不同坡位34年生禿杉人工林生長規律研究

陳彬

[摘要]為探討不同坡位條件下禿杉人工成熟林生長過程，在福建省尤溪國有林場34年生禿杉人工林中采用不同坡位的完全隨機區組設計，建立標準地進行調查，選擇9株標準木進行樹干解析等研究。結果表明：不同坡位條件下，禿杉的生長過程有較大的差異，下坡位與中、上坡位的差異較大，而中坡位與上坡位的差異較小。胸徑生長速生持續期，下坡為3～20年，中坡為3～13年，上坡為3～7年；樹高生長速生持續期，下坡為4～17年，中坡為7～12年，上坡為8～10年；材積生長速生持續期下坡為8～34年，中坡為11～32年，上坡為16～21年。胸徑、樹高、材積生長速生期均表現為下坡的速生期出現時間早、持續時間長而且峰值大，中坡次之，上坡的速生期出現時間遲、持續時間短而且峰值小。34年生時，胸徑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%；樹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%；材積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%。禿杉人工林生長快，不同坡位間生長差異大，中下坡位林地適宜禿杉人工林的生長，是杉木、馬尾松跡地更新的優良樹種。

[關鍵詞]禿杉；人工林；坡位；胸徑；樹高；材積；生長過程

[中圖分類號]S791 [文獻標識碼]A

坡位是影響人工造林的最重要立地因子之一，對樹木的生長、營養狀況以及生態功能均會產生直接或間接的影響。在一定海拔內，坡位對土壤養分分布狀況的影響較為顯著，坡面土壤和坡面養分在雨水的淋溶作用下進行重新分配是導致不同坡位間土壤養分分布差異的主要原因。不同坡位間的土壤肥力存在著較大差異，從而影響林木的生長和林分的質量。不同樹種對坡位的適應程度明顯不同，杉木對坡位的要求很苛刻，上、中、下坡的杉木生長差異較大，馬尾松對坡位的要求稍低，上、中、下坡馬尾松生長差異不很明顯，因此進行造林樹種在不同坡位的生態適應性研究，對于人工造林的適地適樹選擇非常重要。

禿杉（Taiwania flousiana Gaussen）國家Ⅰ級保護樹種，生長快、材質好，是珍貴的用材樹種；樹冠優美，是園林綠化的好樹種。禿杉的天然林分只分布在我國南方各省的海拔較高的大山深處，數量很少，已成為瀕危植物。為保護和發展禿杉資源，我國南方各省從上世紀八十年代開始陸續開展了禿杉的人工栽培，并進行了各種的試驗研究。阮傳成等于1994年、王挺良于1995年、洪菊生等于1997年、章健于2001年、陶國祥于2001年、陳建新等于2002年、李性苑等于2005年、何斌等于2008年陸續報道了禿杉人工林的生長狀況。但這些研究都是在禿杉的中幼林進行的，是禿杉幾年生或十幾年生的生長狀況，具有時間局限性。目前國內尚未見禿杉人工林成熟林分生長規律的研究報道，因此本文對禿杉人工林34年生林分生長規律進行研究，以期為禿杉栽培提供科學依據。

1 研究地區基本情況

研究地區位于福建省尤溪縣，為我國南方集體林區的重點林業縣，現有森林面積24.8萬hm2，森林覆蓋率72.6%，森林蓄積量1646萬m3。屬中亞熱帶常綠闊葉林區，樹種繁多，森林資源非常豐富。

試驗地設在福建省尤溪國有林場華口溪國家林木良種基地內，海拔300～500m，土壤為紅壤，土層厚度80～120cm。標準地前茬為馬尾松純林，1982年6月采伐，同年10月進行劈草煉山，采用穴狀整地，于1983年2月采用實生苗造林，初植密度為900株/hm2。1991年采用下層間伐法進行間伐撫育，間伐強度為30%。林分現保留密度為600株/hm2，林分平均胸徑26.6cm，平均樹高19.4m。

2 研究方法

2.1 樣地設置

1983年福建省尤溪國有林場華口溪工區營造了禿杉人工林8.6hm2，到2016年已有34年。為了全面了解禿杉人工林生長情況， 2016年10月對禿杉人工林進行了全面清查，在林分的不同坡位設置20m×20m的樣地9塊。其中，在上坡位設置3個樣地，編號為A1、A2、A3；中坡位設置3個樣地，編號為B1、B2、B3；下坡位設置3個樣地，編號為C1、C2、C3。樣地基本情況見表1。

2.2 調查方法

在每個樣地內進行每木檢尺，測定胸徑和樹高，計算平均胸徑和樹高。每個樣地選擇1株標準木進行樹干解析，伐倒標準木，按0m、1.3m、2.0m、4.0m、6.0m、8.0m、10.0m、12.0m、14.0m、16.0m等處每隔2.0m處截取圓盤，圓盤厚度0.05m，盤面磨光后帶回室內測定生長輪。根據9株樹干解析木的材料，計算不同坡位（下、中、上）胸徑、樹高、材積的連年生長量和平均生長量。

