全 文 ：福 建 林 业 科 技 2 2 ( 2 ) : 25一 2 9 1 9 9 5
Jo
u r o f F u i认n F o r e s t r y S e i 乙 T e e h
乳源木莲生长规律的研究
王忠平
(三 明市林委 )
摘要 本文对人工营造的乳深木莲与杉木等混交的试验林分别不同造林年度 、 不同立地条件 、 不同混交比
例 , 设置 21 块标准地 , 采集 23 株解析木 , 调查了大量数据 , 建立数学模型 , 初步揭示了 9年生乳源木莲树高 、
脚径 、 形数 、 材积 、 冠幅 、 根系 、 侧枝等生长规律 .
关镇词 濒危树种 ; 乳源木莲 ; 造林学特性
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p r o 卯 r t io n s o f t he m ix de e x沐 r im e n t a l f o r e s t s o f a r t if ie ia l l y p l a n t i n g M a n g l i e t i a 少叮 u a 凡 e 刀 5 1, a n d C h in e s e f ir .
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乳源木莲 (材d , 砂 t’e t’a y uy au ne sn i , ) 育苗容易 、 成活率高 、 早期速生 。 1 9 8 5一 1 9 8 8年沙县
郑湖乡在全省首先营造了“ . 67 多 h m Z乳源木莲与杉木等混交的试验林 。为探索乳源木莲幼龄
的生长规律 , 于 1 9 9 3年对该试验林进行调查研究 。
1 调查方法
1
.
1 调查林分概况
调查林分位于沙县郑湖乡 , 年平均气温 18 ℃左右 , 年降水量 1 7 o o m m 。地貌为中低山地 , 海
拔 450 一 9 2 o m ; 母岩为砂岩 、 变质岩 、 花岗岩 ; 土壤为山地红壤或黄红壤 , 发育良好 , 土层较
深厚 、 肥沃湿润 , 多数属 I 、 I 立地级 , 部分属 班级 。造林地前茬大部分是天然阔叶林或针阔
混交林 , 少部分是杉木林采伐迹地 。杉莲混交比例为 1 . 1 、 1 , 2 、 1 , 3三种类型 , 均为 1 9 8 5一 1 9 8 8
年营造的幼林 , 长势良好 。
1
.
2 标准地设里与调查方法
按照不同年度营造的混交林和纯林 , 分别不同立地条件和不同混交比例 , 选择代表性林
分设置 21 块标准地 ( Zo m x 20 m ) 。 其中杉莲混交林 15 块 , 乳源木莲纯林 2块 , 杉木纯林 1块 , 乳
源木莲 、 火力楠 、 深山含笑与杉木混交林 2块 , 火力楠与乳源木莲混交 l块 。
在设立的标准地中进行立地因子调查 , 实测树高 、 胸径 、 冠幅 。根据每一块标准地的平均
收稿 日期 : 1 9 9 4一 1 2一 0 9
DOI : 10. 13428 /j . cnki . f jl k. 1995. 02. 006
福 建 林 业 科 技 第 2卷
木指标分别选择 l株杉木和乳源木莲 的平均木做树干解析 ,乳源木莲加做 1株优势木 。 共解析 23
株 , 其中乳源木莲 14 株 、 杉木 7株 , 火力楠 、 深山含笑各 1株 。 利用平均木挖掘根系 , 测定垂直
与水平根幅 , 各级根量 。利用平均木查定乳源木莲单株叶片数 , 并随机抽取 10 片样叶测定叶面
积 , 取平均值推算单株叶面积 。
2 幼龄乳源木莲的生长规律
将解析木材料按立地分组归类 , 为了揭示幼龄乳源木莲的生长过程 , 选用下列数学模型
来探讨林分树高 、 直径 、 冠幅生长与年龄的回归关系 :
y一 a + b x (直线方程 ) ( 1 ) y ~ a + b l g x (对数方程 ) ( 4 )
y = a x
b
(幂 函数方程 ) ( 2 ) y = a x + b x Z (抛物线方程 ) ( 5 )
