喜樹(shù)純林與混交林生長(zhǎng)過(guò)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(yáng)縣桂花林場(chǎng)喜樹(shù)人工純林和大悟縣仙居頂林場(chǎng)喜樹(shù)人工混交林為研究對(duì)象，通過(guò)標(biāo)準(zhǔn)地設(shè)置與調(diào)查，獲得了喜樹(shù)胸徑、樹(shù)高、材積生長(zhǎng)量和生長(zhǎng)率數(shù)據(jù)，在此基礎(chǔ)上研究了喜樹(shù)胸徑、樹(shù)高、材積的生長(zhǎng)過(guò)程，并比較分析了純林與混交林喜樹(shù)生長(zhǎng)過(guò)程差異。結(jié)果表明：喜樹(shù)胸徑、樹(shù)高生長(zhǎng)速生期出現(xiàn)在早期，混交林與純林中的喜樹(shù)表現(xiàn)相同；混交林中喜樹(shù)的胸徑、樹(shù)高、材積生長(zhǎng)量和生長(zhǎng)率均優(yōu)于人工純林；從喜樹(shù)材積生長(zhǎng)過(guò)程看，喜樹(shù)數(shù)量成熟年齡>30a。

關(guān)鍵詞：喜樹(shù)；人工林；混交林；生長(zhǎng)規(guī)律

中圖分類(lèi)號(hào)：S792.99 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：1004-3020（2016）03-0027-06

喜樹(shù)Cam ptotheca acuminata藍(lán)果樹(shù)科喜樹(shù)屬落葉喬木。樹(shù)皮灰色，縱裂成淺溝狀。單葉互生，矩圓狀橢圓形，長(zhǎng)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(gè)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(zhǎng)2.0～2.5cm，頂端具宿存的花盤(pán)，兩側(cè)具窄翅，幼時(shí)綠色，干燥后黃褐色，著生成近球形的頭狀果序?；ㄆ?～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(zhǎng)江以南各省區(qū)。木材可用于包裝箱、膠合板、繪圖板、火柴桿、樂(lè)器、音箱等，它的果實(shí)、根、樹(shù)皮、枝、葉主要含有抗腫瘤作用的喜樹(shù)堿，是制備高級(jí)抗癌藥的原料。喜樹(shù)還具有較好的觀賞、生態(tài)防護(hù)功能，開(kāi)發(fā)利用前景廣闊。湖北省喜樹(shù)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(shù)混交林種植面積較小。喜樹(shù)是一種優(yōu)質(zhì)速生樹(shù)種，目前對(duì)其研究主要集中于喜樹(shù)的栽培方式，喜樹(shù)堿的藥理藥效以及喜樹(shù)堿含量對(duì)生態(tài)因子的響應(yīng)等方面，對(duì)其樹(shù)干解析方面鮮有報(bào)道。在喜樹(shù)生長(zhǎng)環(huán)境調(diào)查的基礎(chǔ)上，分別在兩種林分標(biāo)準(zhǔn)地上選取平均標(biāo)準(zhǔn)木通過(guò)樹(shù)干解析進(jìn)行分析，為培育喜樹(shù)人工速生豐產(chǎn)林及科學(xué)管理提供一定的理論依據(jù)。

1 材料與方法

1.1 試驗(yàn)地概況

試驗(yàn)林1：孝感市大悟縣仙居頂林場(chǎng)，東經(jīng)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(zhì)為片麻巖發(fā)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(shí)數(shù)2119h。這里有成片的喜樹(shù)和杉木混交林，面積近千畝。

試驗(yàn)林2：咸寧市崇陽(yáng)縣桂花林場(chǎng)管理局洪下林場(chǎng)，地處幕阜山脈大藥姑山余脈，位于崇陽(yáng)縣天城鎮(zhèn)洪下村，地理坐標(biāo)為東經(jīng)113°51′，北緯29°30′39″，海拔279m；亞熱帶季風(fēng)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(shù)人工林多生長(zhǎng)在石灰?guī)r地發(fā)育的山地黃棕壤上，面積65.33hm²。

1.2 材料與方法

（1）標(biāo)準(zhǔn)地設(shè)置：2014年8月，分別在孝感市大悟縣仙居頂林場(chǎng)的20a的喜樹(shù)杉木混交林試驗(yàn)基地和崇陽(yáng)縣桂花林場(chǎng)管理局洪下林場(chǎng)的19a的喜樹(shù)人工林試驗(yàn)基地設(shè)置面積20m×20m臨時(shí)標(biāo)準(zhǔn)地10塊。

