全 文 ：收稿日期:2013 － 03 － 31
基金项目:国家林业局公益性行业科研专项资助项目(200704010)。
作者简介:林桂明(1964 －) ，男，工程师。研究方向:森林资源培育与保护。Email:nplgm@ 163． com。
福建南平人工林与天然林乐东拟单性
木兰生长过程比较
林桂明
( 福建省南平市林业科技推广中心，福建 南平 353000)
摘要:对福建南平人工林与天然林中的乐东拟单性木兰生长规律进行比较研究，结果表明，29 年生乐东拟单性木兰人工林
林分密度、平均胸径、平均树高和平均单株带皮材积分别为 1425 株·hm －2、18．30 cm、16．20 m 和 0．19736 m3;天然林中 99
年生乐东拟单性木兰平均胸径、平均树高和平均单株带皮材积分别为 40．20 cm、19．50 m 和 0．91212 m3。29 年生乐东拟单
性木兰人工林生长量远高于同龄天然林，树高、胸径的连年生长量和平均生长量高峰均比天然林早，峰值也比天然林大。
天然林中的乐东拟单性木兰早期生长较慢，但后期生长量大，99 年生单株材积平均生长量和连年生长量均高于人工林 29
年生。乐东拟单性木兰是一种生长速度较慢的树种。
关键词:乐东拟单性木兰;人工林;天然林;生长
中图分类号:S718．55 + 6 文献标识码:A 文章编号:1673-0925(2013)02-0088-06
Comparison of growth dynamics of Parakmeria lotungensis between
plantation and natural forest in Nanping，Fujian，China
LIN Gui-ming
(Forestry Sci-tech Extension Center of Nanping City，Nanping，Fujian 353000，China)
Abstract:Growth dynamics of Parakmeria lotungensis in a plantation and a natural forest in Nanping，Fujian，China were compared
and investigated． The results showed that stand density，mean diameter at breast height (DBH) ，tree height and single-tree volume
were 1425 stem·hm －2，18．30 cm，16．20 m and 0．19736 m3·stem －1，respectively，for the 29-year-old P． lotungensis trees in the
plantation forest． DBH，tree height and single-tree volume were 40．20 cm，19．50 m and 0．91212 m3·stem －1，respectively，for
the 99-year-old P． lotungensis trees in the natural forest． Tree growth of the P． lotungensis in the 29-year-old plantation forest was
much higher than in the natural forest of the same age． Growth peak of current annual increment and mean annual increment of tree
height and DBH of P． lotungensis in the plantation forest came earlier and had higher peak values than those in the natural forest． P．
lotungensis trees in the natural forest had lower growth rate in the early stage，but had higher growth rate in the latter stage． Mean
annual increment and current annual increment of single-tree volume of the P． lotungensis in the 99-year-old natural forest were high-
er than those in the 29-year-old plantation forest． P． lotungensis is a slow-growing tree species．