y = x / a x + b (双 曲线方程 ) ( 3 ) y = a 一卜b / x (双曲线方程 ) ( 6 )
采用 F 检验 , 最后选择相关系数最大 , 关系最紧密的方程为主曲线方程 。
.2 1 胸径生长
I
、
I 级立地乳源木莲胸径 ( D ) 与年龄 ( A ) 的回归方程如下 :
平均木 D = 一 4 . 2 3 6 9 1 1+ 1 . 6 9 9 2 3 7 A 一 0 . o 4 0 0 9 3 A ,
拟合优度为 93 . 4% F 值 ” 1 . 8 沐入 ( OF . 。 l ~ 5 . 4 8 8) ; 相关系数一 0 . 97
以年龄代入上式 , 则可得到不同年龄的胸径生长量 (理论值 ) , 并计算出胸径连年生长量
和平均生长量及生长率 (表 1 ) 。
由表 1可以看出 , I 、 l 级地 9年生乳源木莲 (平均木 ) 的胸径连年生长量的最大值在第
4一 5年左右出现 , 平均生长量最大值在第 9一 10 年出现 。
单位 : 。 m 、 m
年龄
( y )
表 1 乳源木莲幼龄胸径 、 树高生长过程表
总生长 连年生长 平均生长 胸径
胸径 树高 胸径 树高 胸径 树高 P d (写 )
树高
P h (% )
1 0
.
1 6
2 0
.
7 1 0
.
5 5 0
.
3 6 34 4
.
0
3 0
.
5 0 1
.
3 7 0
.
6 6 0
.
1 7 0
.
4 6 9 3
.
0
4 1
.
9 2 2
.
1 5 1
.
4 2 0
.
7 8 0
.
4 8 0
.
5 4 2 8 4 5 6
.
2
5 3
.
26 3
.
0 3 1
.
3 4 0
.
8 8 0
.
6 5 0
.
6 1 7 0
.
5 4 0
.
9
6 4
。
5 2 4
.
0 2 1
.
2 6 0
.
9 , 0
.
75 0
.
67 弓 8 . 6 3 2 . 7
7 .5 6 9 5
. 招 1。 17 1 . I Q 0 . 81 0 . 7习 26。 1 2 7 . 4
8 6
.
7 9 6
.
3 1
。
10 1
。
: 1 0
.
85 0
.
1 9 1乐 2 23 . 6
9 7
.
8 1 7
.
65 1
.
0 2 1
。
32 0
.
87 0
.
85 15
。
0 2 0
.
9
1 0 8
.
7 5 9
.
0 8 0
.
9 4 1
.
43 0
.
87 0
.
9 1 1 2
.
0 1 8
.
7
, P d 、 = (氏 + , 一 nD ) /nD X 10 0环> 1 0呵为速生期 ; P h % = ( H , + , 一 H n ) /H n x l o O%
.2 2 树高生长
I
、
l 级地树高 ( H ) 与年龄 ( A ) 的回归方程如下 :
平均木 H = 一 0 . 2 8 3 6 4 2 6 + 0 . 3 8 8 6 1 0 1 A + 0 . 0 5 4 7 6 8 3 A 2
拟合优度 9 8 . 7环 F 值为 1 6 8 8 . 2 7沐 沐 ( F o . 。 1~ 5 . 1 3 7 ) ; 相关系数 0 . 9 9
以不同年龄代入上式 , 则可得到不同年龄的树高生长 (理论值 ) 并计算出各年平均生长
量 , 连年生长量和年生长率 ( 见表 1 ) 。
由表 l可明显看 出 , I 、 I 级地 9年生乳源木莲的平均木 , 树高连年生长量和平均生长量
的最大值均未 出现 , 树高年生长率大于 20 %或接近 20 % , 胸径和树高生长都处在速生期 , 5年
第 2期 王忠平 :乳源木莲生长 规律的研究
生以前 , 平均木树高连年生长量较小 , 平均每年生长 0 . 61 m , 5年生以后 , 树高生长明显加快
每年生长接近 l m 或大于 l m , 到 9年生 (造林后 8年 ) 树高总生长量达 7 . 65 m , 优势木达到 8 . 7m 。
2
.
