径生长速生持续期，下坡为3～20年，中坡为3～13年，上坡为3～7年；树高生长速生持续期，下坡为4～17年，中坡为7～12年，上坡为8～10年；材积生长速生持续期下坡为8～34年，中坡为11～32年，上坡为16～21年。胸径、树高、材积生长速生期均表现为下坡的速生期出现时间早、持续时间长而且峰值大，中坡次之，上坡的速生期出现时间迟、持续时间短而且峰值小。34年生时，胸径中坡位只有下坡位的73.0%，上坡位只有下坡位的65.3%，上坡位只有中坡位的76.1%；树高中坡位只有下坡位的78.4%，上坡位只有下坡位的59.7%，上坡位只有中坡位的65.3%；材积中坡位只有下坡位的48.4%，上坡位只有下坡位的26.8%，上坡位只有中坡位的55.4%。秃杉人工林生长快，不同坡位间生长差异大，中下坡位林地适宜秃杉人工林的生长，是杉木、马尾松迹地更新的优良树种。

[关键词]秃杉；人工林；坡位；胸径；树高；材积；生长过程

[中图分类号]S791 [文献标识码]A

坡位是影响人工造林的最重要立地因子之一，对树木的生长、营养状况以及生态功能均会产生直接或间接的影响。在一定海拔内，坡位对土壤养分分布状况的影响较为显著，坡面土壤和坡面养分在雨水的淋溶作用下进行重新分配是导致不同坡位间土壤养分分布差异的主要原因。不同坡位间的土壤肥力存在着较大差异，从而影响林木的生长和林分的质量。不同树种对坡位的适应程度明显不同，杉木对坡位的要求很苛刻，上、中、下坡的杉木生长差异较大，马尾松对坡位的要求稍低，上、中、下坡马尾松生长差异不很明显，因此进行造林树种在不同坡位的生态适应性研究，对于人工造林的适地适树选择非常重要。

秃杉（Taiwania flousiana Gaussen）国家Ⅰ级保护树种，生长快、材质好，是珍贵的用材树种；树冠优美，是园林绿化的好树种。秃杉的天然林分只分布在我国南方各省的海拔较高的大山深处，数量很少，已成为濒危植物。为保护和发展秃杉资源，我国南方各省从上世纪八十年代开始陆续开展了秃杉的人工栽培，并进行了各种的试验研究。阮传成等于1994年、王挺良于1995年、洪菊生等于1997年、章健于2001年、陶国祥于2001年、陈建新等于2002年、李性苑等于2005年、何斌等于2008年陆续报道了秃杉人工林的生长状况。但这些研究都是在秃杉的中幼林进行的，是秃杉几年生或十几年生的生长状况，具有时间局限性。目前国内尚未见秃杉人工林成熟林分生长规律的研究报道，因此本文对秃杉人工林34年生林分生长规律进行研究，以期为秃杉栽培提供科学依据。

1 研究地区基本情况

研究地区位于福建省尤溪县，为我国南方集体林区的重点林业县，现有森林面积24.8万hm2，森林覆盖率72.6%，森林蓄积量1646万m3。属中亚热带常绿阔叶林区，树种繁多，森林资源非常丰富。

试验地设在福建省尤溪国有林场华口溪国家林木良种基地内，海拔300～500m，土壤为红壤，土层厚度80～120cm。标准地前茬为马尾松纯林，1982年6月采伐，同年10月进行劈草炼山，采用穴状整地，于1983年2月采用实生苗造林，初植密度为900株/hm2。1991年采用下层间伐法进行间伐抚育，间伐强度为30%。林分现保留密度为600株/hm2，林分平均胸径26.6cm，平均树高19.4m。

2 研究方法

2.1 样地设置

1983年福建省尤溪国有林场华口溪工区营造了秃杉人工林8.6hm2，到2016年已有34年。为了全面了解秃杉人工林生长情况， 2016年10月对秃杉人工林进行了全面清查，在林分的不同坡位设置20m×20m的样地9块。其中，在上坡位设置3个样地，编号为A1、A2、A3；中坡位设置3个样地，编号为B1、B2、B3；下坡位设置3个样地，编号为C1、C2、C3。样地基本情况见表1。

2.2 调查方法

在每个样地内进行每木检尺，测定胸径和树高，计算平均胸径和树高。每个样地选择1株标准木进行树干解析，伐倒标准木，按0m、1.3m、2.0m、4.0m、6.0m、8.0m、10.0m、12.0m、14.0m、16.0m等处每隔2.0m处截取圆盘，圆盘厚度0.05m，盘面磨光后带回室内测定生长轮。根据9株树干解析木的材料，计算不同坡位（下、中、上）胸径、树高、材积的连年生长量和平均生长量。

