喜樹純林與混交林生長過程比較分析

周火明　滕家喜　管蘭華　陳紅林　王生　周席華

摘要：本文以湖北省崇陽縣桂花林場喜樹人工純林和大悟縣仙居頂林場喜樹人工混交林為研究對象，通過標準地設置與調查，獲得了喜樹胸徑、樹高、材積生長量和生長率數據，在此基礎上研究了喜樹胸徑、樹高、材積的生長過程，并比較分析了純林與混交林喜樹生長過程差異。結果表明：喜樹胸徑、樹高生長速生期出現在早期，混交林與純林中的喜樹表現相同；混交林中喜樹的胸徑、樹高、材積生長量和生長率均優于人工純林；從喜樹材積生長過程看，喜樹數量成熟年齡>30a。

關鍵詞：喜樹；人工林；混交林；生長規律

中圖分類號：S792.99 文獻標識碼：A 文章編號：1004-3020（2016）03-0027-06

喜樹Cam ptotheca acuminata藍果樹科喜樹屬落葉喬木。樹皮灰色，縱裂成淺溝狀。單葉互生，矩圓狀橢圓形，長12.0～28.0cm，寬6.0～12.0cm，頂端短銳尖，基部近圓形或闊楔形，全緣。頭狀花序近球形，常由2～9個頭狀花序組成圓錐花序，頂生或腋生，通常上部為雌花序，下部為雄花序，花雜性，同株；花瓣5枚，淡綠色，矩圓形。翅果矩圓形，長2.0～2.5cm，頂端具宿存的花盤，兩側具窄翅，幼時綠色，干燥后黃褐色，著生成近球形的頭狀果序。花期5～7月，果期9月。喜光，生于海拔1000m以下的丘陵、谷地，主要分布長江以南各省區。木材可用于包裝箱、膠合板、繪圖板、火柴桿、樂器、音箱等，它的果實、根、樹皮、枝、葉主要含有抗腫瘤作用的喜樹堿，是制備高級抗癌藥的原料。喜樹還具有較好的觀賞、生態防護功能，開發利用前景廣闊。湖北省喜樹人工純林種植面積大，范圍廣，多分布在低山、丘陵、崗地，而喜樹混交林種植面積較小。喜樹是一種優質速生樹種，目前對其研究主要集中于喜樹的栽培方式，喜樹堿的藥理藥效以及喜樹堿含量對生態因子的響應等方面，對其樹干解析方面鮮有報道。在喜樹生長環境調查的基礎上，分別在兩種林分標準地上選取平均標準木通過樹干解析進行分析，為培育喜樹人工速生豐產林及科學管理提供一定的理論依據。

1 材料與方法

1.1 試驗地概況

試驗林1：孝感市大悟縣仙居頂林場，東經116°24′，北緯31°30′，大別山余脈，地跨江淮兩大水系的分水嶺，海拔300～600m，主峰仙居頂680m。成土母質為片麻巖發育而成的山地黃棕壤和白礫砂土，多呈微酸性。年平均氣溫15.4℃，年平均降雨量1082mm，年日照時數2119h。這里有成片的喜樹和杉木混交林，面積近千畝。

試驗林2：咸寧市崇陽縣桂花林場管理局洪下林場，地處幕阜山脈大藥姑山余脈，位于崇陽縣天城鎮洪下村，地理坐標為東經113°51′，北緯29°30′39″，海拔279m；亞熱帶季風氣候，四季分明、氣候溫和、雨量充沛、濕熱同步，年平均氣溫為16.7℃，降水量1460～1570mm。喜樹人工林多生長在石灰巖地發育的山地黃棕壤上，面積65.33hm²。

1.2 材料與方法

（1）標準地設置：2014年8月，分別在孝感市大悟縣仙居頂林場的20a的喜樹杉木混交林試驗基地和崇陽縣桂花林場管理局洪下林場的19a的喜樹人工林試驗基地設置面積20m×20m臨時標準地10塊。

（2）標準地調查：在每塊標準地內對所有喜樹胸徑進行了每木檢尺，然后在每個徑階內選取部分林木進行高度測量，通過數據統計計算出每塊標準地林分平均高和平均胸徑，再算出10塊標準地的林分平均高和平均胸徑。

（3）標準木選擇與樹干解析：在兩種類型的林分內采用平均標準木法選取1株樹干通直生長良好，胸徑和樹高接近林分平均胸徑和平均樹高的喜樹作為標準木，進行樹干解析和測定。采用5a為1個齡階進行樹干解析，解析木按照2.0m區分段截取圓盤（第一段為2.6m），用常規方法對圓盤進行年輪和直徑的判別和測定，并計算樹干材積、形數、生長率、各種生產量等。以下對大悟縣混交林喜樹解析木簡稱為A樹，對崇陽縣純林喜樹解析木簡稱為B樹。

