全 文 ：收稿日期：2013-02-05
基金项目：广西林业科技项目（林科字 2002[18]）
作者简介：蒙奕奕（1986-），女，瑶族，在读硕士生，E-mail：496465890
@qq.com
通讯作者：黄寿先（1956-），男， 博士， 教授， E-mail：huangshouxian
@163.com
23年生大叶栎人工林的生长规律研究
蒙奕奕1，石晓蒙1，黄寿先1，林正聪2，谭飞燕1，黄家华1
（1.广西大学林学院/国家林业局中南速生材繁育重点实验室，广西 南宁 530004；
2.广西国有钦廉林场，广西 钦州 536128）
摘 要：采用树干解析法，研究广西平果县海明林场23年生大叶栎人工纯林生长规律。 结果表明：23年生大叶栎人工林平均胸
径、树高和材积分别为19.4 cm、20.4 m、0.3261 m3。 胸径、树高和材积生长速生期分别为2~8、6~11、6~23年，材积连年生长量与平均
生长量曲线在23年时仍没有相交，说明23年生大叶栎人工林材积生长还未达到数量成熟龄。 大叶栎胸径、树高和材积生长方程分
别为D=1.7133T-0.0506T2+0.0007T3-1.9422、H=1.9257T-0.0398T2-2.4890、V=-0.0104T-0.0024T2- 4.0848e-0.005T3+0.0127。 通过拟合方
程推算，大叶栎材积将于第24年达到数量成熟。
关键词：大叶栎；人工林；生长规律；生长模型
中图分类号：S792.18 文献标识码：A 文章编号：1004-874X（2013）07-0057-04
Study on the growth rhythm of 23-year-old Castanopsis fissa plantation
MENG Yi-yi1, SHI Xiao-meng1, HUANG Shou-xian1, LIN Zheng-cong2, TAN Fei-yan1, HUANG Jia-hua1
(1.Forestry College of Guangxi University/Key Laboratory of Fast-growing Tree Breeding in Central South China of State Forestry
Administration, Nanning 530001, China; 2.Qinlian Forestry Farm of Guangxi Province, Qinzhou 536128, China)
Abstract: This paper studied the growth rhythm of 23-year-old Castanopsis fissa plantation in Haiming forest farm (Pingguo county,
Baise city, Guangxi province) by stem analysis method. The results were as follows: The average DBH, tree height and volume of the 23-
year-old Castanopsis fissa plantation were 19.4 cm, 20.4 m, 0.3261 m3. The fast growing period of diameter, tree height and volume were
2~8 years, 6~11 years, 6~23 years. Current annual increment curve and average increment curve of volume didnt intersect in 23 years. It
showed that 23-year-old Castanopsis fissais plantation had not reached the quantitive mature age. The growth equations of diameter, tree
height and volume were D=1.7133T-0.0506T2+0.0007T3-1.9422, H=1.9257T-0.0398T2-2.4890, V=-0.0104T-0.0024T2- 4.0848e-0.005T3+