Key words:Parakmeria lotungensis;plantation forest;natural forest;growth
乐东拟单性木兰(Parakmeria lotungensis)属木兰科常绿乔木，原产于我国云南、广东、广西、福建、贵
州、湖南、江西、浙江等地，被列为国家 3 级重点保护野生植物，在福建省分布于永定、连城、三明、南平、邵
武、顺昌、建瓯、武夷山、闽清和华安等地，多零星散生于海拔 500 － 1000 m的山地疏林和山顶沟谷或林缘。
该树种适应性较强，对土壤要求不严，对炎热干旱和低温有一定抗性，在天然林中树高可达 30 m，胸径可
达 1 m以上，喜光性较强，林内天然更新不良，因叶片浓绿光洁、花朵洁白芳香、果实红艳夺目、冠形紧凑而
不繁乱等特点成为园林绿化的优良树种，具有较高的推广应用价值。目前对乐东拟单性木兰的研究主要
亚热带农业研究
Subtropical Agriculture Research
第 9 卷 第 2 期
2013 年 5 月
DOI:10.13321/j.cnki.subtrop.agric.res.2013.02.013
集中在引种、育苗、栽培、木材性质、天然林生物多样性等方面，而对其生长规律的研究尚未见报道［1 － 4］。
本文对人工林和天然林乐东拟单性木兰的生长过程进行比较分析，揭示其生长规律，以期为乐东拟单性木
兰就地保护和迁地保护提供依据。
1 研究区概况
天然林及人工林乐东拟单性木兰调查区均设在福建省南平市，地处武夷山脉和戴云山脉之间。该地
属中亚热带海洋季风型气候带，温暖湿润，雨量充沛，年平均气温 19． 3 ℃，最低月平均气温 9． 1 ℃(1 月
份) ，最高月平均气温达 28．5 ℃(7 月份) ，年日照时数 1709．09 h，无霜期 245 － 297 d，年平均降雨量1604．1
mm，主要集中在 3 － 6 月，土壤以山地红壤、黄红壤为主。
(1)人工林造林地位于福建省莱州国有林业试验场后山的林坑工区后坑(26°38N，118°0E) ，坡向
西，坡位中坡，于 1984 年春造林，初植密度为 2500 株·hm －2，造林后前 4 年每年全面锄草抚育 2 次，造林
后 4 － 5 年劈草抚育 1 次。(2)天然林位于南平市延平区茫荡山(26°42N，118°6E) ，海拔 900 － 1100 m，
坡向西北，坡位中坡，坡度 20° － 40°，林分年龄约 100 余年，乐东拟单性木兰在该林分多呈伴生树种存在。
2 研究方法
2012 年 12 月在天然林和人工林中各选取 3 块 20 m ×20 m标准地，调查乔木层、灌木层、草本层和层
外植物的种类、胸径、地径、高度和数量。以乐东拟单性木兰的平均胸径、平均树高为标准。人工林中每块
标准地各选取 1 株平均标准木，天然林中的乐东拟单性木兰为国家保护树种，仅选取 1 株平均标准木。标
准木伐倒后，按 2 m分段，分别取圆盘(厚度为 3 － 5 cm)进行树干解析，解析数据经计算机处理，可得乐东
拟单性木兰树高、去皮胸径和去皮材积的总生长量、连年生长量和平均生长量，并绘制其曲线图。
采用理查德(Richards)方程拟合天然林与人工林乐东拟单性木兰树高、胸径和单株材积(y)在不同年
龄(x)的生长曲线:y = a［1 － exp(－ kx) ］b。式中，y 为生长量(树高、胸径、单株材积) ，x 为年龄，a、b、k 为
模型参数。
3 结果与分析
3．1 群落特征
人工林与天然林乐东拟单性木兰群落特征存在明显差异。人工林林相整齐，树体通直，干型优美，乔
木层树种单一，林分结构简单，为同龄林，保留密度 1425 株·hm －2，林冠层单一，林分郁闭度为 0．8。人工
林林下灌木层植被稀疏，平均高度 0．40 m，平均盖度 3．52%，由 11 种植物组成，主要包括沿海紫金牛(Ard-
isia punctata)、细齿叶柃木(Eurya nitida)、毛冬青(Ilex pubescens)、梅叶冬青(I． asprella)、山矾(Symplocos
sumuntia)、杨梅叶蚊母树(Distylium myricoides) ;草本层主要有狗脊蕨(Woodwardia japonica)、芒萁(Dicran-
opteris pedata)、扇叶铁线蕨(Adiantum flabellulatum)、淡竹叶(Lophatherum gracile)等 10 种植物，平均盖度
2．48%。层外植物有 6 种，主要有菝葜(Smilax china)、网络崖豆藤(Millettia reticulata)、网脉叶酸藤果
(Embelia rudis)等。
以乐东拟单性木兰为伴生树种的天然林群落层次结构复杂，乔木层密度 1250 株·hm －2(其中，乐东