3 冠幅生长
林分密度效应表明 , 在林分充分郁闭之前 , 胸径与冠幅生长存在紧密的正相关 , 与林龄
和立地无紧密关系 。 利用每木调查资料建立冠幅与胸径关系的回归方程 , 关系式如下 :
C W D = 0
.
2 7 16 2 7 + 0
.
6 6 1 2 5 D 一 0 . 0 1 0 1 3 2 8D 2
拟合优度 6 1 . 4% F 值为 4 8 . 5狱狱 ( F o . 。 , = 4 . 9 7 5 ) ; 相关 系数一 0 . 7 8 4
以不 同胸径代入上式 , 则 可得到杉莲混交林中 , 乳源木莲不同胸径的平均冠幅生长 (理
论值 , 见表 2 ) , 并计算出各径级的冠幅平均生长量 、 连续生长量和生长率 。这里指胸径每生长
1径级 , 冠幅的相应生长量为连续生长量 。
应当指出 , 冠幅生长受到密度的影响 , 林分密度大的平均冠幅较小 , 上述材料是取 自造
林密度基本相同的杉莲混交林中的调查资料 , 由于杉木早期速生 、 较早郁闭 、 乳源木莲的平
均冠幅也较早受到抑制 。 比较表 3 (纯林冠幅生长表 ) 可看出混交林中的乳源木莲冠幅生长往
往小于纯林的冠幅生长 。
表 2 杉莲混交林中乳源木莲幼龄冠幅生长过程 单位 : m ,
胸径 ( e m ) 1 2 3 4 5 6 7 8 9 1 0 1 1 1 2 1 3 1 4
总生长 0 . 9 2 1 . 5 5 2 . 1 6 2 . 7 5 3 . 3 2 3 . 8 7 4 . 4 0 4 . 9 1 5 . 4 0 5 . 8 7 6 . 3 2 6 . 7 4 7 . 1 5 7 . 5 4
连续生长 0 . 6 3 0 . 6 1 0 . 5 9 0 . 5 7 0 . 5 5 0 . 5 3 0 . 5 1 0 . 4 9 0 . 4 7 0 . 4 5 0 . 4 2 0 . 4 1 0 . 3 9
平均生长 0 . 7 5 0 . 7 2 0 . 6 9 0 . 6 6 0 . 6 5 0 . 6 3 0 . 6 1 0 . 6 0 0 . 5 9 0 . 5 7 0 . 5 6 0 . 5 5 0 . 5 4
P
c ( % ) 6 8
.
5 3 9
.
4 27
.
3 2 0
.
7 1 6
.
6 1 3
.
7 1 1
.
6 1 0
.
0 8
.
7 7
.
7 6
.
8 6
.
1 5
.
5
表 3 乳源木莲纯林幼龄的冠幅生长过程
胸径 ( e m ) 2 3 4 5 6 7 8 9 1 0
总生长 (m Z ) 4 . 7 8 5 . 1 6 5 . 5 5 5 . 9 6 6 . 3 7 6 . 7 9 7 . 2 2 7 . 6 6 8 . 1 1
连续生长 ( m Z ) 0 . 3 7 0 . 3 8 0 . 3 9 0 . 4 1 0 . 4 1 0 . 4 2 0 . 4 3 0 . 4 4 0 . 4 5
平均生长 ( m , ) 2 . 3 9 1 . 7 2 1 . 3 9 1 . 1 9 1 . 0 6 0 . 9 7 0 . 9 0 0 . 8 5 0 . 8 1
2
.
