李 貴 ，童方平 ，劉振華 ，陳 瑞 ，蔣 燚

（1.湖南省林業(yè)科學(xué)院，湖南 長(zhǎng)沙 410004；2.廣西林業(yè)科學(xué)研究院，廣西 南寧 530001）

黧蒴栲生長(zhǎng)過(guò)程及數(shù)量成熟、工藝成熟的初步研究

李 貴1，童方平1，劉振華1，陳 瑞1，蔣 燚2

（1.湖南省林業(yè)科學(xué)院，湖南 長(zhǎng)沙 410004；2.廣西林業(yè)科學(xué)研究院，廣西 南寧 530001）

通過(guò)對(duì)27年生黧蒴栲標(biāo)準(zhǔn)木的樹(shù)干解析，分析黧蒴栲在每個(gè)齡階的胸徑、樹(shù)高、材積的生長(zhǎng)量和材積生長(zhǎng)率、形數(shù)生長(zhǎng)變化情況及生長(zhǎng)過(guò)程。結(jié)果表明：黧蒴栲在前10年表現(xiàn)出速生生長(zhǎng)的趨勢(shì)，直徑連年高峰值出現(xiàn)在第5年，樹(shù)高連年高峰值出現(xiàn)在第20年；20年以后樹(shù)高的連年生長(zhǎng)量開(kāi)始下降，第18年和第25年直徑和樹(shù)高分別出現(xiàn)平均生長(zhǎng)量與連年生長(zhǎng)量相現(xiàn)象；黧蒴栲材積生長(zhǎng)率隨年齡的增加而減小，最大值達(dá)到40% ，最小值為8%；形數(shù)變化隨年齡的增長(zhǎng)呈先下降后上升再下降的現(xiàn)象，后穩(wěn)定在0.51左右。黧蒴栲數(shù)量成熟齡為25年，此時(shí)連年生長(zhǎng)量出現(xiàn)高峰值0.025 8 m3，但直到27年時(shí)暫未到達(dá)工藝成熟齡。

黧蒴栲；解析木；數(shù)量成熟；工藝成熟

黧蒴栲 Castanopsis f i ssa Rehd.et Wils 又名大葉櫟、閩粵栲、大葉蒴、大葉錐等，為殼斗科栲屬常綠高大喬木，是該科中生長(zhǎng)最迅速的樹(shù)種，也是營(yíng)造木質(zhì)能源林、防火林、工業(yè)原料林、菇木林等的優(yōu)良樹(shù)種。作為重要的速生闊葉樹(shù)種，對(duì)黧蒴栲在采種育苗、扦插育苗、優(yōu)樹(shù)選擇技術(shù)、種源家系早期性狀測(cè)定、木材力學(xué)性質(zhì)、生長(zhǎng)情況初步調(diào)查等[1-8]方面研究很多，而在生長(zhǎng)過(guò)程及森林成熟方面卻很少見(jiàn)報(bào)道。本文旨在對(duì)27年生黧蒴栲林分的生長(zhǎng)情況調(diào)查的基礎(chǔ)上，通過(guò)對(duì)平均木樹(shù)干解析，來(lái)分析黧蒴栲的生長(zhǎng)過(guò)程及數(shù)量成熟與工藝成熟特點(diǎn)，為黧蒴栲人工林造林技術(shù)及科學(xué)管理提供理論依據(jù)。

1 材料與方法

1.1 研究地概況

造林地位于湖南省懷化市林業(yè)科學(xué)研究所，懷化市地處湖南省西南部，是黧蒴栲中心分布區(qū)之一。懷化市林業(yè)科學(xué)研究所位于該市鶴城區(qū)城北近郊，地理位置東經(jīng) 109°53′～ 109°57′，北緯27°34′～ 27°36′，屬中亞熱帶季風(fēng)濕潤(rùn)氣候，年均氣溫13.4℃～17.0℃，日照時(shí)數(shù)1 400 h，無(wú)霜期 292 d，降水量 1 300 ～ 1 700 mm，相對(duì)濕度82%，其自然環(huán)境適宜多種林木的生長(zhǎng)。造林試驗(yàn)地原為散生馬尾松及櫟類(lèi)、桎木等雜灌和蕨，為變質(zhì)砂巖發(fā)育的土壤，肥力中等。試驗(yàn)林為1986年初值密度為1 100株/hm2的黧蒴栲人工林，造林苗木為1年生人工培育的實(shí)生苗，采集樣樹(shù)密度為780株/hm2，解析木采集日期2011年11月。