式中：g_i-第i區分段中央斷面積；l_i-第i區分段長度；g′-梢頭底端斷面積；l′-梢頭長度；n-區分段個數；V樹干材積；g_1.3-胸高斷面積；d_1.3-直徑；h-樹高；P_v-材積生長率；U_a-a年的樹干材積；V_a-n-a-n年的樹干材積。

2 生長過程分析

2.1 各種因子生產量

經過對喜樹平均標準木進行解析和測定，計算出混交林和人工純林平均標準木各齡階的胸徑、樹高、材積生長過程（表1，表2）。表1表示大悟縣混交林的平均木數據，以下簡稱A樹，表2表示崇陽縣純林平均木數據，以下簡稱B樹。

2.2 胸徑生長過程分析

從表1和表2中可以看出：0～20a，混交林的胸徑生長量一直大于純林胸徑生長量；0～15a，混交林的胸徑連年生長量一直大于純林，15a以后純林的連年生長量大于混交林；0～20a混交林的平均生長量一直大于純林的平均生長量；0～20a，兩種林分的共同點是隨著時間的推移，胸徑生長率都出現下降的趨勢；在第一個齡階段，5a內兩種林分的生長率相同，5～10a第二齡階段，混交林的胸徑生長率明顯大于純林胸徑生長率；10a之后的第二、第三齡階段，混交林的胸徑生長率一直小于純林胸徑生長率。

2.3 樹高生長過程分析

從表1和表2中可以看出：0～15a，混交林的樹高生長量一直大于純林樹高生長量，15a之后，純林樹高生長量逐漸超過混交林的樹高生長量；0～5a之間，混交林的連年生長量大于純林，5a以后純林的樹高連年生長量大于混交林，到15a時二者相等；0～15a之前混交林的樹高平均生長量一直大于純林的樹高平均生長量，15a之后，純林的樹高平均生長量大于混交林；兩種林分的樹高生長率的共同點是，10a時樹高生長率達到最大值，之后都出現下降的趨勢，0～5a時混交林樹高生長率與純林的樹高生長率相同，5～20a，純林的樹高生長率大于混交林。

2.4 材積生長過程分析

從表1和表2中可以看出：0～20a，混交林的材積生長量一直大于純林材積生長量；0～20a，混交林的材積連年生長量一直大于純林；0～20a混交林的材積平均生長量一直大于純林的材積平均生長量；0～10a混交林的材積生長率大于純林純林材積生長率，10a之后混交林的材積生長率小于純林材積生長率。

2.5 形數生長過程分析

從表1和表2中可以看出：0～20a，兩種林分的共同點是隨著時間的推移，形數都一直出現下降的趨勢，只是混交林形數在20a時略有上升，總的趨勢，都在下降。純林的形數一直大于混交林的形數。

3 結果與分析

3.1 喜樹胸徑生長過程分析

（1）喜樹胸徑生長過程曲線：從上圖1A和圖1B可以看出，不論是純林還是混交林，在0～20a之間，喜樹胸徑d呈現穩步增長趨勢，20a后還有生長的空間。

（2）喜樹胸徑連年生長量與平均生長量：從下圖2A和圖2B可以看出混交林中，胸徑連年生長量zd（t）與平均生長量△d（t）起點值比純林高，生長快，混交林喜樹A的胸徑連年生長量與平均生長量在第10a就達到了最大值，而純林喜樹B的胸徑連年生長量與平均生長量在第15年才達到最大值，且純林15a的平均生長量0.77cm，相比于混交林10a的平均生長量1.99cm顯著較小。從圖2可以看出純林早期比混交林生長慢，但是后期15a后比混交林生長快。

（3）喜樹胸徑生長率：從圖3A和圖3B中可以看出：2種林分胸徑生長率pd，0～5a時增加，5a后隨著時間的推移逐漸下降。早期混交林胸徑生長率大于純林，但是后期15a之后小于純林。

（4）喜樹純林與混交林胸徑生長過程比較分析：綜合以上喜樹純林和混交林胸徑的生長量、連年生長量、平均生長量、生長率等幾種生長數量比較分析，可以看出早期0～15a，純林胸徑各種生長數量指標比混交林小，但是15a之后，純林胸徑生長速度反而大于混交林。