（2）標(biāo)準(zhǔn)地調(diào)查：在每塊標(biāo)準(zhǔn)地內(nèi)對(duì)所有喜樹(shù)胸徑進(jìn)行了每木檢尺，然后在每個(gè)徑階內(nèi)選取部分林木進(jìn)行高度測(cè)量，通過(guò)數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)計(jì)算出每塊標(biāo)準(zhǔn)地林分平均高和平均胸徑，再算出10塊標(biāo)準(zhǔn)地的林分平均高和平均胸徑。

（3）標(biāo)準(zhǔn)木選擇與樹(shù)干解析：在兩種類(lèi)型的林分內(nèi)采用平均標(biāo)準(zhǔn)木法選取1株樹(shù)干通直生長(zhǎng)良好，胸徑和樹(shù)高接近林分平均胸徑和平均樹(shù)高的喜樹(shù)作為標(biāo)準(zhǔn)木，進(jìn)行樹(shù)干解析和測(cè)定。采用5a為1個(gè)齡階進(jìn)行樹(shù)干解析，解析木按照2.0m區(qū)分段截取圓盤(pán)（第一段為2.6m），用常規(guī)方法對(duì)圓盤(pán)進(jìn)行年輪和直徑的判別和測(cè)定，并計(jì)算樹(shù)干材積、形數(shù)、生長(zhǎng)率、各種生產(chǎn)量等。以下對(duì)大悟縣混交林喜樹(shù)解析木簡(jiǎn)稱(chēng)為A樹(shù)，對(duì)崇陽(yáng)縣純林喜樹(shù)解析木簡(jiǎn)稱(chēng)為B樹(shù)。

式中：g_i-第i區(qū)分段中央斷面積；l_i-第i區(qū)分段長(zhǎng)度；g′-梢頭底端斷面積；l′-梢頭長(zhǎng)度；n-區(qū)分段個(gè)數(shù)；V樹(shù)干材積；g_1.3-胸高斷面積；d_1.3-直徑；h-樹(shù)高；P_v-材積生長(zhǎng)率；U_a-a年的樹(shù)干材積；V_a-n-a-n年的樹(shù)干材積。

2 生長(zhǎng)過(guò)程分析

2.1 各種因子生產(chǎn)量

經(jīng)過(guò)對(duì)喜樹(shù)平均標(biāo)準(zhǔn)木進(jìn)行解析和測(cè)定，計(jì)算出混交林和人工純林平均標(biāo)準(zhǔn)木各齡階的胸徑、樹(shù)高、材積生長(zhǎng)過(guò)程（表1，表2）。表1表示大悟縣混交林的平均木數(shù)據(jù)，以下簡(jiǎn)稱(chēng)A樹(shù)，表2表示崇陽(yáng)縣純林平均木數(shù)據(jù)，以下簡(jiǎn)稱(chēng)B樹(shù)。

2.2 胸徑生長(zhǎng)過(guò)程分析

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

2.3 樹(shù)高生長(zhǎng)過(guò)程分析

從表1和表2中可以看出：0～15a，混交林的樹(shù)高生長(zhǎng)量一直大于純林樹(shù)高生長(zhǎng)量，15a之后，純林樹(shù)高生長(zhǎng)量逐漸超過(guò)混交林的樹(shù)高生長(zhǎng)量；0～5a之間，混交林的連年生長(zhǎng)量大于純林，5a以后純林的樹(shù)高連年生長(zhǎng)量大于混交林，到15a時(shí)二者相等；0～15a之前混交林的樹(shù)高平均生長(zhǎng)量一直大于純林的樹(shù)高平均生長(zhǎng)量，15a之后，純林的樹(shù)高平均生長(zhǎng)量大于混交林；兩種林分的樹(shù)高生長(zhǎng)率的共同點(diǎn)是，10a時(shí)樹(shù)高生長(zhǎng)率達(dá)到最大值，之后都出現(xiàn)下降的趨勢(shì)，0～5a時(shí)混交林樹(shù)高生長(zhǎng)率與純林的樹(shù)高生長(zhǎng)率相同，5～20a，純林的樹(shù)高生長(zhǎng)率大于混交林。

