臺灣巒大杉幼林年生長動態研究

林東升

摘要：通過研究臺灣巒大杉幼林年生長動態，以永定仙崬國有林場工區的巒大衫為例，采取一定的試驗方法，進行了相關試驗，進而得出了巒大杉幼林的逐月生長的結果、巒大衫幼林逐月生長過程的數學模型以及巒大杉幼林生長期的劃分，從而推出了臺灣巒大杉幼林年生長動態的結果。

關鍵詞：臺灣巒大杉;年生長規律;logistic曲線

中圖分類號：S7 文獻標識碼：A 文章編號：1674-9944（2018）11-0171-02

1 引言

臺灣巒大杉（Cunninghamia konishii）又名香杉、臺灣杉木，為杉科（Taxodiaceae）杉屬（Cunninghamia）臺灣特有而珍貴的針葉樹種之一[1]，是建筑、交通、造船、特種工藝等優良用材樹種。巒大杉于臺灣北部至中部山脈的高海拔山地呈天然分布，并且在海拔1300～2800m的地帶垂直分布。巒大杉耐瘠薄，一般性喜溫涼的亞高山氣候，最為適合生長在濕潤、肥沃、粘質的土壤上。臺灣與福建在維度上很相近，同屬于亞熱帶氣候區，每年的水熱條件充足，在引進樹種資源的方面有極大潛力。目前，對臺灣巒大杉引種的文獻報道集中于巒大杉的生態適應性與抗逆性及其生長表現[1]、混交林營造及合理經營密度研究[3]、扦插育苗技術[4]、建立巒大杉胸徑與樹高生長相關模型等研究。對巒大杉人工林生長規律的研究[8]僅見張璐穎等利用24年生標準木樹干解析資料探討巒大杉人工林的生長規律，而年度的生長動態未見報道。為了了解巒大杉幼林的年度生長規律，以便在生產中采取適當的措施，筆者在7年生巒大杉幼林中，逐月調查巒大杉的生長量，用logistic曲線模擬幼樹生長動態，為幼林生長的經營管理提供科學依據。

2 試驗地概況

實驗場地位于永定縣仙峪森林公園，經緯度為：北緯24°28″，東經117°36″，位于永定縣湖山鄉，年平均氣溫19.7℃，年平均降水量1577mm，年平均蒸發量1206mm，相對濕度80%，年平均日照時數1987 h;無霜期300 do永定縣國有林場現有生態公益林面積2937.1hm²，占森林面積的63.5%（其中國家級生態林531.9hm²，省級生態林2405.2hm²），是典型的生態公益林場。根據地區情況，森林農場的生態公益分為美分和湖泊，水資源保護和水土保持按功能劃分。仙游水源涵養林是汀江一級支流的主要來源。它在調節周邊鄉鎮和農村的農田，水電和飲用水供應方面發揮著重要作用。虎山以水土保持林為主。河流二級支流的來源在周邊環境的生態調控中發揮著重要作用。在試驗場地之前，人工林被砍伐到杉木種植園。林地主要是高海拔林場，土壤為山地紅壤，立地質量等級綜合評定為3級。

3 材料與方法

3.1 材料

供試材料來自福建永定仙崬國有林場工區臺灣巒大杉。

3.2 研究方法

2014年3～12月，在巒大杉幼林中隨機抽取30株進行掛牌和油漆標注，作為觀察調查株，每半個月進行胸徑、樹高的調查。用logistic曲線模擬幼樹生長動態。

4 結果與分析

4.1 巒大杉幼林的逐月生長的結果

鄭天漢[2]通過12年巒大杉引種造林試驗，觀察其生態適應性、抗逆性及其生長表現，黃財聲[3];開展了巒大杉引種及經營密度研究;林建東[4]在通過控制季節、插穗部位、激素處理方式等處理研究對巒大杉扦插生根的影響;張璐穎等[9]對24年生的巒大杉人工林生長規律進行了研究一一以杉木對比試驗林為試材，應用來舟林業試驗場24年生的巒大杉，采用標準木樹干解析和樣地調查的方式來對巒大杉人工林的生長態勢和生長規律進行研究。可以得出：巒大杉12年生時，樹高平均生長量能夠達到0.96m/年的最大值，在10年生時，連年生長量能夠達到1.35m/年的最大值，巒大杉樹高的快速生長期為造林后12年內;巒大杉胸徑平均生長變化較為平緩，并且出現逐年增長態勢，呈現出比較快的連年生長量增速特點，在16年生時，巒大杉出現了1.45cm/年的明顯高峰值，并且高峰期維持時間比較長;與此同時，材積連年生長量逐年平穩增加，并于18年生時，產生0.00543m³/年的最大值，并且在10年生之前，巒大杉平均生長量平緩變化，10年生之后出現較大的變化。通過理查德方程，可以大致擬合出巒大杉的材積、胸徑、樹高的生長過程，分別為：樹高H=16.596（1-e-0.13554t）1.8279、胸徑D=16078.496（1-e-0.00019t）1.2677、材積V=0.02276（1-e-0.02646t）1.3974擬合效果好，樹高、胸徑、材積擬合方程的殘差平方和分別為0.1782、0.8528、0.0000194。方妙輝[5]用巒大杉與黃山木蘭、愷木混交造林，結果表明福建省三明市巒X蘭混交林比純林中巒大杉的樹高、年抽高、地徑、冠幅分別高107%、114%、114%、108%。黃道恩臺灣巒大杉不同造林密度效果分析。