4 形数生长
利用相同立地的乳源木莲解析木的形数值 (去皮 ) , 用最小二乘法拟合形数与年龄的回归
方程 。数学模型如下 : F = 1 . 5 0 5 9 6 6一 0 . 2 7 7 5 7 A 一 0 . 1 4 6 9 8 3 A 2
拟合优度为 90 % F 值 ~ 16 8 . 8 8洲 派 ( F 二 。 1~ 5 . 57 ) ; 相关 系数一 0 . 95
以不同年龄代入上式 , 可得到不同年龄的乳源木莲形数值 (理论值 , 混交林 ) , 将不同年
龄的树高总生长一并列于表 4 。
从表 4中可以看 出 , 乳源木莲的响高形数随着年龄和树高的生长 , 形数出现负生长 , 即形
数与年龄和树高呈负相关关系 , 年龄越大 , 树高越高 , 形数越小 , 而且这种变化在越小时变
化越大 。大致到 10 年生以后 , 形数基本趋 向稳定 。
表 4 乳源木莲的形数生长过程表
年龄 ( y ) 3 4 5 6 7 8 9 10
树高 (m ) 1 . 3 7 2 . 1 5 3 . 0 3 4 . 0 2 5 . 1 2 6 . 3 3 7 . 6 5 9 . 0 8
形数 1 . 1 0 0 . 9 3 0 . 7 8 0 . 6 7 0 . 5 8 0 . 5 3 0 . 5 0 0 . 5 0
形数连年生长 一 0 . 20 一 。 . 17 一 。 . 15 一 。 . 1 一 .0 09 一 .0 05 一。 · 。 3 。
材积生长
林 木的单株材积 ( V ) 是其胸径 ( D ) 和树高 ( H ) 和胸高形数 ( f) 的函数值 , 用 V 一
福 建 林 业 科 技 第 2卷
(二 / 4) D Z H
·
f表示 , 将乳源木莲的各年树高 、 胸径和相应的形数 , 分别代入上式 , 可得到各年
龄的单株材积 (理论值 ) 。
利用平均解析木材料 , 拟合单株材积与年龄 回归方程 , 数学模型如下 :
V = 0
.
0 0 5 3 5 2一 0 . 0 0 3 1 7 6 7 A + 0 . 0 0 0 5 1 8 A 2
拟合优度为一 9 7 . 2% F 值一 46 7 . 9 狱燕 ( OF . 。 ,一 5 . 4 9) ; 相关 系数 ~ 。 . 9 86
以年龄代入上式 , 则可得到 I 、 I 类地不同年龄的单株材积生长量 (理论值 ) , 并计算年
平均生长量和连年生长量及年生长率 (见表 5 ) 。
由表 5看出 , I 、 l 类地单株材积连年生长量最大值尚未出现 , 材积生长率在 35 肠以上 。
表 5 乳源木莲单株材积生长过程表 单位 : m ,
年 龄 ( y ) 总生长 连年生长量 平均生长量 P v (写 )
3 0
.
0 0 0 4 8 4 0
.
0 0 0 1 6 1 4
4 0
.
0 0 0 9 3 4 0
.
0 0 0 4 5 0 0
.
0 0 0 2 3 3 5
5 0
.
0 0 2 4 2 0 0
.
0 0 1 4 8 6 0
.
0 0 0 4 8 4 1 1 5 9
.
1
6 0
.
0 0 4 9 4 3 0
.
0 0 2 5 2 1 0
.
0 0 0 8 2 3 8 1 0 4
.
2
7 0
.
0 0 8 5 0 1 0
.
0 0 3 5 5 8 0
.
0 0 1 2 1 4 4 7 2
.
0
8 0
.
0 1 3 0 9 7 0
.
0 0 4 5 9 6 0
.
0 0 1 6 3 6 9 5 4
.
1
9 0
.
0 1 8 7 26 0
.
0 0 5 6 2 9 0
.
0 0 2 0 8 0 7 4 3
.
0
1 0 0
.
0 2 5 3 9 3 0
.
0 0 6 6 6 7 0
.
0 0 2 5 3 9 6 3 5
.
6
2
.
