浙江慶元青榨槭生長(zhǎng)規(guī)律研究

張東北，吳小林，吳初平，袁位高

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浙江慶元青榨槭生長(zhǎng)規(guī)律研究

張東北1，吳小林1，吳初平2，袁位高2

（1. 浙江省慶元縣實(shí)驗(yàn)林場(chǎng)，浙江 慶元 323800；2. 浙江省林業(yè)科學(xué)研究院，浙江 杭州，310023）

應(yīng)用慶元縣實(shí)驗(yàn)林場(chǎng)交溪門林區(qū)32年生青榨槭樹干解析數(shù)據(jù)和野外調(diào)查數(shù)據(jù)研究其生長(zhǎng)規(guī)律。結(jié)果表明：（1）樹高和胸徑早期和后期均生長(zhǎng)較慢，其快速生長(zhǎng)期集中在10 ~ 25 a之間，前10 a為最佳撫育期；（2）材積的連年生長(zhǎng)量隨年齡的增加不斷增長(zhǎng)，但平均生長(zhǎng)量在32 a中并沒有達(dá)到最大值，因此不能確定青榨槭的數(shù)量成熟齡；（3）擬合的數(shù)學(xué)模型均具有較高的精度，青榨槭樹高、胸徑和材積生長(zhǎng)過程的模型依次為：=0.551－0.003+ 0.5952（R2=0.989）；=－0.471+0.318+ 0.0272－0.0013（R2=1.000）；= 0.005－0.002+ 3.08×10-63（R2=0.999）。研究結(jié)果為青榨槭的繁育推廣提供基礎(chǔ)性材料。

青榨槭；天然林；生長(zhǎng)規(guī)律；模型

青榨槭為槭樹科Aceraceae槭屬落葉喬木，天然分布于我國(guó)華北、華東、中南、西南各省區(qū)，分布區(qū)廣，適應(yīng)性強(qiáng)，在黃河長(zhǎng)江流域和東南沿海各省區(qū)，常生于海拔500 ~ 1 500 m的疏林中。青榨槭樹形優(yōu)美，樹皮花紋奇特，似蛇皮，葉片經(jīng)秋轉(zhuǎn)黃或變紅至紅紫色，果實(shí)成串下垂，是優(yōu)良的園林綠化樹種，其木材紋理好，材質(zhì)優(yōu)，也是家具、建筑的珍貴用材[1-2]。關(guān)于青榨槭的研究，張露等[3]在種源苗期實(shí)驗(yàn)中指出青榨槭種內(nèi)存在豐富的遺傳變異，并初步篩選出3個(gè)苗期生長(zhǎng)優(yōu)良的種源。繳麗莉等[4-5]分別對(duì)青榨槭幼樹抗寒性和遮光對(duì)青榨槭光合速率及葉綠素?zé)晒鈪?shù)的影響作了研究。另外，賴玉潔[6]和郝愛麗[7]對(duì)青榨槭的快繁和組培育苗機(jī)理提出了自己的看法。但是，關(guān)于青榨槭生長(zhǎng)規(guī)律的研究卻鮮見報(bào)道。因此，選擇慶元實(shí)驗(yàn)林場(chǎng)交溪門林區(qū)中自然生長(zhǎng)的青榨槭作為研究對(duì)象，根據(jù)樹干解析資料和野外調(diào)查數(shù)據(jù)，分析其生長(zhǎng)規(guī)律，以期為今后加快青榨槭等中亞熱帶優(yōu)良鄉(xiāng)土落葉闊葉樹種的研究，培育優(yōu)質(zhì)高效的人工林提供科學(xué)參考。

1 研究地概況

浙江慶元縣實(shí)驗(yàn)林場(chǎng)交溪門林區(qū)，119°07′13″ ~ 119°08′57″ E，27°28′43″ ~ 27°30′01″ N，建立于1990年7月，地處中北亞熱帶的南緣[8]，屬亞熱帶季風(fēng)氣候，溫暖濕潤(rùn)，冬暖夏涼，四季分明，海拔920 ~ 1 598 m，年平均氣溫16.8℃，年均降水量1 760 mm，年平均無霜期250 d左右，相對(duì)濕度80%左右，光熱資源較少。地貌以丘陵山區(qū)為主，林區(qū)內(nèi)山地起伏，山巒重疊，立體小氣候復(fù)雜多樣，土壤為黃壤，肥沃，土層深厚。樣地所在常綠落葉闊葉混交林為天然更新，分別于2009年和2015年進(jìn)行人工撫育，伐除了胸徑5 cm以下的灌木和雜草。

