3種日本柏樹在蓮都林場(chǎng)的引種及生長特征研究

季志利，杜有新，陸麗萍，何小勇

（1. 浙江省麗水市蓮都林場(chǎng)，浙江 麗水 323000；2. 浙江省麗水市林業(yè)科學(xué)研究院，浙江 麗水 323000）

3種日本柏樹在蓮都林場(chǎng)的引種及生長特征研究

季志利1，杜有新2，陸麗萍1，何小勇2

（1. 浙江省麗水市蓮都林場(chǎng)，浙江 麗水 323000；2. 浙江省麗水市林業(yè)科學(xué)研究院，浙江 麗水 323000）

2016年，通過樣地調(diào)查與解析木分析，對(duì)蓮都林場(chǎng)1979年引種的日本扁柏Chamaecyparis obtusa、日本花柏C. pisifera和日本香柏Thuja standishii的生長特征及其地上生物量進(jìn)行了測(cè)定。結(jié)果表明，3種柏樹胸徑速生期在10 ～ 15年生期間，樹高速生期在5 ～ 10年生時(shí)，單株材積年生長自30年生后趨于平穩(wěn)；日本扁柏、日本花柏和日本香柏單株地上生物量分別為89.56 kg，62.57 kg和68.78 kg，其林分地上生物量分別為159.86 t·hm-2，138.91 t·hm-2和212.74 t·hm-2。

日本扁柏；日本花柏；日本香柏；生長特征；生物量；蓮都林場(chǎng)

日本扁柏Chamaecyparis obtusa、日本花柏C. pisifera和日本香柏Thuja standishii原產(chǎn)日本，分布于自本州福島縣石城郡到九州的屋久島的廣大區(qū)域，海拔400 ～ 1 100 m，是日本重要的造林樹種。廬山植物園是我國引進(jìn)這些樹種的最早單位之一，并在廬山大面積推廣造林，陸續(xù)推廣到山東、浙江、福建、安徽、江蘇、湖南及江西等省中低山地區(qū)試種[1]，在這些中山地區(qū)形成了較好的山區(qū)森林景觀。

日本扁柏、日本花柏和日本香柏3個(gè)樹種是我國中東部中低山區(qū)優(yōu)良的綠化造林樹種，關(guān)于這些樹種在我國推廣應(yīng)用情況及其生長適應(yīng)性已做過較多的調(diào)查研究[2-6]。雖然洪昌端等[3]1993年對(duì)日本扁柏等7個(gè)樹種在浙江引種情況進(jìn)行過總結(jié)，但已有20多年了。對(duì)引種于浙江省麗水市蓮都林場(chǎng)峰源林區(qū)海拔700 ～ 1 200 m中低山區(qū)的3種柏樹進(jìn)行生長量、生物量、碳儲(chǔ)量等生長特征的調(diào)查研究，為本地區(qū)中低山地區(qū)造林及森林培育，特別是中低山地區(qū)森林景觀建設(shè)提供參考。

1 研究地概況

浙江省麗水市蓮都區(qū)西南的蓮都林場(chǎng)峰源分場(chǎng)，中亞熱帶季風(fēng)氣候區(qū)，28°05′24′′ ～ 28°14′46′′ N，119°40′24′′～ 119°51′22′′ E，屬洞宮山山脈，海拔600 ～ 1 326 m。試驗(yàn)區(qū)位于蓮都林場(chǎng)大山峰林區(qū)，119°45′22′′E，28°13′48′′ N，海拔700 ～ 1 200 m，坡向西南，土壤為黃壤。據(jù)大山峰氣象觀測(cè)站（海拔1 100 m）多年氣象資料統(tǒng)計(jì)，年平均氣溫12℃，極端最高氣溫30℃，極端低溫-12℃，日平均氣溫≥10℃有227 d，日平均氣溫≤0℃有41 d，年均降水量2 069.5 mm，年均相對(duì)濕度87%，霧日280 d，年平均日照時(shí)數(shù)1 098 h。