3.2 樹高生長規律分析

（1）喜樹樹高生長曲線：從圖4A和圖4B中可以看出，不論是純林還是混交林，在0～20a之間，喜樹樹高h呈現穩步增長趨勢，20a后還有生長的空間。

（2）喜樹樹高連年生長量與平均生長量：從圖5混交林A和純林B中可以看出，兩種林分的喜樹樹高連年生長量zh（t）都在第11年達到最大值，其平均生產量Ah（t）前10a增長快，從第10年緩慢增加。從樹高連年生長量來看，混交林與純林相比，沒有絕對優勢，僅在早期生長較快，但19a開始反而比純林生長慢。

（3）喜樹樹高生長率：從上圖混交林生長率曲線圖3A和純林生長率曲線圖3B中可以看出，2種林分樹高生長率ph，早期混交林樹高生長率大于純林，混交林樹高生長率7a時達到最大值，純林樹高生長率9a時達到最大值，但是后期10a后混交林樹高生長率小于純林。混交林樹高生長率0～7a一直在快速增加，純林樹高生長率0～9a一直在快速增加，10a時開始不論是混交林還是純林樹高生長率都處于逐漸下降的趨勢，純林樹高生長率下降的混交林高生長率要快。

（4）喜樹純林與混交林樹高生長過程比較分析：綜合以上喜樹純林和混交林樹高的生長量、連年生長量、平均生長量、生長率等幾種生長數量比較分析，可以看出早期0～10a，純林樹高各種生長數量指標比混交林小，但是10a之后，純林生長速度大于混交林。

3.3 喜樹單株材積生長過程分析

（1）喜樹單株材積生長過程曲線：從圖4A和圖4B中可以看出，不論是純林還是混交林，0～20a，喜樹材積V呈現穩步增長趨勢，20a后還有上升的空間。0～20a，混交林材積一直大于純林材積。

（2）喜樹單株材積連年生長量與平均生長量：從圖7混交林A和純林B中可以看出，在混交林中材積連年生長量與平均生長量起點值比純林高，生長快，混交林喜樹A的材積連年生長量與平均生長量在前10年增長明顯比純林要快，在第15年時混交林材積平均生長量已經達到0.0222m³，而純林材積平均生長量只有0.0055m³，此時混交林材積平均生長量是純林材積平均生長量的4倍多。由此可見混交林中喜樹的材積生長速度高于純林。

（3）喜樹單株材積生長率：從圖3混交林A和純林B中可以看出，喜樹材積生長率pv0～10a一直在逐漸增加，第10年時不論是混交林還是純林材積生長率都達到最大值，此時混交林材積生長率為35.15%，純林的材積生長率為31.63%，混交林材積生長率大于純林材積生長率，兩種林分喜樹10a后，材積生長率逐漸下降。13a開始純林材積生長率超過了混交林材積生長率，說明純林的后期材積生長比混交林材積生長要快。

（4）喜樹純林與混交林單株材積生長過程比較分析：綜合以上喜樹純林和混交林單株材積的生長量、連年生長量、平均生長量、生長率等幾種生長數量比較分析，可以看出早期0～10a，純林單株材積各種生長數量指標比混交林小，但是10a之后，純林生長速度大于混交林。

4 結論

通過對兩種不同林分中喜樹平均標準木的樹干解析，生長規律的比較，得出結論如下。

（1）在林分早期生長過程中（15a之前）混交林喜樹的胸徑、樹高、材積生長量和生長率均優于人工純林，進行喜樹人工林的營造時可考慮混交林的配置方式。

（2）混交林和純林中喜樹的胸徑、樹高生長快速期都出現在早期，樹高均在10a生時達到最快生長，而混交林中喜樹胸徑生長快速期要早于純林，但均集中在10～15a之間，10a或15a以后胸徑、樹高生長均逐漸緩慢。這一結論與張德輝16等在都江堰市對喜樹進行樹干解析的結果相似，這可能與調查地均處于相似緯度有關。

（3）喜樹混交林和純林中約20a生時均未達到成熟林。喜樹材積的連年生長量和平均生長量在5～20a時一直呈現較快的增長趨勢，兩條曲線沒有相交，無法判斷二者的最大值，表明材積連年生長量和平均生長量還有較大的增長空間，數量成熟齡還未到來，對喜樹生長規律的研究還需要選取年齡更大的林分進行。從喜樹材積生長過程看，喜樹數量成熟年齡>30a。

（4）從以上各種圖形和數據分析可知，混交林中的喜樹在15a之前早期生長各項因子生長速度明顯大于純林中的喜樹的生長速度，因此建議為了提高喜樹生長量，建議盡量營造混交林，可以達到速生豐產林的效果。

（責任編輯：鄭京津）