2 研究方法

2013年12月，在以青榨槭為優(yōu)勢(shì)木的常綠落葉闊葉混交林中隨機(jī)設(shè)置30 m×30 m的樣地1個(gè)（坡度40°，坡向北偏東10°），進(jìn)行植被和土壤調(diào)查。把樣地分割成9個(gè)10 m×10 m的樣方，標(biāo)定并調(diào)查所有樣方內(nèi)所有胸徑（≥5 cm）的喬木，記錄樹種名稱、胸徑、樹高和位置。在各樣方沿對(duì)角線設(shè)立3個(gè)2 m×2 m的小樣方，進(jìn)行下木層調(diào)查，包括總蓋度、樹種名稱、株數(shù)、平均地徑、平均高度以及蓋度等。各2 m×2 m的小樣方內(nèi)又設(shè)1 m×1 m的小樣方調(diào)查草木層，包括總蓋度、植物名稱、株數(shù)（或叢數(shù)）、平均高度以及蓋度等。

在樣地中選擇樹高最高的1株青榨槭優(yōu)勢(shì)木，伐倒前，先確定其根頸和胸徑位置，并標(biāo)注南北向。伐倒后，在根頸0 m和胸徑1.3 m處各截1圓盤，其他圓盤按照1 m為1區(qū)分段截取圓盤，厚度約5 cm，在非工作面標(biāo)明南北向、解析木號(hào)和斷面高度。圓盤帶回實(shí)驗(yàn)室后以1 a為1個(gè)齡階查數(shù)年輪，并測(cè)量每個(gè)年輪的直徑[9]。

采用Excel 2007進(jìn)行數(shù)據(jù)處理，并用Forstat 2.1計(jì)算每個(gè)齡階的樹高、胸徑和材積的生長(zhǎng)量[10]，用SigmaPlot 10.0繪制各測(cè)樹因子與生長(zhǎng)量的圖表。生長(zhǎng)模型的擬合采用SPSS 19.0對(duì)樹干解析所得到的數(shù)據(jù)進(jìn)行回歸分析，建立青榨槭各測(cè)樹因子的生長(zhǎng)模型。

3 結(jié)果與分析

3.1 群落特征

調(diào)查結(jié)果顯示，喬木層樹種主要為青榨槭，紅楠，山礬，四照花var.，新木姜子，尖連蕊茶，厚葉紅淡比，密度1 100株·hm-2，平均胸徑12.1 cm，多數(shù)青榨槭位于林冠層，重要值達(dá)42.5%。灌木層的總蓋度約20%，主要樹種有馬銀花，鹿角杜鵑，山胡椒，烏藥，微毛柃等。草本層總蓋度約35%，主要植物有闊葉箬竹，麥冬，林氏薹草，巴東過路黃等。土壤類型為灰化黃壤，土壤肥沃，土層深厚，A層土壤30 cm，土壤容重1.17g·cm-3，總孔隙度46.7%，有機(jī)碳34.1 g·kg-1，全N 1.21 g·kg-1，全P 1.35 g·kg-1，全K 8.92 g·kg-1。

3.2 胸徑生長(zhǎng)

由圖1可知，胸徑的總生長(zhǎng)量隨著年齡的增加而增大，32 a的帶皮胸徑達(dá)到22.2 cm，去皮胸徑達(dá)到21.15 cm。胸徑連年生長(zhǎng)量在1 ~ 24 a的生長(zhǎng)期內(nèi)連續(xù)波動(dòng)，不斷地出現(xiàn)高峰期，其中在第7年最大，達(dá)到1.05 cm，在第19年達(dá)到第二高峰1.00 cm。胸徑的平均生長(zhǎng)量在前7 a的增幅最大，之后呈現(xiàn)平緩趨勢(shì)，波動(dòng)在0.46 ~ 0.66 cm之間。連年生長(zhǎng)量和平均生長(zhǎng)量的第一次相交出現(xiàn)在24 a和25 a之間。