0.0127. According to the volume regression equation of Castanopsis fissa, its mature age was considered at 24 years old.
Key words: Castanopsis fissa; plantation; growth regularity; growth model
大叶栎（Castanopsis fissa）又名黧蒴栲、闽粤栲、裂斗
锥、乌叶子、大叶锥、大叶包等，属壳斗科栲属常绿乔木。
大叶栎主要分布于南亚热带与亚热带的温暖地区， 是我
国南方各省，包括广东、广西、福建、云南的大部以及江
西、湖南、贵州的南部等山地和丘陵次生林的先锋树种之
一[1-2]。 大叶栎树干通直，生长快，且可进行多代萌芽更新
不衰退，是营造水源林、水土保持林、生物防火林带的优
良树种[3]。 大叶栎木材的主要力学强度均达到国产木材的
中等级水平 [4]，其木材纤维能满足纤维工业原料的要求，
因而也是良好的纸浆工业用材 [5-7]。 但目前对大叶栎人工
林生长规律的了解很少， 本文以广西平果县海明林场 23
年生大叶栎人工纯林为材料， 通过解析木测定与分析手
段，研究大叶栎人工林生长规律，以期为大叶栎人工林的
科学经营提供参考依据。
1 材料与方法
1.1 试验林分概况
研究样地设在广西平果县海明林场 7林班第 5小班。
海拔 320～380 m，地貌为丘陵，坡向为东南坡，坡位为上
坡，坡度达 25°；土壤种类为红壤，土层厚度 80 cm 以上，
表土层厚度 15～20 cm，枯枝落叶层厚度达 5 cm。 林分组
成为大叶栎人工纯林，实生苗造林，测定时林分年龄为 23
年，面积为 3.9 hm2。林分初植密度为 2 100株/hm2、现存密
度平均为 510株/hm2。
1.2 研究方法
在同一坡面上， 根据地形条件， 沿等高线分别在上
坡、 中坡和下坡设置调查样地 3 个， 每个样地的面积为
400 m2。对样地中的林木进行每木检尺后，根据调查结果，
选取能代表整个林分平均水平且生长正常的 5 株样木作
为解析木，将所选的解析木伐倒，按树干解析法的要求将
树干分段和锯取圆盘，树干解析木所取圆盘的位置（离伐
根高）分别为 0.0、1.3、3.6 m 处各取一个，之后每隔 2 m 取
一个圆盘，圆盘厚度约 5 cm，在圆盘下方标明其南北向、
样木号、圆盘位置，圆盘经刨光后分别测定其东、南、西、
北 4 个方向的年轮宽度，以计算各样木的胸径生长量（包
括总生长量、平均生长量、连年生长量）。 再根据每个圆盘
的直径生长进程绘制其树高生长进程曲线， 从中查算其
树高生长量。 根据胸径和树高的生长量，按 2.6 m 分段材
积、2 m分段材积和梢头材积分别求算和累计解析木每年
度的材积生长量[8]。 最后分别取 5株解析木胸径、树高、材
积各生长量的平均值进行分析。
广东农业科学 2013 年第 7 期 57
DOI:10.16768/j.issn.1004-874x.2013.07.064
1.3 数据处理
用 Excel 2007 软件计算树高、 胸径以及材积的总生
长量、连年生长量、平均生长量，绘制相应曲线图。 采用
SPSS 17.0软件对解析木的树高、胸径、材积的生长量与树
龄进行曲线回归分析。 树高生长量采用线性曲线、二次项
曲线、复合曲线、增长曲线、对数曲线、立方曲线、S 曲线、
指数曲线、逆模型、幂函数模型、Logistic 模型 11 种模型进
行回归拟合，由于胸径、材积生长量值中存在 0值，因此只
采用线性曲线、二次项曲线、对数曲线、立方曲线、逆模型
5 种曲线模型进行拟合。 采用 R 2.11.1 软件对大叶栎胸
径、树高、材积连年生长量进行有序样本聚类分析，并结
合实际数据，确定出大叶栎各个生长指标的速生期。
2 结果与分析
2.1 23年生大叶栎人工林生长规律
2.1.1 胸径生长规律 23 年生大叶栎胸径生长量见图 1。
23年生胸径平均总生长量可达 19.4 cm。 年平均生长量变
化在 1.0（±0.2）cm，最大平均生长量出现在第 8 年、达到