2.4 材積生長(zhǎng)過(guò)程分析

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

2.5 形數(shù)生長(zhǎng)過(guò)程分析

從表1和表2中可以看出：0～20a，兩種林分的共同點(diǎn)是隨著時(shí)間的推移，形數(shù)都一直出現(xiàn)下降的趨勢(shì)，只是混交林形數(shù)在20a時(shí)略有上升，總的趨勢(shì)，都在下降。純林的形數(shù)一直大于混交林的形數(shù)。

3 結(jié)果與分析

3.1 喜樹(shù)胸徑生長(zhǎng)過(guò)程分析

（1）喜樹(shù)胸徑生長(zhǎng)過(guò)程曲線(xiàn)：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(shù)胸徑d呈現(xiàn)穩(wěn)步增長(zhǎng)趨勢(shì)，20a后還有生長(zhǎng)的空間。

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

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

（4）喜樹(shù)純林與混交林胸徑生長(zhǎng)過(guò)程比較分析：綜合以上喜樹(shù)純林和混交林胸徑的生長(zhǎng)量、連年生長(zhǎng)量、平均生長(zhǎng)量、生長(zhǎng)率等幾種生長(zhǎng)數(shù)量比較分析，可以看出早期0～15a，純林胸徑各種生長(zhǎng)數(shù)量指標(biāo)比混交林小，但是15a之后，純林胸徑生長(zhǎng)速度反而大于混交林。

3.2 樹(shù)高生長(zhǎng)規(guī)律分析

（1）喜樹(shù)樹(shù)高生長(zhǎng)曲線(xiàn)：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(shù)樹(shù)高h(yuǎn)呈現(xiàn)穩(wěn)步增長(zhǎng)趨勢(shì)，20a后還有生長(zhǎng)的空間。

（2）喜樹(shù)樹(shù)高連年生長(zhǎng)量與平均生長(zhǎng)量：從圖5混交林A和純林B中可以看出，兩種林分的喜樹(shù)樹(shù)高連年生長(zhǎng)量zh（t）都在第11年達(dá)到最大值，其平均生產(chǎn)量Ah（t）前10a增長(zhǎng)快，從第10年緩慢增加。從樹(shù)高連年生長(zhǎng)量來(lái)看，混交林與純林相比，沒(méi)有絕對(duì)優(yōu)勢(shì)，僅在早期生長(zhǎng)較快，但19a開(kāi)始反而比純林生長(zhǎng)慢。

（3）喜樹(shù)樹(shù)高生長(zhǎng)率：從上圖混交林生長(zhǎng)率曲線(xiàn)圖3A和純林生長(zhǎng)率曲線(xiàn)圖3B中可以看出，2種林分樹(shù)高生長(zhǎng)率ph，早期混交林樹(shù)高生長(zhǎng)率大于純林，混交林樹(shù)高生長(zhǎng)率7a時(shí)達(dá)到最大值，純林樹(shù)高生長(zhǎng)率9a時(shí)達(dá)到最大值，但是后期10a后混交林樹(shù)高生長(zhǎng)率小于純林。混交林樹(shù)高生長(zhǎng)率0～7a一直在快速增加，純林樹(shù)高生長(zhǎng)率0～9a一直在快速增加，10a時(shí)開(kāi)始不論是混交林還是純林樹(shù)高生長(zhǎng)率都處于逐漸下降的趨勢(shì)，純林樹(shù)高生長(zhǎng)率下降的混交林高生長(zhǎng)率要快。

（4）喜樹(shù)純林與混交林樹(shù)高生長(zhǎng)過(guò)程比較分析：綜合以上喜樹(shù)純林和混交林樹(shù)高的生長(zhǎng)量、連年生長(zhǎng)量、平均生長(zhǎng)量、生長(zhǎng)率等幾種生長(zhǎng)數(shù)量比較分析，可以看出早期0～10a，純林樹(shù)高各種生長(zhǎng)數(shù)量指標(biāo)比混交林小，但是10a之后，純林生長(zhǎng)速度大于混交林。