圖1 青榨槭胸徑生長(zhǎng)

Figure 1 Thegrowth of

3.3 樹高生長(zhǎng)

圖2可知，樹高的總生長(zhǎng)量隨年齡的增加而增大，32 a時(shí)達(dá)14.59 m。樹高的連年生長(zhǎng)量在整個(gè)生長(zhǎng)期內(nèi)波動(dòng)較大，出現(xiàn)2個(gè)高峰期，第1個(gè)高峰期出現(xiàn)在第5年，達(dá)到了1.686 1 m，之后迅速下降，一直降到0.104 4 m，之后開始慢慢上升，在0.2 ~ 0.8 m之間波動(dòng)，至21 a時(shí)出現(xiàn)第2個(gè)高峰期，達(dá)到0.926 1 m，第28年時(shí)連年生長(zhǎng)量降到整個(gè)生長(zhǎng)期的最低值0.069 3 m，之后又開始上升，說明樹高并沒有達(dá)到最大值，還有生長(zhǎng)的空間。樹高的平均生長(zhǎng)量在第5年時(shí)達(dá)到最大值0.821 5 m，之后開始下降，從第9年之后趨于平緩。樹高的連年生長(zhǎng)曲線和平均生長(zhǎng)曲線在1 ~ 32 a中出現(xiàn)多次相交，而且時(shí)間上也比較分散。

圖2 青榨槭樹高生長(zhǎng)

Figure 2 The height growth of

3.4 材積生長(zhǎng)

由圖3可知，材積的總生長(zhǎng)量、連年生長(zhǎng)量和平均生長(zhǎng)量均隨年齡的增加而增長(zhǎng)，32 a的材積總生長(zhǎng)量達(dá)到0.219 7 m3。在1 ~ 32 a的生長(zhǎng)期內(nèi)青榨槭的連年生長(zhǎng)量以整體增長(zhǎng)的趨勢(shì)波動(dòng)，但并沒有達(dá)到其峰值。從平均生長(zhǎng)曲線來看，青榨槭的平均生長(zhǎng)量一直以緩慢的速度增長(zhǎng)，32 a的最大生長(zhǎng)量為0.006 9 m3。青榨槭的連年生長(zhǎng)量和平均生長(zhǎng)量在1 ~ 32 a的生長(zhǎng)期內(nèi)并沒有相交，說明材積的生長(zhǎng)并未達(dá)到數(shù)量成熟齡，還有上升的空間[11]，這與樹高連年生長(zhǎng)量生長(zhǎng)曲線的趨勢(shì)相吻合。

圖3 青榨槭材積生長(zhǎng)

Figure 3 The volume growth of

3.5 生長(zhǎng)模型的擬合與檢驗(yàn)

根據(jù)實(shí)測(cè)數(shù)據(jù)，利用SPSS 19.0進(jìn)行曲線模型的擬合，通過對(duì)樹齡（）與樹高（）、胸徑（）和材積（）的擬合計(jì)算，以殘差平方和最小、相關(guān)指數(shù)最大為最優(yōu)原則確定最優(yōu)模型。由表1可看出，3個(gè)測(cè)樹因子擬合的生長(zhǎng)模型效果均十分理想，具有很高的精確度，可用于指導(dǎo)生產(chǎn)。

表1 青榨槭數(shù)學(xué)模型擬合結(jié)果

4 結(jié)論與討論

珍貴用材樹種培育是一個(gè)長(zhǎng)期的過程，其林分經(jīng)營(yíng)的時(shí)間跨度經(jīng)常是幾十年到上百年。常規(guī)的長(zhǎng)期跟蹤調(diào)查需要巨大的時(shí)間和經(jīng)濟(jì)投入，利用樹干解析數(shù)據(jù)同樣可以了解林木生長(zhǎng)過程[11-12]。