4.2 巒大杉幼林逐月生長過程的數學模型

logistic方程是近代應用最廣泛的、適應性較強的生長曲線，是林業上常用來描述林木生長的數學模型，能夠較好的擬合林木生長過程。其公式為：

（1）式中y為胸徑或樹高累計生長量，k為胸徑或樹高生長極限值，x為時間變化，a、b為待定常數。

（2）式中x₁、x₂、x₃為曲線橫軸上等距離3點t₁、t₂、t₃所對應的值。

對上述方程進行回歸顯著性檢驗，檢驗結果表明回歸關系達極顯著水平，這說明logistic方程能夠較好的描述巒大杉幼林年度的生長動態。

將（1）式對x求二階導數，令d₂y/dx₂=0，解得巒大杉幼林年度生長發育速度最大值時的x值[14，15]，

x=a/b（3）

將（1）式對x求三階導數，令d，y/dxa一。，解得計算曲線拐點的公式為：

X₁=（a-1.317）/b（4）

X₂=（a+1.317）/b（5）

4.3 巒大杉幼林生長期的劃分

4.3.1 臺灣巒大衫胸徑與樹高生長

采取隨機抽樣調查法，測定出福建省閩清巒大杉的樹高和胸徑生長模型，再利用回歸分析的方法將樹高與胸徑的最佳相關模型篩選出來。研究結果表明，巒大杉樹高與胸徑最佳相關模型為H=1.6928e0.1037D，相關系數r=0.945，0.106的剩余標準差，通過顯著性檢驗，達到極顯著水平，從而得出回歸方程總體系統誤差為一0.0153%，精度相對較高。

4.3.2 巒大衫扦插生根及生長

把巒大杉用扦插法繁殖的各種影響參數條件等相關因素進行分別研究。通過分析結果可得出：①巒大杉作為皮部生根類型的樹種，不定根產生于插穗扦插后84d。②采用具備不具頂芽的1級側枝的并且1年生已木質化的插穗，浸泡在100mg/kg的ABT生根粉中4h，插穗長度為12cm，扦插前將下半部2/3針葉去掉，黃心土為扦插基質的扦插繁殖技術，能夠幫助插穗的生根和生長，為扦插繁殖巒大杉的最優組合。

4.3.3 臺灣巒大衫扦插育苗及其栽培

通過杉木與臺灣巒大杉在扦插繁育方面的比較，可以得出：隨著不斷升高的ABT處理濃度，巒大杉的成活率經歷了從不斷上升到不斷下降的過程，成活率達到最高點為80 mg/L時;NAA處理濃度不同的巒大杉成活率都大于杉木，并且兩者成活率差距最大的時期為120mg/L時，隨著不斷升高的ABT處理濃度，巒大杉成活率呈現出先升后降的特點，但杉木成活率則持續下降。

4.3.4 臺灣巒大衫扦插生根技術

通過對不同季節、不同樹冠部位的穗條采用不同激素處理的臺灣巒大杉的扦插生根試驗，可以得出：以上3種因素對臺灣巒大杉生根率的影響表現為激素插穗采集部位扦插季節;不同樹冠部位采集的穗條影響生根率的大小分別是上部、下部、中部等;不同扦插季節對生根率主要是在夏季、春季以及秋季的影響;不同激素對生根率的影響表現為ABT1#IBAIAA;在夏季樹冠下部采集的臺灣巒大杉的穗條，經ABT1號生根粉600×10^-6速蕉后達到最高扦插生根率，達85.4%。

4.3.5 臺灣巒大衫關于造林密度效果研究

經過臺灣巒大杉引種造林密度試驗，可以得出，在2500～3500株/hm²造林密度范圍內，適當密植能夠幫助提升巒大杉造林保存率;造林后1～2年，本地杉木高徑生長明顯大于巒大杉，達顯著差異水平，3年生，巒大杉高徑生普遍達到杉木水平，6年生林分巒大杉生長態勢顯著超過杉木，雖然對巒大杉單株材積生長、樹高生長期等的影響不是特別明顯，但對林分蓄積量、冠幅生長、胸徑等的影響達到極為明顯的效果，即通過密度較低栽植方式，有利于促進巒大杉冠幅與胸徑生長;巒大杉冠幅面積與胸徑最佳模型為C=-1.5181+0.5664D，從而為生產實際提供參考。

參考文獻：

[1]于永福.杉科植物的分類學研究[J].植物研究，1994，14（4）：369～382.

[2]鄭天漢.巒大杉引種試驗[J].林業科技開發，2002，16（S1）：21～22.

[3]黃財聲.巒大杉引種及經營密度研究[J].福建林業科技，2006，33（4）：8～12.

[4]林建東.臺灣巒大杉扦插生根技術研究[J].林業勘察設計，2012（1）：101～104.

[5]孟憲宇.測樹學[M]，第三版，北京：中國林業出版社，2006：176～191

[6]胡集瑞.任豆樹實生苗生長規律研究[J].林業勘察設計，2008（2）：140～142.

[7]張瑛.鵝掌揪實生苗生長規律研究[J].福建林業科技，2007，34（2）：155～158.

[8]張璐穎，康永武，林智勇，等，巒大杉人工林生長規律研究[J].福建林業科技，2013，40（3）：8～12.