1978年從江西廬山引進(jìn)日本香柏枝條，進(jìn)行扦插繁殖試驗(yàn)，1979年再次引進(jìn)日本扁柏和日本花柏枝條，進(jìn)行扦插繁殖試驗(yàn)，其中日本花柏于1981年從成活植株上采集插穗進(jìn)行擴(kuò)繁。用2年生扦插苗造林，造林密度3 000 ～ 3 300株·hm-2，先后造林18.74 hm2，其中日本香柏于1980年造林0.67 hm2，日本扁柏于1981年造林7.27 hm2，日本花柏于1983年造林10.8 hm2（表1）。造林后連續(xù)松土撫育4 a，于1993年對(duì)日本扁柏林間伐撫育1次，于1995年對(duì)日本花柏林間伐1次。2008年遭嚴(yán)重冰凍災(zāi)害，日本扁柏、日本花柏受害嚴(yán)重，有連片翻倒、攔腰折斷、斷稍情況，2009年清除了雪壓木。至今，3種柏樹林共保留12.93 hm2，其中日本扁柏5.53 hm2，日本花柏6.73 hm2，日本香柏0.67 hm2。

表1 3種日本柏樹引種造林的基本情況Table 1 Plantation of introduced 3 tree species

2 材料與方法

2.1 樣地調(diào)查

2016年8月，在3種柏樹林內(nèi)分別設(shè)置面積為25 m×30 m的樣地2個(gè)，進(jìn)行樣地調(diào)查及每木檢測(cè)，測(cè)量胸徑、樹高及枝下高。調(diào)查了林下植物種類，零星分布主要有白檀Symplocos pani culata，中國繡球Hydrangea chinensis，微毛柃Eurya hebeclados，白花龍Styrax faberi等灌木，草本主要有牛膝Achyranthes bidentata，淡竹葉Lophatherum gracile，狗脊Woodwardia japonica及薹草Carex sp.等。根據(jù)日本扁柏、日本花柏及日本香柏樣地平均胸徑和平均樹高，在每個(gè)樣地各選2株平均木，進(jìn)行樹干解析，以2 m為區(qū)分段，用于樹干生長過程分析。在采伐平均木時(shí)，分段稱取樹干、樹枝和葉片鮮重；隨機(jī)抽取樹干、樹枝和樹葉等一定比例的新鮮樣品帶回實(shí)驗(yàn)室，稱取鮮重后于70℃烘干至衡重，計(jì)算各個(gè)器官的含水率，進(jìn)而推算干、枝和葉的生物量。

2.2 數(shù)據(jù)處理

采用箱線圖分析3種柏樹林樣地內(nèi)不同大小胸徑和樹高的個(gè)體頻度分布特征，箱體為占比50%的個(gè)體對(duì)應(yīng)的胸徑和樹高范圍，箱底表示25%的個(gè)體對(duì)應(yīng)的胸徑和樹高值，箱頂表示75%的個(gè)體對(duì)應(yīng)的胸徑和樹高值，箱內(nèi)實(shí)線為中位值即 50%的個(gè)體數(shù)所對(duì)應(yīng)的胸徑和樹高值，箱體下端和上端的實(shí)線分別代表 0 ～ 25%和 75% ～100%的數(shù)值，實(shí)線外的實(shí)心“〇”和“＊”分別表示標(biāo)出溫和的異常值和極端的異常值。3種柏樹的樹干、枝條和樹葉中碳含量分別按55.6%，56.4%和56.6%計(jì)算[7]，據(jù)此推算出單位面積森林碳儲(chǔ)量（株·hm-2）= 保留密度（株·hm-2）×單株碳含量（t·株-1）。所有數(shù)據(jù)處理均在Excel 2003和SPSS17.0軟件上進(jìn)行。

