閩北山地不同坡位閩楠人工林的生長(zhǎng)規(guī)律

闕小黎

(南平市延平區(qū)大橫林業(yè)站，福建 南平 353033)

為促進(jìn)森林生態(tài)系統(tǒng)良性循環(huán)、改善生態(tài)環(huán)境，近年來，針對(duì)針葉林多、闊葉林少的實(shí)際情況，福建省加大了林種樹種結(jié)構(gòu)調(diào)整力度，鼓勵(lì)用鄉(xiāng)土、珍貴闊葉樹造林，大力發(fā)展珍貴樹種培育基地，閩西北以閩楠、香樟、紅豆杉、建柏、赤皮青岡等樹種為主，閩東以柳杉、檫樹、鄂西紅豆樹等樹種為主，閩南以降香黃檀、香樟、火力楠、紅錐、大花序桉等樹種為主，打造各具特色、樹種多樣、闊葉混交的珍貴樹種造林示范區(qū)，提高了森林質(zhì)量和生態(tài)功能，滿足了珍貴樹種用材需求[1]。

閩楠(Phoebebournei)是我國(guó)特有的珍貴用材樹種和優(yōu)良觀賞樹種，自然分布于福建、江西、湖南、廣西、廣東等地，已被列為國(guó)家二級(jí)珍稀瀕危植物[2-5]。閩楠木材芳香耐久，紋理結(jié)構(gòu)美觀，是上等建筑、高級(jí)家具、雕刻藝術(shù)和造船良材，在可能出現(xiàn)金絲楠木材性特征的8種楠木中，閩楠位居第二，而在高檔仿古家具中，具有金絲特征的楠木，深受世人青睞，其價(jià)格與紅木類幾乎并駕齊驅(qū)，可見，閩楠具有廣闊的市場(chǎng)前景和經(jīng)濟(jì)價(jià)值[6]。目前針對(duì)閩楠的栽培技術(shù)研究，已有大量報(bào)道，在其生長(zhǎng)規(guī)律方面，主要集中在苗期[2]、造林地類型[5]和施肥效應(yīng)[7]等。已有研究表明，坡位對(duì)造林效果有顯著的影響[8，9]，而對(duì)閩楠人工林生長(zhǎng)的影響還少見報(bào)道[4]?；诖耍疚囊蚤}北山地不同坡位上閩楠人工林為研究對(duì)象，研究了坡位對(duì)閩楠人工林生長(zhǎng)規(guī)律的影響，對(duì)指導(dǎo)閩楠人工林造林時(shí)的立地選擇，制定科學(xué)合理的閩楠栽培技術(shù)，實(shí)現(xiàn)閩楠人工林培育的預(yù)期效益等具有重要的理論和實(shí)踐意義。

1 材料與方法

1.1 研究區(qū)概況

試驗(yàn)地設(shè)在福建省南平市峽陽(yáng)鎮(zhèn)，地處延平區(qū)西北，東與茂地、大洋相連，南同王臺(tái)接壤，西和順昌交界，北與建甌相鄰，位于中亞熱帶地區(qū)，117°54′—118°02′E，26°44′—26°52′N之間，海拔在180～230 m。年平均降雨量1 653 mm，年平均氣溫19.5 ℃，極端最高氣溫為41 ℃，極端最低氣溫為-5.8 ℃。

1.2 樣地選擇

采用空間代時(shí)間的樣地調(diào)查方法，于2018年3月在峽陽(yáng)國(guó)有林場(chǎng)橫坑工區(qū)選擇31林班56大班060小班的閩楠人工純林進(jìn)行樣地設(shè)置，此林分造林時(shí)間為1965年，立地類型為Ⅰ類地，土壤較肥沃。在上坡位和下坡位兩種立地中分別設(shè)置3個(gè)20 m×20 m的固定樣地，對(duì)樣地內(nèi)的閩楠和林下植物進(jìn)行詳細(xì)調(diào)查，記錄閩楠的胸徑、樹高，計(jì)算蓄積量和保存率，經(jīng)調(diào)查，閩楠人工林林下植物主要有砂仁(Amomumvillosum)、苦竹(Pleioblastusamarus)、鐵線蕨(Adiantumcapillus-veneris)、粗葉榕(Ficushirta)、朱砂根(Ardisiacrenata)、野姜(Zingiberaceae)、木荷(Schimasuperba)和毛背葉(Chukrasiatabularisvar.velutina)等[6]。