3 结果与分析

秃杉的生长过程，主要由胸高直径、树高和材积等生长过程组成。

不同坡位的林地由于土壤水分与肥力等存在着较大的差异，从而影响着林木的生长，其生长过程也有着较大的差异。本试验从每个样地中选择1株平均木进行树干解析，分析9株秃杉的个体生长特征，以比较和认识不同坡位因子下秃杉人工林生长特征及规律。

3.1 不同坡位条件下秃杉胸径生长特征

秃杉1～3年生长较慢，一般3年后才有胸径生长。坡位下部34年生秃杉胸径31.0cm，平均年生长0.91cm。3～14年连年生长量都大于1cm，于第8年达到最大值，为2.1cm；平均生长量的最大值出现时间为13年，达到1.42cm；在第14年，连年生长量和平均生长量的生长曲线相交；连年生长量在15～20年都较好，在0.9～1.8cm之间；平均生长量在30年还达到了1.00cm，显示了较好的生长状况。

坡位中部34年生秃杉胸径24.3cm，平均年生长0.71cm。林木胸径生长连年生长量最大值出现在第11年，为1.5cm；平均生长量最大值出现时间为13年，达到0.90cm；在第14年，连年生长量和平均生长量生长曲线相交；连年生长量在12～29年都较好，在0.5～1.1cm之间；平均生长量在29年还达到了0.80cm。

坡位上部34年生秃杉胸径18.5cm，平均年生长0.54cm。林木胸径生长连年生长量最大值出现在第7年，为1.1cm；平均生长量最大值在第8年出现，达到0.74cm；在9年，连年生长量和平均生长量生长曲线相交；连年生长量在8～22年都较稳定，在0.5～0.9cm之间；23年后生长较差，连年生长量在0.1～0.4cm之间。

从秃杉解析木胸径生长过程来看（图1、图2、图3），不同坡位秃杉胸径生长有着较大的差异。从第三年胸径开始生长时，下坡位的秃杉就比中、上坡位大，并且这种差距随着时间的推移而加大。10年生时下坡位胸径分别比中、上坡位大5.3 cm、6.2cm，到34年时分别大6.7cm、12.5cm；中坡位与上坡位前10年相差较小，10年生时只相差0.9cm，而到了34年时相差达5.7cm。速生持续期（按连年生长量达到1.0cm计算），下坡为3～20年，中坡为3～13年，上坡为3～7年，下坡的速生持续期长而且峰值大，中坡次之，上坡的速生持续期短而且峰值小。不同坡位胸径生长的差别主要是由于不同坡位置的土壤水肥条件决定的。另外，胸径生长除了不同立地条件的影响，还与各年度的气候条件有关，特别是与降水量及降水时间有关，因而连年生长量会因不同年份的气候变化而出现多个的峰值。

3.2 不同坡位条件下秃杉树高生长特征

秃杉在初始种植1～5年时生长较慢，5年以后，高生长加快，并持续了相当长的一段时间。

坡位下部34年生秃杉树高22.2m，平均年生长0.65m。高生长连年生长量最大值在第10年出现，为1.2m；平均生长量最大值出现在第14年，为0.94m；连年生长量和平均生长量在第15年相交；连年生长量在11～20年都较好，在0.7～1.1m之间；平均生长量在25年还达到了0.80m，显示了较好的生长状况。

坡位中部34年生秃杉树高16.2m，平均年生长0.48m.连年生长量最大值出现在第10年，为1.0m，平均生长量最大值出现在第12年，为0.69m，连年生长量和平均生长量在第14年相交，连年生长量在11～20年还较好，在0.4～0.8m之间，平均生长量在第21年达到了0.60m。

坡位上部34年生秃杉树高14.5m，平均年生长0.43m.连年生长量最大值出现在第8年，为0.9m，平均生长量最大值出现在第13年，连年生长量和平均生长量在第9年相交，为0.64m，连年生长量和平均生长量在第14年相交，连年生长量在11～20年都较差，在0.3～0.7m之间。

通常情况下，林木平均树高生长率大于8.0%被认为是连年生长量最旺盛的时期。本研究中，秃杉下坡林木连年生长量最旺盛期为1～13年，中坡林木为1～12年，上坡林木为1～13年，基本一致。平均树高生长率在4.0～8.0%被认为是林木的生长稳定时期，本试验下坡林木生长稳定时期为14～19年，中坡林木为13～17年，上坡林木为14～16年，说明立地条件好的坡位下秃杉树高生长持续时间更长。平均树高生长率在2.0%以下的是林木的衰退时期，下坡林木树高生长衰退时期为20～34年，中坡林木为18～34年，上坡林木为17～34年，立地条件差的上部坡位条件下，秃杉较早出现树高生长衰退期。