3 結(jié)果與分析

3.1 3種柏樹生長特征

3個(gè)樹種樹高生長高峰在10年生時(shí)，胸徑高峰在15年生時(shí)（表2）。3種柏樹胸徑速生期大約在10 ～ 15年生期間，20年生以后逐漸下降；樹高速生期在5 ～ 10年生時(shí)，30年生以后下降明顯；單株材積連年生長量30年生后的增長率雖有所趨穩(wěn)，但尚沒到成熟期。

表2 3種日本柏樹的年均生長過程（均值±標(biāo)準(zhǔn)差）Table 2 Annual increment of DBH, height and volume of investigated species (mean± SD)

從圖1中看出，3種柏樹個(gè)體胸徑和樹高的頻度分布，日本扁柏和日本香柏的箱體較短，表明其正常值分布相對(duì)較為集中；胸徑異常值來源于樹干分叉或主干缺損后的萌條現(xiàn)象，樹高異常值是因?yàn)閿嗌?，例如日本香柏?cái)嗌袁F(xiàn)象較嚴(yán)重，導(dǎo)致樹高分布的異常值較多。日本扁柏胸徑和樹高的中值分別為15.0 cm和10.2 m；日本花柏胸徑和樹高的中值分別為13.9 cm和9.5 m；日本香柏胸徑和樹高的中值分別為14.3 cm和10.8 m。日本花柏胸徑極差（17.7 cm）＞日本扁柏（14.2 cm）＞日本香柏（13.3 cm），日本花柏樹高極差（6.0 m）＞日本扁柏（5.3 m）＞日本香柏（4.0 m），反映了日本花柏個(gè)體間分異最大。

圖1 3種日本柏樹胸徑和樹高分布圖Figure 1 Distribution of DBH and height of investigated species

3.2 引種地比較

根據(jù)解析木數(shù)據(jù)，通過比較不同引種地相同樹齡的生長情況發(fā)現(xiàn)，蓮都林場(chǎng)3種柏樹30年生時(shí)胸徑略低于廬山，但樹高與廬山地區(qū)相近；蓮都林場(chǎng)3種柏樹7年生的胸徑和樹高均低于括蒼山，14年生胸徑和樹高也均低于北天目山；蓮都林場(chǎng)22年生3種柏樹的胸徑低于景寧赤木山，但日本扁柏和日本香柏的樹高卻高于景寧（表3）。

表3 3種日本柏樹在其他地區(qū)的生長表現(xiàn)Table 3 Growth of investigated species in other places

3.3 地上生物量及碳儲(chǔ)量

在地上生物量和碳儲(chǔ)量分布方面，單株生物量依次為日本扁柏（89.56 kg）＞日本香柏（68.78 kg）＞日本花柏（62.57 kg），樹干生物量為日本扁柏＞日本香柏＞日本花柏，樹枝生物量為日本扁柏＞日本花柏＞日本香柏，樹葉生物量為日本花柏＞日本香柏＞日本扁柏。單株及各個(gè)器官含碳量與生物量特征一致。全株含碳量依次為日本扁柏（50.04 kg）＞日本香柏（38.4 kg）＞日本花柏（34.99 kg），由于單位面積保留株數(shù)的差異，單位面積地上生物量及碳密度表現(xiàn)為日本香柏＞日本扁柏＞日本花柏（表4）。

表4 3種柏樹林單株生物量及林分喬木層碳密度估算Table 4 Individual biomass and organic carbon content of 3 forest stand