拟单性木兰平均胸径 40．2 cm，密度 33 株·hm －2) ，平均郁闭度 0．92，由 21 个树种组成，可分为 3 个亚层:
第一亚层高 20 － 23 m，主要由甜槠(Castanopsis eyrei)、木荷(Schima superba)、东南石栎(Lithocarpus harlan-
dii)、马尾松(Pinus massoniana)等树种组成;第二亚层高 10 － 20 m，主要由小叶青冈(Cyclobalanopsis graci-
lis)、罗浮栲(Castanopsis fabri)、深山含笑(Michelia maudiae)等树种组成;第三亚层高 5 － 10 m，主要由小
叶青冈、薯豆(Elaeocarpus japonicus)等树种组成。灌木层种类较多，由 53 个树种组成，平均覆盖度 30%，
主要有马银花(Rhododendron ovatum)、满山白(R． seniavinii)、乌药(Lindera aggregate)、箬叶竹(Indocala-
mus longiauritus)等，其中，乐东拟单性木兰幼树密度为 1063 株·hm －2。草本层种类较少(9 种) ，发育弱，
·98·第 2 期 林桂明:福建南平人工林与天然林乐东拟单性木兰生长过程比较
平均覆盖度仅 0．7%，平均高度 0．35 m，主要有狗脊蕨、芒萁、里白(Hicriopteris glauca)等。层外植物有 5
种，主要有香花崖豆藤(Millettia dielsiana)、土茯苓(Smilax glabra)、珍珠莲(Ficus sarmentosa var． henryi)
等。天然林林冠具有成层性，各层次树种种类丰富，分布不均匀，郁闭度大，林下植被中灌木种类丰富，盖
度较大，表现出与人工林截然不同的群落特征。
3．2 生长过程
29 年生乐东拟单性木兰人工林保留密度 1425 株·hm －2，平均树高 16．20 m，平均带皮胸径 18．30 cm，
平均去皮胸径 17．50 cm，平均单株去皮材积为 0．18255 m3，平均单株带皮材积为 0．19736 m3。天然林中乐
东拟单性木兰 99 年生平均树高 19．50 m，平均带皮胸径 40．20 cm，平均去皮胸径 38．55 cm，平均单株带皮
材积 0．91212 m3，平均单株去皮材积 0．84073 m3;29 年生平均树高仅 7．11 m，平均去皮胸径仅 11．85 cm，
平均单株去皮材积仅 0．04546 m3。综上所述，29 年生人工林乐东拟单性木兰树高、胸径及单株材积总生
长量均高于天然林。
根据树干解析资料，拟合人工林与天然林乐东拟单性木兰生长模型(表 1)。由表 1 可知，生长模型拟
合效果较好，R2 均达到 0．99 以上。
表 1 天然林与人工林乐东拟单性木兰生长模型
Table 1 Growth model of P． lotungensis in the plantation and the natural forest
起源 生长指标
模型参数
a k b
R2
天然林 胸径 / cm 66．803275974 0．010936338 1．355566063 0．99837
树高 /m 851．050683090 0．000104035 0．832850295 0．99630
单株材积 /m3 175．661354140 0．001263321 2．497341196 0．99941
人工林 胸径 / cm 20．901337824 0．077195259 1．584647806 0．99628
树高 /m 35．855372089 0．023212057 1．108990973 0．99970
单株材积 /m3 1．910491080 0．016692624 2．425718873 0．99872
图 1 人工林与天然林乐东拟单性木兰树高总生长量
Fig． 1 Total increment of height of P． lotungensis
trees in the plantation and the natural forest
3．2．1 树高 人工林乐东拟单性木兰树高生
长较快，29 年生树高达 16． 20 m，而在天然林
内，29年生树高仅 7．11 m(图 1)。乐东拟单性
木兰喜光性较强，天然林内幼树在大树庇荫下
生长，光照不足，种间竞争剧烈，树高生长缓慢，
生长量明显低于人工林。
由图 2可知，人工林乐东拟单性木兰树高
平均生长量早期增长较快，5 年生平均生长量
达到最大值(0．66 m) ，中、后期平均生长量随着
树龄的增长而缓慢下降，至 29 年生时仅 0．56
m。树高连年生长量前 5年增长较快，并在第 5年达到最大值(0．82 m) ，此后，随树龄的增加有一定的波动，