1.17 cm。 第 1~8 年胸径平均生长量呈增长趋势， 但以第
1~4年增长幅度最大。从第 8年开始胸径年平均生长量呈
下降趋势，但下降幅度较小，至 23年生大叶栎胸径平均生
长量仍保持在较高的生长水平， 说明大叶栎的胸径速生
期较长，适宜培育大径材。 23年生大叶栎胸径连年生长量
在前 2 年最大，第 2~8 年保持在较高的生长水平。 从第 8
年开始连年生长量总体呈下降趋势， 其原因可能是由于
林分开始郁闭，林木之间开始相互竞争水肥和空间。
2.1.2 树高生长量 由图 2 可知，23 年生的大叶栎树高
总生长量为 20.4 m。 树高平均生长量变化幅度不大，均在
1 m/年左右变动，树高平均生长量曲线呈现单峰值，峰值
出现在第 11年，树高平均生长量达到 1.28 m。 前 11年平
均生长量呈上升趋势， 第 11年后呈平稳的下降趋势。 大
叶栎树高连年生长量在第 7~19 年呈现逐步下降的趋势，
到第 19年后连年生长量只有 0.1~0.3 m。树高连年生长量
与平均生长量曲线在第 11~12 年之间相交， 说明大叶栎
树高生长在第 11~12年已达到整个生长过程的顶峰。
2.1.3 材积生长量 由图 3 可知，23 年生大叶栎林分的
单株材积总生长量可达 0.3261 m3。由 23年生大叶栎材积
总生长量曲线的走势来看， 总生长量还保持较高的生长
势头，仍有培育价值。 23年生大叶栎材积平均生长量呈现
持续上升的状态， 即 23年生大叶栎材积平均生长量与年
龄呈正相关。 大叶栎人工林材积连年生长量波动较大，连
年生长量曲线出现了 5 个生长峰值，分别出现在第 8、11、
14、 18、 21 年， 但总体上在第 1~14 年连年生长量呈上
升趋势， 第 14年后呈现逐渐下降的趋势。 大叶栎材积连
年生长量与平均生长量曲线在 23年时仍没有相交， 说明
23 年生大叶栎人工林还没有达到数量成熟龄， 如需获得
单位时间、 单位面积上最大数量的木材产量， 仍需继续
培育。
2.2 胸径、树高、材积生长方程的拟合及验证
分别将胸径、树高、材积生长量的值代入上述相应的
曲线回归模型中，建立胸径、树高、材积与树龄之间的回归
方程。 根据曲线回归最优原则：相关指数 R2值最大、F 值
最大以及残差平方和值最小所对应的曲线模型是拟合度
最好的最优模型 [9-10]。 由表 1~表 3 可知，树高、胸径、材积
曲线从相关指数 R2、F值、残差平方和来看，最优的生长预
测模型均是立方曲线，但是依据树木生长的自然规律，需
剔除出现下降趋势的曲线，因此胸径、材积总生长量拟合
曲线选择立方曲线， 树高最优的生长预测模型为二次项
曲线。 因此得出大叶栎人工林树高、胸径、材积的生长拟
合方程分别为：
树高 H=1.9257T-0.0398T2-2.4890
胸径 D=1.7133T-0.0506T2+0.0007T3-1.9422
材积 V=-0.0104T-0.0024T2-4.0848e-0.005T3+0.0127
由图 4 大叶栎人工林树高、胸径、材积生长模型可以
看出，树高和材积都表现出“快-慢”的生长阶段，23 年生
大叶栎树高、胸径、材积任然处于较快的生长阶段，23 年
图 1 大叶栎人工林胸径生长曲线
图 2 大叶栎人工林树高生长曲线
图 3 大叶栎人工林材积生长曲线
平均生长量(cm) 连年生长量(cm) 总生长量(10cm)25
2.0
1.5
1.0
0.5
0
胸
径
生
长
量
（ c
m
）
1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23
年
平均生长量(m/s) 连年生长量(m) 总生长量(10m)25
2.0
1.5
1.0
0.5
0
树
高
（ m
）
1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11121314151617181920212223 24
年
平均生长量(m3) 连年生长量(m3) 总生长量(10m3)0.035
0.03
0.025
0.02
0.015
0.01
0.005