4 結(jié)論與討論

日本扁柏、日本香柏和日本花柏具有相近的生長發(fā)育特征，在中低山地區(qū)具有較強(qiáng)的環(huán)境適應(yīng)性，尤其是日本扁柏和日本香柏，對(duì)土壤類型和坡向要求不嚴(yán)，具有較強(qiáng)的抗風(fēng)雪冰凍能力，可耐-10 ～ -20℃低溫[2-3]，它們?cè)谏彾剂謭?chǎng)也表現(xiàn)出較強(qiáng)的適應(yīng)性和速生性特征。3種柏樹在蓮都林場(chǎng)的生長發(fā)育特征與諸多調(diào)查結(jié)果基本一致，胸徑速生期大約在10 ～ 15年生期間，20年生以后逐漸下降；樹高速生期在5 ～ 10年生，30年以后下降明顯[3,8-11]；單株材積年生長自30年生后開始下降，采集成熟期至少在35年后[3,5]。雖然沒有開展與當(dāng)?shù)剜l(xiāng)土樹種的比較研究，但根據(jù)氣候環(huán)境相近地區(qū)的研究報(bào)道，說明這3個(gè)樹種的生長表現(xiàn)強(qiáng)于或接近本地鄉(xiāng)土樹種，例如在景寧草魚塘和四明山引種的日本花柏年均生長量超過鄉(xiāng)土樹種黃山松，日本扁柏和日本香柏生長也與黃山松生長相近[3]；寧波四明山引種的11年生的日本花柏和日本扁柏胸徑高于杉木和柳杉，樹高生長差異不大，日本香柏低于杉木和柳杉；天目山引種的3個(gè)樹種的生長表現(xiàn)均強(qiáng)于杉木和黃山松[3]。

通過與相關(guān)研究結(jié)果比較，3個(gè)樹種在蓮都林場(chǎng)的單株及其林分地上生物量表現(xiàn)為較高水平。例如與同齡的鄉(xiāng)土樹種黃山松和柳杉相比，3種柏樹單株生物量顯著高于大小相近的黃山松（干重23.20 kg）[12]，除日本花柏外，日本扁柏和日本香柏單株生物量高于31年生的柳杉（干重66.45 kg）[13]，3種柏樹林分生物量皆高于柳杉林生物量（120.24 t·hm-2）[13]。與低海拔的針葉和闊葉樹種相比，除日本香柏林外，日本扁柏和日本花柏林分生物量均低于馬尾松林（204.37 t·hm-2）[14]和甜櫧林生物量（262.00 t·hm-2）[15]，但3種柏樹林生物量皆高于25～ 35年生的近熟杉木林平均生物量（137.91 t·hm-2）[16]。

我國自上世紀(jì)30年代開始引種造林試驗(yàn)，并于上世紀(jì)70年代開始在中低海拔山區(qū)推廣應(yīng)用，各地試種結(jié)果表明，這些樹種是我國亞熱帶尤其是華東中低山地區(qū)優(yōu)良速生造林及景觀樹種，也是本地區(qū)提高森林生產(chǎn)力的優(yōu)良樹種。

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Growth Properties of Three Introduced Tree Species in Lishui

JI Zhi-li1，DU You-xin2，LU Li-ping1，HE Xiao-yong2

(1. Lishui Liandu Forest Farm of Zhejiang, Lishui 323000, China; 2. Lishui Forestry Institute of Zhejiang, Lishui 323000, China)

Investigations were carried out in 2016 in Liandu Forest Farm of Zhejiang province on growth traits and aboveground biomass by sample plots and analytic wood of Chamaecyparis obtusa, C. pisifera and Thuja stardishii introduced in 1979 by cuttings. The results showed that fast growth period of DBH of three determined species was between 10-year and 15-year and that of height was between 5-year and 10-year. The individual tree volume increment was gradually stable after 30-year. Above ground biomass of individual tree of tested species were 89.56 kg, 62.57 kg and 68.78 kg respectively, and that of stands were159.86 t/ ha, 138.91 t/ ha and 212.74 t/ha respectively.

Chamaecyparis obtuse; C. pisifera; Thuja stardishii; growth properties; biomass; Liandu Forest Farm

S758.5，S722.7

A

1001-3776（2017）01-0001-05

10.3969/j.issn.1001-3776.2017.01.001

2016-09-08；

2016-11-30

浙江省重點(diǎn)研發(fā)計(jì)劃“浙西南山區(qū)美麗林相改造關(guān)鍵技術(shù)集成研究與示范”（2015C02SAB00004）

季志利，工程師，從事森林培育；E-mail:1048587035@qq.com。通信作者：何小勇，教授級(jí)高工，博士研究生，從事森林培育研究；E-mail：332744534@qq.com。