1.3 樹干解析

根據(jù)每木調(diào)查結(jié)果，計(jì)算出不同坡位上閩楠的平均生長(zhǎng)數(shù)據(jù)，確定標(biāo)準(zhǔn)木，在不同坡位上各選擇閩楠平均標(biāo)準(zhǔn)木1株，伐倒前，用手持羅盤儀在標(biāo)準(zhǔn)木上確定南北方向后用粉筆標(biāo)記，并標(biāo)記0 m、0.3 m和1.3 m處位置，伐倒后，按照“樹干解析”法以2 m為1區(qū)分段鋸取厚度約5 cm的圓盤，用粉筆標(biāo)記后帶回實(shí)驗(yàn)室以1年為1個(gè)齡級(jí)，采用日本東洋理光器株式會(huì)社生產(chǎn)的A-Ⅲ型年輪測(cè)定裝置進(jìn)行年輪測(cè)量，分析其生長(zhǎng)過程及生長(zhǎng)量。

閩楠材積采用闊葉樹材積計(jì)算公式：

V=0.000 052 76×D1.882 161×H1.009 317

式中，V為材積(m3)，D為胸徑(cm)，H為樹高(m)

1.4 數(shù)據(jù)處理

在Excel 2003中進(jìn)行數(shù)據(jù)和圖表整理，在SPSS 13.0中進(jìn)行回歸分析和相關(guān)性分析，擬合不同坡位上閩楠人工林的總生長(zhǎng)方程。

2 結(jié)果與分析

2.1 不同坡位上閩楠人工林的胸徑生長(zhǎng)過程

由不同坡位上閩楠人工林胸徑的總生長(zhǎng)量可見，在整個(gè)生長(zhǎng)過程中，下坡位的胸徑總生長(zhǎng)量均大于上坡位，31年生閩楠人工林的平均去皮胸徑為下坡位(19.3 cm)大于上坡位(15.3 cm)。

在1～31年中，不同坡位上閩楠人工林的胸徑生長(zhǎng)均出現(xiàn)了3次主要的生長(zhǎng)高峰，其中上坡位出現(xiàn)在第4、8、11年，下坡位出現(xiàn)在4、10、16年，在第20年之后，胸徑的平均生長(zhǎng)量和連年生長(zhǎng)量均緩慢下降，并趨于平緩。

圖1同坡位上閩楠人工林的胸徑生長(zhǎng)過程

整個(gè)生長(zhǎng)過程中，連年生長(zhǎng)量與平均生長(zhǎng)量出現(xiàn)多次相交，若以連年生長(zhǎng)量大于平均生長(zhǎng)量為標(biāo)志，4～13年為上坡位閩楠胸徑速生期，4～18年為下坡位閩楠胸徑速生期。

2.2 不同坡位上閩楠人工林的樹高生長(zhǎng)過程

由不同坡位上閩楠人工林樹高生長(zhǎng)過程可知，閩楠樹高的生長(zhǎng)與林齡成正相關(guān)，31年生上坡位閩楠樹高18.1 m，下坡位13.8 m，在12年之前，下坡位的樹高總生長(zhǎng)量和平均生長(zhǎng)量大于上坡位，12年之后，上坡位的樹高總生長(zhǎng)量和平均生長(zhǎng)量顯著大于下坡位。

圖2不同坡位上閩楠人工林的樹高生長(zhǎng)過程

在1～31年中，上坡位的閩楠總共出現(xiàn)了6次樹高生長(zhǎng)高峰，分別是第7、11、13、19、21、24年，期間樹高連年生長(zhǎng)量分別為1.3、0.9、2.0、1.0、1.3、1.7 m；下坡位的閩楠總共出現(xiàn)了2次明顯的樹高生長(zhǎng)高峰，分別是第4年和第13年，期間樹高連年生長(zhǎng)量分別是1.04 m和1.71 m。第25年后，樹高連年生長(zhǎng)量迅速下降，在第31年時(shí)，上坡位和下坡位樹高連年生長(zhǎng)量均為0.2 m，隨著林分郁閉度的提高，閩楠的樹高生長(zhǎng)也趨于平緩。

閩楠的樹高平均生長(zhǎng)量比較穩(wěn)定，下坡位在第6年最高，為0.67 m·a-1，上坡位在第14年最高，為0.71 m·a-1，其他年份大多維持在0.4～0.6 m·a-1之間；從生長(zhǎng)曲線來看，連年生長(zhǎng)量和平均生長(zhǎng)量出現(xiàn)多次相交，可能與不同立地上水熱條件等氣候變化有關(guān)，可見，閩楠的樹高生長(zhǎng)對(duì)氣候的變化具有較強(qiáng)的敏感性。

2.3 不同坡位上閩楠人工林的材積生長(zhǎng)過程

從不同坡位上閩楠人工林的材積生長(zhǎng)可見，閩楠人工林的材積總生長(zhǎng)量、平均生長(zhǎng)量均隨著林齡的增加而不斷增加，31年時(shí)上坡位的單株去皮材積為0.167 m3，下坡位的單株去皮材積為0.196 m3。整個(gè)生長(zhǎng)過程中，下坡位的材積總生長(zhǎng)量均大于上坡位。