本研究結(jié)果表明，（1）胸徑的總生長(zhǎng)量隨著年齡的增加而增大；連年生長(zhǎng)量在前24 a波動(dòng)較大；平均生長(zhǎng)量在前7 a的生長(zhǎng)增幅最大，之后呈現(xiàn)平緩趨勢(shì)；連年生長(zhǎng)量和平均生長(zhǎng)量的第1次相交出現(xiàn)在24 a和25 a之間。

（2）樹高的總生長(zhǎng)量隨年齡的增加而增大；連年生長(zhǎng)量在整個(gè)生長(zhǎng)期內(nèi)波動(dòng)較大，出現(xiàn)2個(gè)高峰期；平均生長(zhǎng)量在第5年時(shí)達(dá)到高峰后開始下降，從第9年之后趨于平緩；連年生長(zhǎng)曲線和平均生長(zhǎng)曲線在生長(zhǎng)期內(nèi)出現(xiàn)多次相交。

（3）材積的總生長(zhǎng)量、連年生長(zhǎng)量和平均生長(zhǎng)量均隨年齡的增加而增長(zhǎng)；連年生長(zhǎng)量以整體增長(zhǎng)的趨勢(shì)波動(dòng)，但并沒有達(dá)到其峰值；平均生長(zhǎng)量一直以緩慢的速度增長(zhǎng)；連年生長(zhǎng)量和平均生長(zhǎng)量在生長(zhǎng)期內(nèi)并沒有相交。

以上說明青榨槭的樹高和胸徑的快速生長(zhǎng)期均集中在10 ~ 25 a之間，此期間內(nèi)對(duì)水、肥、熱的要求相對(duì)較高，因此在前10 a加強(qiáng)施肥，以滿足青榨槭后期高生長(zhǎng)所需營(yíng)養(yǎng)。同時(shí)，材積的生長(zhǎng)量隨年齡的增加而增大，因解析木并未達(dá)到數(shù)量成熟齡，并不能確定砍伐期，青榨槭的合理采伐年齡有待進(jìn)一步探討。另外，根據(jù)樹干解析數(shù)據(jù)建立的測(cè)樹因子生長(zhǎng)模型具有較高的精度，可以看出樹高、胸徑和材積與樹齡存在較高的相關(guān)性，可為以后的造林生產(chǎn)提供參考或指導(dǎo)。

[1] 中國(guó)科學(xué)院中國(guó)植物志編輯委員會(huì). 中國(guó)植物志：第46卷[M]. 北京：科學(xué)出版社，1981：220－222．

[2] 浙江植物志編輯委員會(huì). 浙江植物志：第4卷[M]. 浙江：浙江科學(xué)技術(shù)出版社，1989，68．

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Growth Regularity ofin Qingyuan of Zhejiang

ZHANG Dong-bei1，WU Xiao-lin1，WU Chu-ping2，YUAN Wei-gao2

（1. Qingyuan Experimental Forest Farm of Zhejiang, Qingyuan 323800, China; 2. Zhejiang Academy of Forestry, Hangzhou 310023, China）

Investigations were conducted on sample plots withas dominant tree at mixed forest of evergreen and deciduous forest in Qingyuan of Zhejiang province in December of 2013. Stem analysis of the highesttreeshowed that it was 32-year, with slow growth at the early and later stage of the life, quick growth at 10-25-year, the best tending period was before 10-year. Current annual increment of volume increased with age, but the mean one did not top at 32-year. The models for height growth,and volume was= 0.551-0.003+ 0.5952(R2= 0.989),= -0.471+ 0.318+ 0.0272-0.0013(R2= 1.000),= 0.005-0.002+ 3.08×10-63(R2= 0.999).

; stem analysis; growth regularity; equation

10.3969/j.issn.1001-3776.2018.06.003

S792.35

A

1001-3776（2018）06-0014-05

2018-06-30；

2018-09-23

浙江省重大科技專項(xiàng)重點(diǎn)農(nóng)業(yè)項(xiàng)目（2015Ｃ02016）

張東北，高級(jí)工程師，從事森林培育工作；E-mail：ZDB6@163.com。

吳初平，副研究員，博士，從事森林生態(tài)與經(jīng)營(yíng)工作；E-mail：wcp1117@hotmail.com。