6 树干生长和分枝
乳源木莲主干通直 , 顶端优势明显 , 从幼苗到大树 , 都保持单顶直生 , 较少分叉 , 9年生
的人工幼林 . 即使林木稀疏近于孤立 , 也是主梢突出 , 少有弯 曲倾斜 。
从解析木的材料看 , 乳源木莲 的干形生长 , 即高径比和形数生长因造林方式有所差异 , 乳
源木莲纯林的高径 比 72 (7 年生平均木 ) 即高生长速度较缓慢 , 而直径生长相对较快 , 这是因
为纯林不存在种间竞争 , 而杉莲混交林中乳源木莲的高径比达到 81 一 1 08 ( 见表 6 ) 。
表 6 乳源木莲解析木高径比值与形数 “ )生长比较表
树 种 树种组成 树龄 ( y ) D ( e m ) H (m ) H / D f
乳源木莲 2 0莲 (纯林 ) 7 6 . 6 4 . 8 7 2 0 . 5 3
乳源木莲 7衫3莲 8 7 . 5 6 . 2 8 1 0 . 5 5
衫木 7杉 3莲 8 8 . 1 6 · 0 7 4 0 · 6 0
乳深木莲 5衫 2莲 3楠 7 5 . 2 5 . 4 1 0 6 0 . 5 7
火力楠 s衫 2莲 3楠 7 5 . 2 5 . 4 1 0 4 0 . 5 6
深山含笑 5杉 2莲 3含笑 7 5 . 1 5 . 3 1 0 4 0 · 5 7
乳源木莲 5杉5莲 9 7 . 8 8 . 5 1 0 8 0 · 5 6
衫木 5杉 5莲 9 8 . 4 7 . 0 8 3 0 · 5 3
乳源木莲分枝较细而均匀 、 斜出 。 但纯林的侧枝比混交林略粗 。这是因为纯林的树冠较大 ,
侧枝较粗壮 , 混交林中的乳源木莲 由于树高竟争 , 侧枝较细而均匀 , 每年在主梢生长的同时 ,
从新梢茎部起 , 侧枝互生 , 9年生的乳源木莲优势木侧枝数 68 条 , 平均木 5 7条 , 杉木平均木 58
条 ( 见表 7 ) 。 平均每年生长 6一 8条 . 与杉木侧枝生长数较接近 。 幼龄乳源木莲每年春季生长的
第一轮侧枝最长 。 由于乳源木莲较耐荫 , 自然整枝性能比杉木差 , 因而构成 了浓密的树冠结构 。
根据解析木的侧枝数列于表 7 . 同龄的乳源木莲优势木侧枝生长比平均木旺盛 。
.2 .7 叶面积生长
乳. 源木孩于每年春天 3月中下旬 , 随着侧枝的生长而展叶 , 冬天部分叶子凋落 , 部分叶子
第 2期 王忠平 :乳源木莲生长规律的研究
树 种 树龄
(y)
株数
表 7乳源木莲解析木侧枝与根幅生长
D H侧枝条数 叶片数 叶面积 根 幅
(em) (m) (枝 /株 ) (片 /株 ) (m, ) (m , ) 左右上 T
乳源木莲 (优 ) 9 3 1 1 . 8 8 . 3 6 8 5 0 8 4 2 3 · 9 1 8 · 6 4 · 3 X 4· 3
乳源木莲 (均 ) 9 5 7 . 7 7 · 4 5 7 3 2 7 4 1 5 · 4 1 4 · 1 3 · 8 X 3· 7
杉 木 (均 ) 9 5 8 . 2 6 . 7 5 8 7 . 8 2 . 8 X 2· 8
乳源木莲 (优 ) 7 2 7 . 7 4 . 9 7 2 4 5 3 3 2 1 . 3 7 . 2 2 · 7 X 2· 7
乳源木莲 (均 ) 7 3 4 . 6 4 . 2 4 8 1 9 6 5 9· 2 1 5 . 7 3· 9 X 4
杉木 (均 ) 7 2 4 . 2 3 . 7 5 5 5 . 6 2 · 4 X 2· 4
火力楠 (优 ) 7 1 5 . 2 5 · 4 4 9 4 1 23 1 8 · 6 1 6 · 4 4 X 4 · 1
乳源木莲 (均 ) 6 一 4 . 8 3 . 7 4 2 1 7 3 4 7 . 8 5· 3 2 · 3 X 2· 3
杉木 (均 ) 6 1 4 . 5 5 . 5 5 5 4 . 4 2 · I X 2· 1
, 叶片数指越冬叶 , 一般只占生长期叶数的 12/ 一 13/ ; (优 ) 表示优势木 ; (均 ) 表示平均木 .