但总体呈逐渐下降趋势。人工林树高连年生长量曲线在 6 －16 年间与平均生长量曲线有多次相交。16 － 29
年生树高连年生长量明显低于平均生长量，至 29年生时仅0．42 m。天然林中的乐东拟单性木兰树高生长缓
慢，平均生长量前5年仅0．26 m，在13年生时达到最大值(0．31 m) ，之后随着年龄的增长呈缓慢下降的趋势。
树高连年生长量早期增加较慢，12年生达到最大值(0．48 m) ，之后随着年龄的增加至 31 年生有明显下降的
趋势，在 31年生达到最低值(0．09 m) ，随后又有缓慢上升的趋势。天然林树高平均生长量相对稳定，而连年
生长量出现较大的波动性，连年生长量曲线在 13 － 99 年生之间与平均生长量曲线有多次相交，这主要与生
长过程中受气候等环境因素变化的影响和种间竞争有关。
·09· 亚 热 带 农 业 研 究 第 9 卷
图 2 人工林与天然林乐东拟单性木兰树高平均生长量与连年生长量曲线
Fig． 2 Growth curves of mean annual increment and current annual increment of height of P． lotungensis trees in the plantation and the natural forest
图 3 人工林与天然林乐东拟单性木兰胸径总生长量
Fig． 3 Total increment of DBH of P． lotungensis trees in
the plantation and the natural forest
3．2．2 胸径(去皮) 由图 3 可知，人工林乐东
拟单性木兰胸径生长较快，3 年生开始出现胸
径，29年生平均去皮胸径为 17．50 cm;在天然
林内，乐东拟单性木兰 6年生才开始出现胸径，
29年生去皮胸径仅11．85 cm。
由图 4可知，人工林乐东拟单性木兰胸径
早期生长较快，8年生平均生长量达最大值(0．
83 m) ，此后随年龄增加缓慢下降。人工林乐东
拟单性木兰胸径连年生长量在第 3 － 5 年增加
较快，第 5年达到最大值(1．45 cm) ，随后急剧下降，第 9年仅 0．60 cm，随后呈缓慢下降趋势，但有些波动。胸
径连年生长量曲线在 8 －19年间与平均生长量曲线有 3 次相交。19 年生以后，人工林乐东拟单性木兰胸径
连年生长量明显低于平均生长量。天然林中乐东拟单性木兰胸径生长缓慢，6 － 15 年生平均生长量增加较
快，15年生平均生长量为 0．34 cm，随后增速减缓，25年生平均生长量为 0．40 cm，随后表现稳定，最大值出现
在 51年生，为 0．43 cm，99年生达最小值，仅 0．39 cm。胸径连年生长量早期增加较慢，到第 11年生达到最大
值(0．80 m) ，随后逐渐下降，但有较大波动，连年生长量曲线在 28 －90 年生之间与平均生长量曲线有多次相
交。90年生以后，天然林乐东拟单性木兰胸径连年生长量才开始稳定低于平均生长量。
图 4 人工林与天然林乐东拟单性木兰胸径连年生长量和平均生长量曲线
Fig． 4 Growth curves of current annual increment and mean annual increment of DBH of P． lotungensis in the plantation and natural forest
3．2．3 单株材积(去皮) 由图 5、6可知，人工林乐东拟单性木兰 29年生单株材积总生长量(0．18255 m3)远
高于同龄天然林(0．04546 m3) ，但天然林乐东拟单性木兰具有较大的生长后劲，99 年生单株材积平均生长量
(0．00849 m3)和连年生长量(0．02231 m3)均高于人工林 29年生时的平均生长量(0．00629 m3)和连年生长量
(0．01002 m3)。人工林乐东拟单性木兰单株材积连年生长量在 19年生前基本上呈显著递增趋势，19 年生以
后生长量递增趋势停止。天然林中乐东拟单性木兰单株材积总生长量前期增长缓慢，但连年生长量一直呈
现递增趋势。人工林和天然林乐东拟单性木兰在整个生长期，材积连年生长量始终大于平均生长量，且连年
生长量曲线与平均生长量曲线未出现相交，表明两者均未达到数量成熟龄。
·19·第 2 期 林桂明:福建南平人工林与天然林乐东拟单性木兰生长过程比较
图 5 人工林与天然林乐东拟单性木兰单株材积总生长量
Fig． 5 Total increment of single tree volume of P． lotungensis
in the plantation and natural forest
3．3 乐东拟单性木兰生长量与其他乡土树种的比较
根据相同年龄时的树干解析数据或年均单株材
积生长量，将人工林和天然林乐东拟单性木兰的单
株材积生长量与相同起源的福建省其他乡土树种进