0
材
积
生
长
量
（ m
3 ）
1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 1112 13 1415 1617 1819 202122 23
年
58
绘制材积平均生长量、 连年生长量拟合模型曲线如
图 5。 从图 5 可以看出， 大叶栎材积的数量成熟龄为 24
年。
2.4 大叶栎生长阶段划分
根据大叶栎胸径、树高、材积的生长过程特点，利用有
序样本聚类分析法，并结合各因子实际测量数据情况，划
分出胸径、树高、材积速生期。 由表 6可知，胸径生长速生
期为 2~8 年，树高生长速生期为 6~11 年，材积生长速生
期为 6~23年。 从胸径、树高、材积这 3个因子的不同生长
发育阶段来看，大叶栎树高、材积速生期较胸径速生期到
来要晚，材积速生期较长，净生长量占总生长量百分数为
97.76 %。
3 结论与讨论
本研究发现 ， 大叶栎人工林 23 年生平均树高达
20.4 m，平均胸径 19.4 cm，平均单株材积 0.3261 m3。 胸径
平均生长量和连年生长量都从第 8 年开始呈逐渐下降的
趋势，平均生长量和连年生长量在第 8~9年间相交。 树高
图 4 大叶栎人工林树高﹑胸径﹑材积生长模型
表 4 大叶栎人工林单株材积平均生长量与年龄关系的
曲线拟合结果
数学模型 R2 残差平方和 F值
立方曲线
二次项曲线
线性曲线
对数曲线
逆模型
0.998
0.982
0.973
0.855
0.453
0.000
0.000
0.000
0
0
2622.301
557.251
759.298
124.160
17.360
表 5 大叶栎人工林单株材积连年生长量与年龄关系的
曲线拟合结果
数学模型 R2 残差平方和 F值
立方曲线
二次项曲线
线性曲线
对数曲线
逆模型
0.926
0.908
0.696
0.798
0.528
0.000
0.000
0.000
0.000
0.001
79.316
98.318
48.093
82.802
23.472
表 1 大叶栎人工林树高总生长量与年龄关系的曲线拟合结果
数学模型 R2 残差平方和 F值
立方曲线
二次项曲线
幂函数模型
线性曲线
对数曲线
Logistic模型
S曲线
复合曲线
增长曲线
指数曲线
逆模型
0.998
0.993
0.976
0.938
0.925
0.910
0.872
0.745
0.745
0.745
0.566
2.157
7.044
0.424
63.045
76.478
4.508
2.278
4.542
4.542
4.542
441.999
2982.490
1435.128
860.119
318.047
258.499
211.079
143.042
61.281
61.281
61.281
27.361
表 2 大叶栎人工林胸径总生长量与年龄关系的曲线拟合结果
数学模型 R2 残差平方和 F值
立方曲线
二次项曲线
线性曲线
对数曲线
逆模型
0.999
0.998
0.971
0.944
0.591
1.036
1.653
23.136
44.282
320.638
4789.464
4734.419
690.954
350.967
30.371
表 3 大叶栎人工林单株材积总生长量与年龄关系的曲线拟合结
数学模型 R2 残差平方和 F值
立方曲线
二次项曲线
线性曲线
对数曲线
逆模型
1.000
0.992
0.960
0.701
0.305
0.000
0.002
0.011
0.084
0.196
13170.869
1322.761
497.777
49.299
9.200
人工林的生长仍未出现衰老迹象， 说明大叶栎人工林适
合培育大径材。
2.3 材积生长数量成熟龄估计
将大叶栎材积平均生长量和连年生长量用线性曲
线、二次项曲线、对数曲线、立方曲线、逆模型 5 种曲线模
型进行拟合，由表 4、表 5可知，大叶栎平均生长量和连年生
长量最佳的拟合方程均是立方曲线，其拟合方程分别为：
材积平均生长量：
V=-0.0005+7.9944e-0.005T+8.7143e-0.005T2-2.7678e-0.006T3
