眉山市臭椿生長特性初步研究

鄭光利，向 青，王紅莉，羅建勛

(1.眉山市東坡區(qū)林業(yè)局，四川 眉山 620010;2.四川省林業(yè)科學(xué)研究院，四川 成都 610081)

臭椿(Ailanthus altissima)是苦木科(Simaroubaceae)臭椿屬高大落葉喬木，又名白椿、樗樹，其臭椿根系發(fā)達(dá)，適應(yīng)性強，對微酸性、中性和石灰性土壤都能適應(yīng)，生長迅速，具有較強的抗逆能力，并且繁殖容易，病蟲害少，落葉量大，改良土壤的作用明顯;木材堅韌，纖維長，是優(yōu)良的造紙原料［1～3］。臭椿生長在氣候溫和的地帶，是我國分布極為廣泛的優(yōu)良樹種，主要分布于四川、云南、湖南、湖北、安徽等地。其中四川臭椿的天然分布區(qū)主要集中于眉山市東坡區(qū)和彭山等。臭椿雖然具有較大的發(fā)展前途，然而長期以來由于對該樹種沒有引起過重視，所以對該樹種生長特性［4～6］缺乏系統(tǒng)的研究。為此，該研究對臭椿的生長特性做了初步分析。

1 材料與方法

1.1 研究地概況

研究地位于四川眉山市東坡區(qū)萬勝鎮(zhèn)和崇禮鎮(zhèn)，海拔400 m～600 m，屬中亞熱帶濕潤氣候。年平均氣溫17.3℃，年降雨量1 062.5 mm，年平均日照為1 161 h，土壤多為山地黃壤及紫色土，成土母質(zhì)以頁巖、沙巖、石灰?guī)r為主。

1.2 研究方法

1.2.1 樣地選擇與調(diào)查

2010年12月底在眉山市東坡區(qū)萬勝鎮(zhèn)繁榮村和崇禮鎮(zhèn)蟆堰村選擇有代表性的臭椿人工林并分別設(shè)置3個標(biāo)準(zhǔn)樣地，每個樣地面積為400 m2(20 m表1樣地優(yōu)勢木樹高、胸徑及其平均值和標(biāo)準(zhǔn)差×20 m)。在每木檢尺的基礎(chǔ)上，根據(jù)平均胸徑和平均樹高選取平均木1株，共6株平均木，然后對其進行樹干解析［7］，2 m區(qū)分段截取圓盤，采用區(qū)分法求其材積。同時在眉山市東坡區(qū)崇禮鎮(zhèn)蟆堰村選取1株四旁生長的植株作為對照。在眉山市東坡區(qū)萬勝鎮(zhèn)繁榮村和崇禮鎮(zhèn)蟆堰村選取的樣木以及作對照的四旁樹分別為樣木3、樣木2和樣木1，其中，樣木2和樣木3數(shù)據(jù)是各標(biāo)準(zhǔn)地平均木均值，樣地2、樣地3優(yōu)勢木樹高、胸徑及其平均值和標(biāo)準(zhǔn)差見表1。

表1

1.2.2 材積生長量函數(shù)的建立

采用excel進行數(shù)據(jù)統(tǒng)計，利用DPS9.50建立臭椿生長模型。

2 結(jié)果與分析

2.1 臭椿生長過程分析

2.1.1 樹高生長過程分析

對7株解析木的研究可知:臭椿樹高生長的速生階段是1 a～6 a，樣株1、2、3的年平均生長量分別達(dá)到0.9 m、1.6 m和1.4 m。樹高生長特點是:前期速生，以后逐漸減慢。

由圖1可看出樣木3在第8年樹高平均生長量成下降趨勢，樣木2在第9年樹高平均生長量成下降趨勢，而樣木1從第3年開始樹高平均生長量變成下降趨勢，并且連年生長量與平均生長量多次出現(xiàn)相交，說明樣木1在沒有人工撫育的情況下可能遭受過自然(人為)災(zāi)害的影響;從圖2可看出，樣木3與樣木2(假設(shè)第15年樹高生長速度與第14年相同)在第15年得樹高分別較樣木1高5.4 m、7.5 m，說明人工撫育對樹高的生長影響極其明顯。