为常绿越冬 , 成为半落叶性树种 。 乳源木莲叶子为窄倒卵状椭圆形或倒披针形 , 每片叶子大小
差异悬殊 , 成熟叶子最大可达 65 一 70 o m ,以上 , 最小的叶子 20 一 2 cs m ,左右 。平均每片叶子的面
积 4 c5 m ,左右 , 1株 9年生的乳源木莲 , 在夏季生长旺盛季节 , 大约有叶子 6 0 0 0片以上 , 其叶面
积约 27 m 2 。如果 9年生保存 2 2 5 0株 h/ m Z , 则叶面积指数大致为6 . 0 。
2
.
8 根系生长
乳源木莲是浅根性树种 , 主根不明显 , 侧根粗壮发达 。造林后头 3年 , 幼树经过缓苗扎根
生长 , 根系扩展稍慢 , 4年后开始加快 , 5一 9年生 (调查时止 ) 根幅扩展范围 比杉木更大 . 水
平根幅常为冠幅的 1 . 5一 2倍 , 水平根 系主要侧根多分布在土壤表层 10 一 30 o m 。侧根生长方向
有 明显的趋肥现象 , 疏松肥沃的平缓坡地 , 一株 7年生的平均木 , 根幅可达 1 5 . 7m ’ 。 根据解析
木调查材料 (见表 7 ) , 一株 8年生的乳源木莲优势木 ( D 一 10 . gc m , H ~ 1 . k m ) 靠近根兜的
主要侧根直径 S C m 以上的有 8条 , cI m 以上 的有 20 条 , 根幅 12 m 2 , 细根和吸收根主要分布在。一
25 c m 的地表层 , 垂直根系分布深度达 90 。 m 。调查还表明 , 乳源木莲的根系深度和分布范围均
与火力楠十分相似 , 地上生长速度也很接近 (见表 7 ) 。
3 结论
( 1) 乳源木莲造林后 3年内 , 主要是扎根生长 , 树高和直径生长较缓慢 , 4年后明显加快 ,
年生长量分别达到 l m 、 k m 以上 。 9年生树高 、 胸径年生长率在 12 %以上 , 材积生长率在 35 %
以上 , 均处在速生期 。
( 2) 乳源木莲 9年生侧枝数达 57 条 , 单株叶面积达 15 . 4 m , , 主根不太明显 , 侧根粗壮发达 ,
水平根系多沿地表 3 0c m 扩展 , 根幅达 1 4 . l m 2 , 冠幅 、 根幅生长明显大于杉木 。纯林的冠幅大
于杉莲混交林 。 在纯林中 , 乳源木莲的高径比为 72 . 小于杉木 ( 74 一 8 3 ) , 杉莲混交的乳源木
莲高径比为 81 一 1 06 , 一般比杉木大 。
( 3) 营造衫莲混交林时 , 为培育乳源木莲 , 比例不应小于 1 3/ , 即混交比例杉莲 2 : l 为宜 。
杉木与乳源木莲 、 火力楠 、 深山含笑同时混交造林 , 乳源木莲与火力楠的树高 、 直径生长基
本相同 , 比深山含笑生长快 , 初步说明乳源木莲和火力楠具有相同或相似的栽培生物学特性 。
参 考 文 献
1 俞新 妥主编 . 混交林营造原理及技术 . 中国林 业出版 社 , 1 9 8 9
2 翟 明善 . 混交林和树种 间关系的研 究现状 . 世界林 业研究 , 1 9 9 3 , ( 1 ) : 39 一 4
3 赖仕章 . 杉木火刀 楠混交林水文特性 的初步研究 . 福建林学院学报 , 1 9 9。 , 10 ( 3) : 206 一 261