1～31年中，上坡位閩楠人工林的材積連年生長(zhǎng)量出現(xiàn)3次主要生長(zhǎng)高峰，分別為第14年、21年和24年，材積連年生長(zhǎng)量分別為0.010 9、0.011 4和0.014 4 m3，下坡位材積連年生長(zhǎng)量出現(xiàn)4次生長(zhǎng)高峰，分別為第13年、17年，23年和28年，材積連年生長(zhǎng)量分別為0.010 9、0.011 9、0.010 7和0.012 6 m3。

圖3不同坡位上閩楠人工林的材積生長(zhǎng)過程

從平均生長(zhǎng)量來看，0～19年為下坡位材積快速增長(zhǎng)期，20～31年為緩慢增長(zhǎng)期，0～14年為上坡位材積快速增長(zhǎng)期，15～31年為緩慢增長(zhǎng)期；1～31年期間，兩種坡位上閩楠的連年生長(zhǎng)量均大于平均生長(zhǎng)量，說明，31年生時(shí)閩楠的材積生長(zhǎng)并未達(dá)到數(shù)量上的成熟，其數(shù)量成熟期還需要進(jìn)一步研究。

2.4 不同坡位上閩楠人工林的生長(zhǎng)率

由不同坡位上閩楠人工林的樹高、胸徑和材積生長(zhǎng)率可見，兩種坡位上閩楠的樹高和胸徑生長(zhǎng)率曲線較為相似，兩者在18年后幾乎重合，說明在此之后的樹高和胸徑生長(zhǎng)速度幾乎接近，18年后兩種坡位上樹高和胸徑的生長(zhǎng)率均保持在較低水平，說明在此階段兩者的生長(zhǎng)速度較為緩慢；材積生長(zhǎng)率的降低速度比樹高和胸徑生長(zhǎng)率慢，降到最低點(diǎn)的時(shí)間比樹高和胸徑生長(zhǎng)率晚，但材積和樹高的生長(zhǎng)率始終大于樹高和胸徑，在整個(gè)生長(zhǎng)過程中，1～18年為材積生長(zhǎng)率較快下降階段，19～31年為緩慢下降階段。

圖4不同坡位上閩楠人工林的生長(zhǎng)率

2.5 不同坡位上閩楠人工林的總生長(zhǎng)量模型

運(yùn)用SPSS 13.0中的曲線估計(jì)功能對(duì)不同坡位上閩楠人工林的樹高、胸徑和材積總生長(zhǎng)量進(jìn)行模擬，建立了不同測(cè)樹因子與時(shí)間的關(guān)系方程，其中上坡位樹高總生長(zhǎng)量模型為H=0.666 6T-0.961 4，R=0.987，胸徑總生長(zhǎng)量模型為D=5.729 lnT- 5.690 1，R=0.904，材積總生長(zhǎng)量模型為V=0.000 2T2+0.000 1T-0.005 5，R=0.989；下坡位樹高總生長(zhǎng)量模型為H=0.449 4T+1.034 8，R=0.974，胸徑總生長(zhǎng)量模型為D=7.097 5 lnT- 6.576 1，R=0.905、材積總生長(zhǎng)量模型為V=0.000 2T2+ 0.001T- 0.012 1，R=0.989；從擬合結(jié)果看，精確度較高，可用來快速估算閩楠的樹高、胸徑和材積總生長(zhǎng)量。

3 結(jié)論

不同坡位上閩楠人工林的樹高、胸徑和材積具有顯著差異，31年生閩楠人工林的平均去皮胸徑為下坡位(19.3 cm)大于上坡位(15.3 cm)。上坡位閩楠樹高18.1 m，下坡位13.8 m，上坡位單株去皮材積0.167 m3，下坡位的單株去皮材積0.196 m3。整個(gè)生長(zhǎng)過程中，下坡位的材積總生長(zhǎng)量均大于上坡位，1～18年為材積生長(zhǎng)率較快下降階段，19～31年為緩慢下降階段。

表1 不同坡位上閩楠人工林總生長(zhǎng)量擬合模型

不同坡位上，閩楠人工林的樹高、胸徑和材積等測(cè)樹因子與樹齡之間存在較強(qiáng)的相關(guān)性，通過樹干解析法建立了測(cè)樹因子與樹齡的關(guān)系方程，經(jīng)檢驗(yàn)，具有較高的精確度，可用來快速估算閩楠的樹高、胸徑和材積總生長(zhǎng)量。