1.2 試驗(yàn)方法

對(duì)27年生黧蒴栲人工同齡林進(jìn)行調(diào)查后，選擇有代表性的林分設(shè)置標(biāo)準(zhǔn)地，進(jìn)行每木檢尺，測(cè)定胸徑和樹(shù)高，根據(jù)調(diào)查結(jié)果，計(jì)算平均D和H，選取有代表性的黧蒴栲標(biāo)準(zhǔn)木進(jìn)行樹(shù)干解析。樹(shù)干解析嚴(yán)格按 0 m，1.3 m，3.6 m，5.6 m，7.6 m，…，梢底，截取圓盤(pán)，齡階為5年，依次測(cè)定解析木各項(xiàng)因子，然后統(tǒng)計(jì)出各解析木在每個(gè)齡階的胸徑、樹(shù)高、材積的生長(zhǎng)量和材積生長(zhǎng)率、形數(shù)生長(zhǎng)變化情況，進(jìn)一步分析出黧蒴栲在不同生長(zhǎng)年齡時(shí)的生長(zhǎng)變化過(guò)程及數(shù)量成熟與工藝成熟特點(diǎn)，并模擬出黧蒴栲胸徑、樹(shù)高、材積、形數(shù)、材積生長(zhǎng)率的生長(zhǎng)曲線。

1.3 樣本變量

（1）樣木總生長(zhǎng)量的確定[9]：胸徑總生長(zhǎng)量直接由胸徑圓盤(pán)的檢尺徑確定；樹(shù)高總生長(zhǎng)量根據(jù)各圓盤(pán)的年輪數(shù)和斷面高，采用線性插值法確定；材積的總生長(zhǎng)量根據(jù)各圓盤(pán)的檢尺徑等，采用中央斷面區(qū)分求積式確定。

（2）樣木生長(zhǎng)過(guò)程的確定[9]：設(shè)yi，yi-1為樣木在相鄰兩時(shí)刻的總生長(zhǎng)量，則：

1.4 數(shù)據(jù)處理

各種數(shù)據(jù)用Excel統(tǒng)計(jì)分析，并用林業(yè)統(tǒng)計(jì)大師與統(tǒng)計(jì)分析軟件進(jìn)行各生長(zhǎng)指標(biāo)分析、比較以及曲線擬合。

2 結(jié)果與分析

2.1 黧蒴栲樹(shù)干解析

樹(shù)干解析采用林業(yè)統(tǒng)計(jì)大師進(jìn)行分析，解析資料表（見(jiàn)表1）；主要分析黧蒴栲直徑、樹(shù)干、材積等總生長(zhǎng)量、平均生長(zhǎng)量、連年生長(zhǎng)量、生長(zhǎng)率4個(gè)生長(zhǎng)因子情況（見(jiàn)表2）；樹(shù)干縱剖面圖(見(jiàn)圖 1)。

表1 解析木解析數(shù)據(jù)Table 1 Analytic data of analytic trees

表2 黧蒴栲生長(zhǎng)過(guò)程數(shù)據(jù)Table 2 Growth process data of Castanopsis fissa trees

圖1 樹(shù)干縱剖面Fig.1 Vertical section of tree stem

2.2 黧蒴栲直徑生長(zhǎng)過(guò)程

直徑生長(zhǎng)過(guò)程見(jiàn)圖2、圖3，從圖2、圖3可以看出，直徑總生長(zhǎng)量(D)曲線隨年齡的增長(zhǎng)呈直線上升。在1～5年時(shí)，連年生長(zhǎng)量(Dz)快速增長(zhǎng)，5～15年連年生長(zhǎng)量呈下降趨勢(shì)，15～27年連年生長(zhǎng)量呈波浪型曲線。其中，3～24年生連年生長(zhǎng)量的值均大于0.6 cm，第5年出現(xiàn)連年生長(zhǎng)第1個(gè)高峰值，其值為0.9 cm；18年第一次出現(xiàn)直徑平均生長(zhǎng)量(Dzi)與連年生長(zhǎng)量(Dz2)曲線相交現(xiàn)象。這說(shuō)明黧蒴栲在18年后，由于林木生長(zhǎng)過(guò)密，撫育間伐措施未跟上，抑制了直徑生長(zhǎng)，因此，連年生長(zhǎng)量出現(xiàn)了下降趨勢(shì)。胸徑生長(zhǎng)過(guò)程擬合方程符合邏輯斯蒂曲線，相關(guān)系數(shù)為0.986，邏輯斯蒂方程為：

