鐘青山,向才海,向祖恒,向明,姚茂華,涂思思
(湖南省龍山縣林業(yè)局,湖南龍山 416800)
川黃柏(Phellodendron chinense)是蕓香科黃檗屬落葉小喬木,在我國南方廣泛分布或栽培[1-3],樹皮入藥,是傳統(tǒng)的木本藥材[3],其木材可作家具、裝飾及人造板用材[1-2]。有學(xué)者對川黃柏的苗木培育、栽培、人工中林林分結(jié)構(gòu)及生長規(guī)律,樹皮再生、藥理及藥用成分分析、新用途開發(fā)及有害生物防治等方面進(jìn)行了研究[2-12],未見川黃柏成熟林生長規(guī)律的研究報(bào)道。掌握成熟林木生長規(guī)律是科學(xué)經(jīng)營川黃柏的基礎(chǔ),為此,筆者開展了川黃柏成熟林木生長規(guī)律的相應(yīng)研究。
以湖南省龍山縣大安鄉(xiāng)大紅村成熟、近成熟的川黃柏為研究對象,選擇農(nóng)地中央散生木1 株、針闊混交林內(nèi)混生木2 株,于2021 年7 月上旬將其自樹干基部伐倒,按1 m 區(qū)分段法截取圓盤,帶回室內(nèi)烘干,刨光后用常規(guī)方法判別和測定圓盤年輪和直徑[13-14],計(jì)算樹干材積和形數(shù),按普雷斯勒公式[13]計(jì)算材積生長率。測定數(shù)據(jù)用Excel 2007 分析處理。
3 株解析木立地因子、生境及樹體基本數(shù)據(jù)見表1。由表1 可見,3 株解析木立地條件均良好。da01 號、da03號生境為森林,前者居林冠上層,后者居林冠下層,兩者高徑比接近;da02 號單生于農(nóng)地中央,生境極有利生長,由于光照充足,無其他林木競爭,樹冠自然開展,高徑比明顯小于居于林內(nèi)的da01 號和da03 號。3 株解析木的冠高比無明顯差異。
表1 川黃柏解析木立地生境及樹體基本數(shù)據(jù)
根據(jù)范立敏[15]、唐繼新[16]、黃金桃[17]、汪智勇[18]等研究方法,3 株解析木胸徑、樹高及材積生長過程見表2~4。
表2 da01 號川黃柏樹干生長過程
表3 da02 號川黃柏樹干生長過程
表4 da03 號川黃柏樹干生長過程
2.2.1 胸徑生長規(guī)律。由表2~4 及圖1 可見,3 株解析木胸徑平均生長量前期均持續(xù)平穩(wěn)增長,后期緩慢下降,da01 號前26 年在0.28~0.68 cm/年間波動性增長,26 年達(dá)最大值0.68 cm/年,27~31 年由0.68 cm/年逐漸降至0.62 cm/年;da02 號前22 年由0.02 cm/年逐漸升至0.93 cm/年,23~26 年由0.92 cm/年逐漸降至0.85 cm/年;da03 號前10年由0.28 cm/年逐漸升至0.87 cm/年,11~17 年由0.87 cm/年逐漸降至0.75 cm/年。
圖1 解析木胸徑連年生長量與平均生長量曲線
3 株解析木胸徑連年生長量均明顯波動(圖1),da01號前12 年在0.15~0.55 cm/年波動(6 年出現(xiàn)最小值0.15 cm/年),13~26 年在0.70~1.30 cm/年波動(14 年、17 年出現(xiàn)最大值1.3 cm/年),27~31 年在0.25~0.45 cm/年小幅波動(29~31 年0.25 cm/年);da02 號前10 年在0.30~0.65 cm/年波動,11~22 年在0.95~1.95 cm/年波動(16 年出現(xiàn)最大值1.95 cm/年),23~26 年在0.25~0.70 cm/年波動(24 年出現(xiàn)最小值0.25 cm/年);da03 號前5 年在0.45~0.70 cm/年波動(7 年出現(xiàn)最大值0.70 cm/年),6~11 年在0.85~2.05 cm/年波動(7 年出現(xiàn)最大值2.05 cm/年),12~17 年由0.70 cm/年持續(xù)下降至0.35 cm/年,胸徑生長明顯早衰。胸徑生長過程見圖2。
圖2 解析木胸徑生長量曲線
2.2.2 樹高生長規(guī)律。由表2~4 及圖3 可見,3 株解析木樹高平均生長量均小幅波動,da01號前6 年由1 m/年降至0.54 m/年,7~31 年在0.46~0.54 m/年小幅波動;da02 號比較平穩(wěn),一直在0.43~0.69 m/年小幅波動;da03 號5 年現(xiàn)最大值1.30 m/年,5~17 年持續(xù)平穩(wěn)下降至0.62 m/年。
圖3 解析木樹高連年生長量與平均生長量曲線