3.3 喜樹(shù)單株材積生長(zhǎng)過(guò)程分析

（1）喜樹(shù)單株材積生長(zhǎng)過(guò)程曲線(xiàn)：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(shù)材積V呈現(xiàn)穩(wěn)步增長(zhǎng)趨勢(shì)，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(shù)單株材積連年生長(zhǎng)量與平均生長(zhǎng)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(zhǎng)量與平均生長(zhǎng)量起點(diǎn)值比純林高，生長(zhǎng)快，混交林喜樹(shù)A的材積連年生長(zhǎng)量與平均生長(zhǎng)量在前10年增長(zhǎng)明顯比純林要快，在第15年時(shí)混交林材積平均生長(zhǎng)量已經(jīng)達(dá)到0.0222m³，而純林材積平均生長(zhǎng)量只有0.0055m³，此時(shí)混交林材積平均生長(zhǎng)量是純林材積平均生長(zhǎng)量的4倍多。由此可見(jiàn)混交林中喜樹(shù)的材積生長(zhǎng)速度高于純林。

（3）喜樹(shù)單株材積生長(zhǎng)率：從圖3混交林A和純林B中可以看出，喜樹(shù)材積生長(zhǎng)率pv0～10a一直在逐漸增加，第10年時(shí)不論是混交林還是純林材積生長(zhǎng)率都達(dá)到最大值，此時(shí)混交林材積生長(zhǎng)率為35.15%，純林的材積生長(zhǎng)率為31.63%，混交林材積生長(zhǎng)率大于純林材積生長(zhǎng)率，兩種林分喜樹(shù)10a后，材積生長(zhǎng)率逐漸下降。13a開(kāi)始純林材積生長(zhǎng)率超過(guò)了混交林材積生長(zhǎng)率，說(shuō)明純林的后期材積生長(zhǎng)比混交林材積生長(zhǎng)要快。

（4）喜樹(shù)純林與混交林單株材積生長(zhǎng)過(guò)程比較分析：綜合以上喜樹(shù)純林和混交林單株材積的生長(zhǎng)量、連年生長(zhǎng)量、平均生長(zhǎng)量、生長(zhǎng)率等幾種生長(zhǎng)數(shù)量比較分析，可以看出早期0～10a，純林單株材積各種生長(zhǎng)數(shù)量指標(biāo)比混交林小，但是10a之后，純林生長(zhǎng)速度大于混交林。

4 結(jié)論

通過(guò)對(duì)兩種不同林分中喜樹(shù)平均標(biāo)準(zhǔn)木的樹(shù)干解析，生長(zhǎng)規(guī)律的比較，得出結(jié)論如下。

（1）在林分早期生長(zhǎng)過(guò)程中（15a之前）混交林喜樹(shù)的胸徑、樹(shù)高、材積生長(zhǎng)量和生長(zhǎng)率均優(yōu)于人工純林，進(jìn)行喜樹(shù)人工林的營(yíng)造時(shí)可考慮混交林的配置方式。

（2）混交林和純林中喜樹(shù)的胸徑、樹(shù)高生長(zhǎng)快速期都出現(xiàn)在早期，樹(shù)高均在10a生時(shí)達(dá)到最快生長(zhǎng)，而混交林中喜樹(shù)胸徑生長(zhǎng)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(shù)高生長(zhǎng)均逐漸緩慢。這一結(jié)論與張德輝16等在都江堰市對(duì)喜樹(shù)進(jìn)行樹(shù)干解析的結(jié)果相似，這可能與調(diào)查地均處于相似緯度有關(guān)。

（3）喜樹(shù)混交林和純林中約20a生時(shí)均未達(dá)到成熟林。喜樹(shù)材積的連年生長(zhǎng)量和平均生長(zhǎng)量在5～20a時(shí)一直呈現(xiàn)較快的增長(zhǎng)趨勢(shì)，兩條曲線(xiàn)沒(méi)有相交，無(wú)法判斷二者的最大值，表明材積連年生長(zhǎng)量和平均生長(zhǎng)量還有較大的增長(zhǎng)空間，數(shù)量成熟齡還未到來(lái)，對(duì)喜樹(shù)生長(zhǎng)規(guī)律的研究還需要選取年齡更大的林分進(jìn)行。從喜樹(shù)材積生長(zhǎng)過(guò)程看，喜樹(shù)數(shù)量成熟年齡>30a。

（4）從以上各種圖形和數(shù)據(jù)分析可知，混交林中的喜樹(shù)在15a之前早期生長(zhǎng)各項(xiàng)因子生長(zhǎng)速度明顯大于純林中的喜樹(shù)的生長(zhǎng)速度，因此建議為了提高喜樹(shù)生長(zhǎng)量，建議盡量營(yíng)造混交林，可以達(dá)到速生豐產(chǎn)林的效果。

（責(zé)任編輯：鄭京津）