圖2 黧蒴栲直徑總生長(zhǎng)過(guò)程Fig.2 Total growth process of C. f i ssa diameter

圖3 黧蒴栲直徑平均生長(zhǎng)過(guò)程Fig.3 Average growth process of C. f i ssa diameter

2.3 黧蒴栲樹(shù)高生長(zhǎng)過(guò)程

樹(shù)高生長(zhǎng)過(guò)程見(jiàn)圖4、圖5。從圖4、圖5中可以看出，樹(shù)高總生長(zhǎng)量(H)曲線隨年齡的增長(zhǎng)呈直線上升。在0～5年時(shí)，連年生長(zhǎng)量(Hz2)持續(xù)快速增長(zhǎng)，5～12年增長(zhǎng)速度稍減慢，12～20年增長(zhǎng)迅速減慢，20年后呈下降趨勢(shì)；其中，10～23年連年生長(zhǎng)量的值均大于0.8 m，第20年連年生長(zhǎng)量出現(xiàn)高峰值，其最大值為0.933 3 m；第25年出現(xiàn)樹(shù)高平均生長(zhǎng)量(Hz1)與連年生長(zhǎng)量(Hz2)生長(zhǎng)曲線相交現(xiàn)象。這說(shuō)明在25年時(shí)，林分密度過(guò)大，抑制了樹(shù)高生長(zhǎng)。樹(shù)高生長(zhǎng)過(guò)程擬合方程符合理査德曲線，相關(guān)系數(shù)為0.982，理査德方程為：

y=M(1-e-0.143)0.564。

圖4 黧蒴栲樹(shù)高總生長(zhǎng)過(guò)程Fig.4 Total growth process of C. f i ssa height

圖5 黧蒴栲樹(shù)高平均生長(zhǎng)過(guò)程Fig.5 Average growth process of C. f i ssa height

2.4 材積生長(zhǎng)過(guò)程

材積生長(zhǎng)過(guò)程見(jiàn)圖6、圖7。從圖6、圖7中可以看出，材積總生長(zhǎng)量(V)曲線隨年齡的增長(zhǎng)呈冪函數(shù)曲線上升。在5～25年時(shí)，連年生長(zhǎng)量(Vz2)呈快速增長(zhǎng)，25年后連年生長(zhǎng)量呈下降趨勢(shì)，并在第25年出現(xiàn)生長(zhǎng)高峰值，連年生長(zhǎng)量為0.0258 m3，說(shuō)明黧蒴栲在25年時(shí)達(dá)到數(shù)量成熟齡。但平均生長(zhǎng)量(Vz1)則一直呈增長(zhǎng)趨勢(shì)，且一直高于連年生長(zhǎng)量，雖然25年后增長(zhǎng)緩慢，但暫未出現(xiàn)峰值，且材積的平均生長(zhǎng)量與連年生長(zhǎng)量暫未出現(xiàn)相交現(xiàn)象，這說(shuō)明黧蒴栲林分暫未到達(dá)工藝成熟齡，即未到達(dá)適宜采伐的年齡。

圖6 黧蒴栲材積總生長(zhǎng)過(guò)程Fig.6 Total growth process of C. f i ssa wood volume

圖7 黧蒴栲材積平均生長(zhǎng)過(guò)程Fig.7 Average growth process of C. f i ssa wood volume

2.5 材積生長(zhǎng)率和形數(shù)生長(zhǎng)過(guò)程

材積生長(zhǎng)率和形數(shù)生長(zhǎng)過(guò)程見(jiàn)圖8、圖9 。從圖8中可看出，黧蒴栲材積生長(zhǎng)率變化隨年齡的增長(zhǎng)呈下降趨勢(shì)，在 5～15年時(shí)材積生長(zhǎng)率均大于20%，15～25年時(shí)材積生長(zhǎng)率為10～20，25年后材積生長(zhǎng)率小于10%；形數(shù)（f）變化隨年齡的增長(zhǎng)呈先下降后上升再下降的現(xiàn)象，在 5～10年時(shí)，形數(shù)在0.55～0.42之間，10～25年時(shí)，形數(shù)在0.42～0.54之間，到27年時(shí)，形數(shù)又下降到0.50。

圖8 黧蒴栲材積生長(zhǎng)率生長(zhǎng)過(guò)程Fig.8 Total growth process of C. f i ssa wood volume growth rate

圖9 黧蒴栲形數(shù)生長(zhǎng)過(guò)程Fig.9 Growth process of C. f i ssa tree stem form factor