行比较，结果表明，乐东拟单性木兰单株材积生长量
小于相同起源的杉木(Cunninghamia lanceolata)［5］、
枫香(Liquidamba formosana)［6］、红锥(Castanopsis
hystrix)［7］、香叶树(Lindera communis)［8］、南方铁杉
(Tsuga chinensis var． tchekiangensis)［9］，但大于长苞
铁杉(Tsuga longibracteata)［10］，说明乐东拟单性木
兰属于生长速度较慢的树种(表 2)。
图 6 人工林与天然林乐东拟单性木兰单株材积连年生长量和平均生长量曲线
Fig． 6 Growth curves of current annual increment and mean annual increment of single tree volume of P． lotungensis in plantations and natural forests
表 2 乐东拟单性木兰与其他乡土树种的生长比较
Table 2 Growth comparison among P． lotungensis and some other native tree species
树种 起源 树龄 胸径 / cm 树高 /m 单株材积 /m3
乐东拟单性木兰 天然林 99 40．20 19．50 0．91212
33 13．38 7．56 0．06027
人工林 29 18．30 16．20 0．19736
22 15．35 13．00 0．11358
杉木 天然林 72 47．50 30．96 2．09150
人工林 64 31．00 30．70 1．08770
枫香 天然林 33 15．62 16．50 0．15770
人工林 22 13．66 15．43 0．11451
红锥 天然林 36 22．50 23．10 0．63986
香叶树 天然林 44 27．00 15．80 0．35005
人工林 28 16．80 17．30 0．18616
南方铁杉 天然林 46 22．50 11．80 0．25167
长苞铁杉 天然林 66 23．50 12．50 0．26640
4 小结与讨论
乐东拟单性木兰人工林29年生平均树高为16．20 m，去皮胸径为17．50 cm，去皮材积为0．18255 m3，带皮
材积为 0．19736 m3，而天然林中乐东拟单性木兰 29年生平均树高为 7．11 m，去皮胸径为 11．85 cm，去皮材积
为 0．04546 m3。29年生前乐东拟单性木兰人工林的生长量始终高于天然林。人工林与天然林乐东拟单性木
兰所处的海拔高度等环境条件、群落结构、种间与种内竞争强度以及经营措施(是否抚育等)都存在很大的差
异，这是造成不同起源乐东拟单性木兰的生长量差异的主要原因。天然林中的乐东拟单性木兰所处的海拔
较高，平均气温较低，林分群落结构为多树种复层异龄混交林，幼苗幼树在大树庇荫下成长，种间竞争剧烈，
光照条件较差，成活率较低，其生长速度比较慢。人工林中的乐东拟单性木兰所处的海拔较低，平均气温较
·29· 亚 热 带 农 业 研 究 第 9 卷
高，林分群落结构为单树种同龄纯林，造林后幼树经过人工抚育，种内和种间竞争程度小，生长速度比较快。
乐东拟单性木兰树高或胸径连年生长量与平均生长量曲线在人工林和天然林中均存在多次相交现象，
且天然林中相交次数较多，说明乐东拟单性木兰树高或胸径连年生长量有一定的波动性，在天然林中波动性
较大。这种生长量波动现象主要与树种的生物学特性、气候等环境因素以及种间与种内竞争有关。树高或
胸径连年生长量与平均生长量曲线的多次相交现象同样出现在其他树种中，如枫香［6］、香叶树［8］天然林与人
工林，以及南方铁杉［9］、长苞铁杉［10］天然林。单株材积平均生长量与连年生长量曲线均未出现相交，说明均
未达到单株材积数量成熟年龄。
天然林与人工林乐东拟单性木兰树高和胸径生长过程具有较大差异。乐东拟单性木兰人工林树高和胸
径进入速生期均比天然林早，连年生长量高峰出现的时间比天然林早，且高峰值比天然林大。天然林中的乐
东拟单性木兰单株材积生长量具有比人工林更大的生长后劲，除了与树种生物学特性有关外，还与生长过程
中个体的自然淘汰以及林木的竞争能力变化有关。天然林中的乐东拟单性木兰在幼苗幼树期居于林冠下
层，竞争能力差，生长缓慢，一些早衰型个体随着年龄的增长逐渐被淘汰，能够存活到后期的个体都具有一定
的长寿特点，且到了后期居于林冠上层，个体占有的营养空间比人工林大，所受到的竞争压力小，因而后期具
有较大的生长量，这种现象在一些老龄人工林中同样可以观测到。
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·39·第 2 期 林桂明:福建南平人工林与天然林乐东拟单性木兰生长过程比较