圖1 臭椿樣木樹高連年生長量與平均生長量曲線圖

圖2 臭椿各樣木樹高總生長量曲線圖

2.1.2 胸徑生長過程分析

經(jīng)調(diào)查分析得出，15 a生臭椿胸徑可達(dá)20 cm，臭椿胸徑速生階段出現(xiàn)在12 a前。由圖3可知，樣木3連年生長量最大值出現(xiàn)在第12年，與平均生長量相交在第13年;樣木2連年生長量最大值出現(xiàn)在第6年，與平均生長量相交在第8年;樣木1連年生長量最大值出現(xiàn)在第12年，與平均生長量相交在第15年。由圖4可看出，胸徑的速生期主要集中在前12 a，12 a后胸徑生長速度明顯減緩，因此在前12 a加強對臭椿的水肥管理有利于臭椿的胸徑生長;還可以看出樣木3第15年胸徑總生長量為19.5 cm(假設(shè)第15年胸徑生長速度與第14年相同)，樣木2第15年胸徑總生長量為19.9 cm，樣木1第15年胸徑總生長量為17.6 cm，樣木2與樣木3前15 a胸徑總生長量分別較樣木1大1.9 cm、2.3 cm，說明臭椿至少在前15 a經(jīng)撫育管理后胸徑生長稍快一些，但效果并不明顯。

圖3 臭椿樣木胸徑連年生長量與平均生長量曲線圖

圖4 臭椿各樣木胸徑總生長量曲線圖

2.1.3 材積生長過程分析

由圖5可以看出3株樣木材積連年生長量均在第12年第1次達(dá)到高峰，說明臭椿材積的速生期為前12 a，其中樣木2在第14年達(dá)到數(shù)量成熟，樣木3在第15年呈現(xiàn)接近數(shù)量成熟的趨勢。樣木1則材積在第12年出現(xiàn)1次生長高峰后，又在第30年左右持續(xù)較快增長，并且無減緩趨勢，或?qū)⒂瓉淼?次生長高峰期。該研究與梁莉莉［8］研究結(jié)果相似，即臭椿材積第1次生長高峰出現(xiàn)在第15年～20年，第2次生長高峰出現(xiàn)在第50年左右，且第2次高峰的連年生長量比第1次高峰的連年生長量大50%左右?？傮w來說，樣木1的材積生長速度明顯低于樣木2與樣木3，從圖6也可以看出樣木2在第15年的材積總生長量相當(dāng)于樣木1第25年的材積總生長量。初步說明臭椿適合培育速生豐產(chǎn)林，只要加強撫育，15 a臭椿基本上能達(dá)到數(shù)量成熟。

圖5 臭椿樣木材積連年生長量與平均生長量曲線圖

圖6 臭椿各樣木材積總生長量曲線圖

2.2 材積生長模型的建立

根據(jù)表2的數(shù)據(jù)，通過年齡與材積利用DPS9.50進行邏輯斯蒂曲線擬合，邏輯斯蒂方程為:

式中K、m、r為方程參數(shù)，V為材積，A為年齡。

表2 臭椿各樣木生長過程表

(續(xù)表2)

從表3可以看出臭椿材積總生長量與年齡的邏輯斯蒂曲線擬合效果較好，適合優(yōu)度R2均在97%以上，但由于樣木3和樣木2年齡較小，邏輯斯蒂曲線沒有明顯的指導(dǎo)意義，而樣木1在邏輯斯蒂方程中其年齡較大，有一定的生產(chǎn)指導(dǎo)意義。邏輯斯蒂曲線中的K值代表其生長總量的極限值，也就是說當(dāng)臭椿單株材積生長達(dá)到1.004110 m3時，其材積生長變得極為緩慢。但邏輯斯蒂方程畢竟是理論方程，而且樹木的生長過程是不可逆的，其同化作用必定大于異化作用效果，邏輯斯蒂方程只能起到參考作用。