3 株解析木連年生長量均明顯波動(圖3),da01號前23 年在0.33~1.00 m/年波動,24~31 年在0.25~0.40 m/年小幅波動;da02 號1~26 年在0.12~1.5 m/年波動;da03 號波動幅度最大,前8 年在0.5~2.0 m/年波動,樹高生長較快,9~17 年在0.16~0.34 m/年小幅波動,樹高生長速度急劇下降,應(yīng)與位居林冠下層,受上層林木嚴(yán)重壓抑導(dǎo)致高生長早衰有關(guān)。樹高生長過程見圖4。
圖4 解析木樹高生長量曲線
2.2.3 材積生長規(guī)律。由表2~4 及圖5 可見,3 株解析木均生長量均持續(xù)平穩(wěn)增長,連年生長量前期波動性增長,后期快速下降。da01 號26 年達(dá)到最大值0.013 545 m3,30 年材積連年生長量與平均生長量曲線相交,表明該川黃柏于26 年進(jìn)入數(shù)量近成熟期,30 年進(jìn)入數(shù)量成熟期[19]。da02 號21 年達(dá)到最大值0.026 962 m3,26 年材積連年生長量與平均生長量曲線相交,表明該川黃柏于21 年進(jìn)入數(shù)量近成熟期,26 年進(jìn)入數(shù)量成熟期[19]。da03 號10年達(dá)到最大值0.007 691 m3,10~15 年波動性下降,16 年明顯下降,材積連年生長量與平均生長量曲線趨近于相交。根據(jù)da01 號、da02 號近成熟至成熟階段的材積生長率下降規(guī)律及da03 號材積生長率下降趨勢,推測da03 號材積連年生長量與平均生長量曲線將于20 年相交,據(jù)此推測該川黃柏于16 年進(jìn)入數(shù)量近成熟期,20 年進(jìn)入數(shù)量成熟期[19]。川黃柏材積生長過程和生長率見圖6~7。
圖5 解析木材積連年生長量與平均生長量曲線
圖6 解析木材積生長量曲線
da01 號位居針闊混交林主林層,應(yīng)視為林分中的正常林木,26 年及30 年應(yīng)為川黃柏人工林正常林分的近成熟期和成熟期。da02 號生于農(nóng)地中央,立地條件好,生長環(huán)境優(yōu)越,無其他林木競爭,數(shù)量成熟期會正常提早[19],因此,21 年及26 年應(yīng)為立地優(yōu)良、無競爭生境的川黃柏散生木的近成熟期和成熟期。da03 號處于闊葉林下層,受環(huán)境脅迫嚴(yán)重,16 年及20 年可能是這類下層受嚴(yán)重脅迫的川黃柏的近成熟期和成熟期。
2.2.4 形數(shù)變化規(guī)律。由表2~4 及圖8 可見,3 株川黃柏解析木胸高形數(shù)均隨年齡增加而下降,平均形數(shù)在4 年降至1 以下,13 年降至0.50,24 年降至0.40,27 年后穩(wěn)定在0.35。形數(shù)反映樹干的尖削程度或飽滿程度,由其生物學(xué)特性決定[13]。川黃柏形數(shù)較小,主要原因在于其分枝較低、側(cè)枝強(qiáng)旺、冠幅龐大、高徑比小,干性不強(qiáng)(表1)。川黃柏形數(shù)變化趨勢見圖8。
圖8 解析木形數(shù)曲線
(1)川黃柏成熟木胸徑平均生長量前期平穩(wěn)增長,后期緩慢下降,最大值出現(xiàn)在10 年以后,最大可達(dá)0.93 cm/年;胸徑連年生長量前期在0.15~0.70 cm/年范圍內(nèi)波動,中期在0.70~2.05 cm/年范圍內(nèi)波動,后期在0.15~0.70 cm/年范圍內(nèi)波動。
(2)川黃柏成熟林木樹高平均生長量在0.5~1.0 m/年小幅波動;樹高連年生長量在0.16~2.00 m/年大幅波動。
(3)川黃柏成熟木材積平均生長量持續(xù)平穩(wěn)增長;材積連年生長量前期波動性增長,后期快速下降,10 年后出現(xiàn)最大值0.026 962 m3;林分上層的川黃柏26 年進(jìn)入數(shù)量近成熟期,30 年進(jìn)入數(shù)量成熟期;立地優(yōu)良、無林木競爭生境的川黃柏散生木21 年進(jìn)入數(shù)量近成熟期,26 年進(jìn)入數(shù)量成熟期;受上層林木壓迫,生長早衰的下層木可能于16 年進(jìn)入數(shù)量近成熟期,20 年進(jìn)入數(shù)量成熟期。由于川黃柏成熟林木資源稀少,該研究樣本較少,所得結(jié)論有待未來在川黃柏成熟林分中進(jìn)一步驗(yàn)證和修正。
(4)川黃柏胸高形數(shù)隨年齡增加而持續(xù)下降,4 年降至1 以下,13 年降至0.50,24 年降至0.40,成熟階段穩(wěn)定在0.35。川黃柏形數(shù)較小,干性較弱,人工栽培應(yīng)適時修枝,促進(jìn)樹干生長,增加樹干高度,提高樹干飽滿度。川黃柏修枝技術(shù)及成效有待后續(xù)研究。