3 結(jié)論與討論

（1）黧蒴栲在幼齡階段，直徑、樹(shù)高以及材積的連年生長(zhǎng)量與總平均生長(zhǎng)量都隨年齡的增加而增加，但連年生長(zhǎng)量增加的速度較快，其值大于平均生長(zhǎng)量，即Z(t)＞θ(t) ，這與周光益等學(xué)者研究結(jié)論一致[10-14]。直徑生長(zhǎng)過(guò)程中連年生長(zhǎng)量與平均生長(zhǎng)量出現(xiàn)2個(gè)交點(diǎn)，這可能是由于隨機(jī)因素干擾或撫育間伐的影響[15-16]。

（2）從黧蒴栲連年生長(zhǎng)量來(lái)看，無(wú)論是直徑還是樹(shù)高，均在前10年出現(xiàn)速生生長(zhǎng)，并且連年生長(zhǎng)量高于平均生長(zhǎng)量，連年高峰值直徑出現(xiàn)在第5年，而樹(shù)高高峰值出現(xiàn)在第20年，20年以后樹(shù)高的連年生長(zhǎng)量開(kāi)始下降，第18年和第25年直徑和樹(shù)高分別出現(xiàn)平均生長(zhǎng)量與連年生長(zhǎng)量相交現(xiàn)象。這是由于撫育間伐措施未跟上，林木生長(zhǎng)過(guò)密，林分密度過(guò)大所致。因此需加強(qiáng)黧蒴栲人工林10年后的經(jīng)營(yíng)管理，及時(shí)進(jìn)行撫育間伐，以調(diào)整適宜林分生長(zhǎng)的合理密度。

（3）黧蒴栲在25年時(shí)達(dá)到數(shù)量成熟，連年生長(zhǎng)量(Vz2)出現(xiàn)生長(zhǎng)高峰值0.025 8 m3，但平均生長(zhǎng)量(Vz1)則一直呈增長(zhǎng)趨勢(shì)，暫未出現(xiàn)峰值，與連年生長(zhǎng)量也未出現(xiàn)相交現(xiàn)象，這說(shuō)明黧蒴栲林分在27年時(shí)暫未到達(dá)工藝成熟，即未到達(dá)適宜采伐的年齡。

（4）黧蒴栲材積生長(zhǎng)率幼年最大，之后隨著年齡的增加而減小，最大值達(dá)到40%，最小值為8%；形數(shù)變化隨年齡的增長(zhǎng)呈先下降后上升再下降的現(xiàn)象，后穩(wěn)定在0.51左右。通過(guò)解析木的生長(zhǎng)過(guò)程和規(guī)律可以發(fā)現(xiàn)，黧蒴栲是一種優(yōu)良的速生樹(shù)種，生產(chǎn)上應(yīng)遵循適地適樹(shù)的原則，及時(shí)撫育間伐，可達(dá)到培育速生豐產(chǎn)的效果。

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Preliminary study on growth process, quantitative maturity and technical maturity of Castanopsis f i ssa

LΙ Gui1, TONG Fang-ping1, LΙU Zhen-hua1, CHEN Rui1, JΙANG Yi2
(1.Hunan Forestry Academy, Changsha 410004, Hunan, China; 2. Guangxi Forestry Research Ιnstitute,Nanning 530001, Guangxi, China)

Through analyzing the tree stem data of 27-year-old Castanopsis f i ssa standard trees, the growth processes of DBH, tree height, timber volume growth and timber volume growth rate, tree form factors in each age grade were investigated and analyzed. The results show that in the f i rst 10 years, C. f i ssa trees were on fast-growing trend, the successive year diameter peaks occurred in the 5th year and the successive year tree height peaks appeared in the 20th year; After 20 years, the successive year tree height increment began to decline, the average annual increment curve and successive year increment curve of 18-year-old and 25-year-old tree diameter and tree height intersected each other at two points; C. f i ssa stem wood growth rate rose with the increase of tree age, the maximum increasing rate of volume increment reached 40%, the minimum 8%; the tree form factors f i rst rose then deduced with the increase of tree age, later stabilized at o.51; the quantitative maturity age of C. f i ssa was the 25th , this moment the peak value appeared at 0.0258 m3, but when the tree growth time came to 27th years, the trees didn’t reached the technical maturity age.

Castanopsis f i ssa; analytic tree; quantitative maturity; technical maturity

S792.17

A

1673-923X(2013)12-0053-04

2013-03-26

林業(yè)公益性行業(yè)科研專(zhuān)項(xiàng)“高熱能固體燃料樹(shù)種新品種選育技術(shù)研究”（200904036）

李 貴（1980-），女，湖南邵陽(yáng)人，助理研究員，碩士；主要研究方向：工業(yè)原料林遺傳改良與豐產(chǎn)栽培、礦山植被恢復(fù)及生物技術(shù)等；E-mail；loveligui@sohu.com

[本文編校：吳 彬 ]