表3 臭椿材積總生長量與年齡的邏輯斯蒂曲線擬合結(jié)果

2.3 材積公式模擬

運用DPS9.50軟件進行材積與胸徑的一元材積曲線擬合，材積與胸徑、樹高的二元材積曲線擬合，經(jīng)檢驗均呈極顯著相關(guān)。

一元材積曲線:V=0.000147D2.44323

相關(guān)系數(shù)R2=0.986

二元材積曲線 V=0.0000574D1.537895H1.3462734

相關(guān)系數(shù)R2=0.980

式中:V為材積生長總量(m3)，D為胸徑生長總量(cm)，H為樹高生長總量(m)。

本次曲線擬合，雖然擬合優(yōu)度較高，但數(shù)據(jù)較少，但代表性有限，臭椿至今沒有人發(fā)表其材積公式，因此該公式可以為臭椿的材積計算提供一定的參考。

3 結(jié)論

(1)臭椿高生長幼齡期較快，10 a前后平均生長量達(dá)最大值，以后高生長漸緩，有利于造林地的郁閉;胸徑生長前15 a最為迅速，生長減緩期到來較遲;材積生長量高峰期出現(xiàn)在15 a～20 a，人工撫育情況下一般在15 a左右能達(dá)到數(shù)量成熟，經(jīng)人工撫育后樹高、胸徑、材積明顯快于四旁的生長，因此臭椿適合培育短周期輪伐的速生豐產(chǎn)林。

(2)在四川范圍內(nèi)，楊樹、巨桉作為速生豐產(chǎn)林被廣泛栽植，但大面積的楊樹純林給病蟲害爆發(fā)帶來隱患，一些地區(qū)已有成片楊樹幼林死亡的現(xiàn)象，巨桉雖然生長迅速，但其要求酸性土壤且水分充足，而四川大部分為紫色土及鈣質(zhì)土，春旱和伏旱嚴(yán)重，況且巨桉對低溫十分敏感。經(jīng)廣泛調(diào)查及分析，臭椿在四川范圍內(nèi)生長狀況良好，尤其在眉山市東坡區(qū)成效顯著。因此，臭椿可作為新的高效益鄉(xiāng)土樹種開發(fā)，營造多樹種混交林，增強林分穩(wěn)定性和抗病蟲能力，提高速生豐產(chǎn)林經(jīng)濟和生態(tài)效益。

［1］ 申潔梅，劉占朝，張萬欽，等.臭椿研究綜述［J］.河南林業(yè)科技，2008，28，(4):27 ～28.

［2］ 祁承經(jīng)，湯庚國.樹木學(xué)［M］.北京:中國林業(yè)出版社，2005:381～382.

［3］ 鄧敏志，羅建勛，等.紫色土丘陵區(qū)臭椿育苗及造林技術(shù)［J］.四川林業(yè)科技，2010，31，(5):127 ～128.

［4］ 張友元，夏玉芳，黎磊，等.香椿生長規(guī)律初步研究［J］.山地農(nóng)業(yè)生物學(xué)報，2008，27，(5):393 ～397.

［5］ 欒士波，范玉清，等.天然楊樺林生長規(guī)律的研究［J］.吉林林業(yè)科技，1999，(2):3 ～8.

［6］ 劉啟慎，譚浩亮，等.中國黃連木生長規(guī)律的研究［J］.河南林業(yè)科技，1999，19，(2):3 ～6.

［7］ 孟憲宇.測樹學(xué)［M］.北京:中國林業(yè)出版社，2005:197～201.

［8］ 梁莉莉，周業(yè)恒星，張忠遠(yuǎn)，等.臭椿生長的分析研究［J］.安徽林業(yè)，2005，(1):24 ～25.