材积连年生长量：
V=-0.0036+0.0016T+0.00008T2-4.8014e-6 T3
胸
径
总
生
长
量
（ c
m
）
20.0
15.0
10.0
5.0
0.0
0 5 10 15 20 25
生长轮
0 5 10 15 20 25
生长轮
0 5 10 15 20 25
生长轮
25.0
20.0
15.0
10.0
5.0
0.0
树
高
总
生
长
量
（ m
）
材
积
总
生
长
量
（ m
3 ）
○已观测
—二次
○已观测
—二次
○已观测
—二次
59
场供应和提高贵州芒果种植效益。
3.2 经试验观察和综合对比分析发现， 金煌芒、 桂热10
号、凯特 3 个芒果品种熟期较晚，产量较高，品质优良，适
应性较好，可作为晚熟芒果品种在相近地区选择推广；红
象牙环境适应性强， 产量高， 但在贵州应用推广时间较
长，品质欠佳，炭疽病较重，且较早熟，建议不作中晚熟芒
果品种选用；红芒 6号、桂热 120和攀西红芒较晚熟，品质
较好，但环境适应性和丰产性号等均有待进一步观察。
3.3 芒果在贵州南亚热区的研究与应用推广虽有 20 余
年时间，但由于地理环境、气象灾害、生产水平和市场销
售等多种因素影响， 规模较小且分布零星， 经营效益不
高。 立足当地气候环境特点和市场需求，进一步选育和应
用推广能够在 9 月份甚至是国庆节以后成熟上市的晚熟
芒果品种， 抓好配套栽培技术研究集成与病虫害综合防
控研究更具发展潜力， 以期为贵州芒果大面积持续健康
发展提供强有力的产业技术支撑。
参考文献：
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[6] 龚德勇,刘清国,张燕,等.贵州南亚热区芒果品种适应性鉴选及应
用研究[J].2012,24(7)：28-31.
平均生长量在第 11年开始逐步下降， 而连年生长量在第
7 年开始就呈下降趋势，树高平均生长量和连年生长量在
第 11~12年间相交。 材积平均生长量至第 23年一直呈上
升趋势，连年生长量从第 14年开始呈下降趋势，材积连年
生长量和平均生长量在第 23年仍未相交， 尚未达到数量
成熟期。
通过研究 23年生大叶栎人工林树高、胸径、材积与树
龄之间的关系，并进行曲线回归分析，得出大叶栎人工林
胸径、材积生长曲线拟合度最高的均为立方曲线，树高生
长曲线拟合最优的是二次项曲线， 建立了大叶栎人工林
树高、胸径、材积与树龄间的数学模型，其相关性系数均
超过 98%，说明得出的相应的数学模型可靠性很强，可用
于大叶栎人工林的实际生产中。 通过对 23年生大叶栎材
积连年生长量和平均生长量进行回归拟合， 其中立方曲
线拟合度最高， 材积平均生长量和连年生长量在第 24 年
相交， 预测大叶栎人工林材积生长量在 24年生达到数量
成熟。
大叶栎胸径速生期为 2~8 年， 因此在实际的生产实
践中，因在这段时间里给予林木足够的肥料和生长空间，
适当地进行施肥、 间伐等抚育措施对增加产值有着至关
重要的作用。 大叶栎材积数量成熟期晚、速生期长，可以
用于长周期造林，培育大径材用材林。
参考文献：
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表 6 23 年生大叶栎人工林速生期划分
项目 树龄（年） 净生长量 占总生长量比例（%）
胸径
树高
材积
2~8
6~11
6~23
9.4cm
9.0m
0.3188m3
48.45
44.12
97.76
图 5 大叶栎人工林材积平均生长量
平均生长量
连年生长量
0.025
0.02
0.015
0.01
0.005
0
-0.005
1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 1415 16 17 1819 20 21 22 23 24 25 26
年龄
生
长
量
（ m
2 )
!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!
（上接第 35页）
60