3 結果與分析

禿杉的生長過程，主要由胸高直徑、樹高和材積等生長過程組成。

不同坡位的林地由于土壤水分與肥力等存在著較大的差異，從而影響著林木的生長，其生長過程也有著較大的差異。本試驗從每個樣地中選擇1株平均木進行樹干解析，分析9株禿杉的個體生長特征，以比較和認識不同坡位因子下禿杉人工林生長特征及規律。

3.1 不同坡位條件下禿杉胸徑生長特征

禿杉1～3年生長較慢，一般3年后才有胸徑生長。坡位下部34年生禿杉胸徑31.0cm，平均年生長0.91cm。3～14年連年生長量都大于1cm，于第8年達到最大值，為2.1cm；平均生長量的最大值出現時間為13年，達到1.42cm；在第14年，連年生長量和平均生長量的生長曲線相交；連年生長量在15～20年都較好，在0.9～1.8cm之間；平均生長量在30年還達到了1.00cm，顯示了較好的生長狀況。

坡位中部34年生禿杉胸徑24.3cm，平均年生長0.71cm。林木胸徑生長連年生長量最大值出現在第11年，為1.5cm；平均生長量最大值出現時間為13年，達到0.90cm；在第14年，連年生長量和平均生長量生長曲線相交；連年生長量在12～29年都較好，在0.5～1.1cm之間；平均生長量在29年還達到了0.80cm。

坡位上部34年生禿杉胸徑18.5cm，平均年生長0.54cm。林木胸徑生長連年生長量最大值出現在第7年，為1.1cm；平均生長量最大值在第8年出現，達到0.74cm；在9年，連年生長量和平均生長量生長曲線相交；連年生長量在8～22年都較穩定，在0.5～0.9cm之間；23年后生長較差，連年生長量在0.1～0.4cm之間。

從禿杉解析木胸徑生長過程來看（圖1、圖2、圖3），不同坡位禿杉胸徑生長有著較大的差異。從第三年胸徑開始生長時，下坡位的禿杉就比中、上坡位大，并且這種差距隨著時間的推移而加大。10年生時下坡位胸徑分別比中、上坡位大5.3 cm、6.2cm，到34年時分別大6.7cm、12.5cm；中坡位與上坡位前10年相差較小，10年生時只相差0.9cm，而到了34年時相差達5.7cm。速生持續期（按連年生長量達到1.0cm計算），下坡為3～20年，中坡為3～13年，上坡為3～7年，下坡的速生持續期長而且峰值大，中坡次之，上坡的速生持續期短而且峰值小。不同坡位胸徑生長的差別主要是由于不同坡位置的土壤水肥條件決定的。另外，胸徑生長除了不同立地條件的影響，還與各年度的氣候條件有關，特別是與降水量及降水時間有關，因而連年生長量會因不同年份的氣候變化而出現多個的峰值。

3.2 不同坡位條件下禿杉樹高生長特征

禿杉在初始種植1～5年時生長較慢，5年以后，高生長加快，并持續了相當長的一段時間。

坡位下部34年生禿杉樹高22.2m，平均年生長0.65m。高生長連年生長量最大值在第10年出現，為1.2m；平均生長量最大值出現在第14年，為0.94m；連年生長量和平均生長量在第15年相交；連年生長量在11～20年都較好，在0.7～1.1m之間；平均生長量在25年還達到了0.80m，顯示了較好的生長狀況。

坡位中部34年生禿杉樹高16.2m，平均年生長0.48m.連年生長量最大值出現在第10年，為1.0m，平均生長量最大值出現在第12年，為0.69m，連年生長量和平均生長量在第14年相交，連年生長量在11～20年還較好，在0.4～0.8m之間，平均生長量在第21年達到了0.60m。

坡位上部34年生禿杉樹高14.5m，平均年生長0.43m.連年生長量最大值出現在第8年，為0.9m，平均生長量最大值出現在第13年，連年生長量和平均生長量在第9年相交，為0.64m，連年生長量和平均生長量在第14年相交，連年生長量在11～20年都較差，在0.3～0.7m之間。

通常情況下，林木平均樹高生長率大于8.0%被認為是連年生長量最旺盛的時期。本研究中，禿杉下坡林木連年生長量最旺盛期為1～13年，中坡林木為1～12年，上坡林木為1～13年，基本一致。平均樹高生長率在4.0～8.0%被認為是林木的生長穩定時期，本試驗下坡林木生長穩定時期為14～19年，中坡林木為13～17年，上坡林木為14～16年，說明立地條件好的坡位下禿杉樹高生長持續時間更長。平均樹高生長率在2.0%以下的是林木的衰退時期，下坡林木樹高生長衰退時期為20～34年，中坡林木為18～34年，上坡林木為17～34年，立地條件差的上部坡位條件下，禿杉較早出現樹高生長衰退期。