从秃杉解析木胸径生长过程来看（图4、图5、图6），不同坡位秃杉树高生长有着较大的差异。1～5年三个坡位的树高生长差异较小；5年后，下坡位的秃杉树高生长就比中、上坡位大，并且这种差距随着时间的推移而加大。10年生时下坡位树高分别比中、上坡位高2.3 m、2.6 m，到34年时分别高6.0 m、7.7 m；中坡位与上坡位相差较小，10年生时相差只有0.9 m，而到了34年相差也只有1.7 m。速生持续期（按连年生长量达到0.8 m计算），下坡为4～17年，中坡为7～12年，上坡为8～10年，下坡的速生期出现时间早、持续时间长而且峰值大，中坡次之，上坡的速生期出现时间迟、持续时间短而且峰值小。

3.3 不同坡位条件下秃杉材积生长特征

秃杉种植前10年秃杉材积生长较慢，10年后生长加快，持续时间较长，到34年时材积还在生长。

坡位下部34年生秃杉木材积0.7197m3，平均年生长0.0212m3。连年生长量最大值出现在第19年，为0.0424m3，连年生长量在11～25年都較好，在0.02m3以上，在34年时还有0.0142m3；平均生长量在第25年达到最大值，为0.0225m3，到34年时还在0.0211m3；连年生长量和平均生长量在第25年相交，显示了较好的生长状况。

坡位中部34年生材积0.3475m3，平均年生长0.0102m3。连年生长量最大值出现在第24年，为0.0205m3；平均生长量最大值出现在第30年，为0.0103m3；连年生长量和平均生长量在第31年相交。

坡位上部34年生材积0.1926m3，平均年生长0.0057m3。连年生长量最大值出现在第21年，为0.0116m3；平均生长量最大值出现在第26年，为0.0059m3；连年生长量和平均生长量在第27年相交。

从秃杉解析木生长过程来看（图7、图8、图9），不同坡位秃杉材积生长有着较大的差异。3～7年三个坡位秃杉材积生长差异较小，从第8年开始生长下坡位的秃杉材积就比中、上坡位大，并且这种差距随着时间的推移而加大。10年生时下坡位材积分别比中、上坡位大0.0476m3、0.0523m3，下坡分别是中、上坡的323.5%、415.1%，到34年时分别大0.3722m3、0.5271m3，下坡分别是中、上坡的207.1%、373.7%；中坡位与上坡位相差较小，10年时相差0.0047 m3，而到了34年相差达0.1549m3。速生持续期（按连年生长量达到0.0100m3计算），下坡为8～34年，中坡为11～32年，上坡为16～21年，下坡的速生期出现时间早、持续时间长而且峰值大，至今还在速生期，中坡次之，上坡的速生期出现时间迟、持续时间短而且峰值小。

4 结论

秃杉生长快，生长盛期长。本研究下坡位林地34年生秃杉胸径31.0cm，平均年生长0.91cm；树高22.2m，平均年生长0.65m；材积0.7197m3，平均年生长0.0212m3，表现出极快的生长水平，表明秃杉是人工造林的好树种。

不同坡位条件下，秃杉的生长过程有较大的差异。

胸径生长过程，3～5年三个坡位差异较小，5年后下坡位的秃杉就比中、上坡位大，并且这种差距随着时间的推移而加大，到了34年时中坡位只有下坡位的73.0%，上坡位只有下坡位的65.3%，上坡位只有中坡位的76.1%。速生持续期，下坡为3～20年，中坡为3～13年，上坡为3～7年，下坡的速生持续期长而且峰值大，上坡的速生持续期短而且峰值小。

树高生长过程，1～5年三个坡位的树高生长差异较小，5年后，下坡位的秃杉树高生长就比中、上坡位大，并且这种差距随着时间的推移而加大，到了34年中坡位只有下坡位的78.4%，上坡位只有下坡位的59.7%，上坡位是中坡位的65.3%。速生持续期，下坡为4～17年，中坡为7～12年，上坡为8～10年，下坡的速生持续期长而且峰值大，上坡的速生持续期短而且峰值小。

材積生长过程，3～7年三个坡位秃杉材积生长差异较小，从第8年开始下坡位的秃杉材积就比中、上坡位大，并且这种差距随着时间的推移而加大，到了34年时中坡位只有下坡位的48.4%，上坡位只有下坡位的26.8%，上坡位只有中坡位的55.4%。速生持续期下坡为8～34年，中坡为11～32年，上坡为16～21年，下坡的速生持续期长而且峰值大，至今还在速生期，上坡的速生持续期短而且峰值小。

34年秃杉胸径、树高、材积生长过程，下坡位与中、上坡位的差异较大，而中坡位与上坡位的差异较小。

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