從禿杉解析木胸徑生長過程來看（圖4、圖5、圖6），不同坡位禿杉樹高生長有著較大的差異。1～5年三個坡位的樹高生長差異較小；5年后，下坡位的禿杉樹高生長就比中、上坡位大，并且這種差距隨著時間的推移而加大。10年生時下坡位樹高分別比中、上坡位高2.3 m、2.6 m，到34年時分別高6.0 m、7.7 m；中坡位與上坡位相差較小，10年生時相差只有0.9 m，而到了34年相差也只有1.7 m。速生持續期（按連年生長量達到0.8 m計算），下坡為4～17年，中坡為7～12年，上坡為8～10年，下坡的速生期出現時間早、持續時間長而且峰值大，中坡次之，上坡的速生期出現時間遲、持續時間短而且峰值小。

3.3 不同坡位條件下禿杉材積生長特征

禿杉種植前10年禿杉材積生長較慢，10年后生長加快，持續時間較長，到34年時材積還在生長。

坡位下部34年生禿杉木材積0.7197m3，平均年生長0.0212m3。連年生長量最大值出現在第19年，為0.0424m3，連年生長量在11～25年都較好，在0.02m3以上，在34年時還有0.0142m3；平均生長量在第25年達到最大值，為0.0225m3，到34年時還在0.0211m3；連年生長量和平均生長量在第25年相交，顯示了較好的生長狀況。

坡位中部34年生材積0.3475m3，平均年生長0.0102m3。連年生長量最大值出現在第24年，為0.0205m3；平均生長量最大值出現在第30年，為0.0103m3；連年生長量和平均生長量在第31年相交。

坡位上部34年生材積0.1926m3，平均年生長0.0057m3。連年生長量最大值出現在第21年，為0.0116m3；平均生長量最大值出現在第26年，為0.0059m3；連年生長量和平均生長量在第27年相交。

從禿杉解析木生長過程來看（圖7、圖8、圖9），不同坡位禿杉材積生長有著較大的差異。3～7年三個坡位禿杉材積生長差異較小，從第8年開始生長下坡位的禿杉材積就比中、上坡位大，并且這種差距隨著時間的推移而加大。10年生時下坡位材積分別比中、上坡位大0.0476m3、0.0523m3，下坡分別是中、上坡的323.5%、415.1%，到34年時分別大0.3722m3、0.5271m3，下坡分別是中、上坡的207.1%、373.7%；中坡位與上坡位相差較小，10年時相差0.0047 m3，而到了34年相差達0.1549m3。速生持續期（按連年生長量達到0.0100m3計算），下坡為8～34年，中坡為11～32年，上坡為16～21年，下坡的速生期出現時間早、持續時間長而且峰值大，至今還在速生期，中坡次之，上坡的速生期出現時間遲、持續時間短而且峰值小。

4 結論

禿杉生長快，生長盛期長。本研究下坡位林地34年生禿杉胸徑31.0cm，平均年生長0.91cm；樹高22.2m，平均年生長0.65m；材積0.7197m3，平均年生長0.0212m3，表現出極快的生長水平，表明禿杉是人工造林的好樹種。

不同坡位條件下，禿杉的生長過程有較大的差異。

胸徑生長過程，3～5年三個坡位差異較小，5年后下坡位的禿杉就比中、上坡位大，并且這種差距隨著時間的推移而加大，到了34年時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%。速生持續期，下坡為3～20年，中坡為3～13年，上坡為3～7年，下坡的速生持續期長而且峰值大，上坡的速生持續期短而且峰值小。

樹高生長過程，1～5年三個坡位的樹高生長差異較小，5年后，下坡位的禿杉樹高生長就比中、上坡位大，并且這種差距隨著時間的推移而加大，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%。速生持續期，下坡為4～17年，中坡為7～12年，上坡為8～10年，下坡的速生持續期長而且峰值大，上坡的速生持續期短而且峰值小。

材積生長過程，3～7年三個坡位禿杉材積生長差異較小，從第8年開始下坡位的禿杉材積就比中、上坡位大，并且這種差距隨著時間的推移而加大，到了34年時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%。速生持續期下坡為8～34年，中坡為11～32年，上坡為16～21年，下坡的速生持續期長而且峰值大，至今還在速生期，上坡的速生持續期短而且峰值小。

34年禿杉胸徑、樹高、材積生長過程，下坡位與中、上坡位的差異較大，而中坡位與上坡位的差異較小。

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