全 文 ：基金项目：福建三明林业学校科研项目“窄冠福建柏遗传性状及丰产机理关键技术研究”(10)；福建省科技厅重点项目“生物能源树种无患子的良种
选育和快繁关键技术研究”(2009N01010642)。
第一作者简介：黄云鹏，男，1964年出生，福建邵武人，教授级高工，主要从事森林培育学研究。通信地址：365001福建省三明林业学校，E-mail：
hyp1234888@126.com。
通讯作者：苏松锦，男，1986年出生，博士生，研究方向：数量森林经理。通信地址：365001福建省三明林业学校，E-mail：susongjin@126.com。
收稿日期：2013-11-13，修回日期：2013-12-30。
窄冠福建柏人工林生长过程分析
黄云鹏 1，范繁荣 1，周东雄 2，苏松锦 1,3，王邦富 1，沈琼桃 1
（1福建三明林业学校，福建三明 365001；2三明市林业科技推广中心，福建三明 365000；
3福建农林大学林学院，福州 350002）
摘 要：为了解窄冠福建柏人工林生长特征及规律，制定其有效经营措施，采用树干解析法及Richards方
程对三明市沙县窄冠福建柏的树高、胸径和材积的生长过程进行分析。结果表明：窄冠福建柏人工林在
整个生长过程中，树高连年生长量有4个波峰，其中8年生时达到生长高峰，为0.85 m/a，平均生长量与连
年生长量在第16年首次相交；胸径连年生长量出现2次峰值，分别为0.76 cm/a（第8年）和2.44 cm/a（第24
年），平均生长量与连年生长量在28年生时相交，胸径快速生长期0—28年的生长量为26.08 cm，占总生长
量的87.81%；材积连年生长量在26年生时达到最大值，为0.0354 m3，至32年生时，窄冠福建柏人工林仍
未达到数量成熟。Richards方程拟合窄冠福建柏树高、胸径和材积的生长过程效果均较好，相应的生长方
程为：H=22.47×(1－e-5.28)1.66，R=0.9832；D=1326.49×(1－e-2.13)1.45，R=0.9291；V=3.89×(1－e-2.51)3.90，R=0.9979。
窄冠福建柏生长率总体呈下降趋势，树高、胸径和材积三者生长率在 0—10年内降幅较大，依次为
45.31%、81.86%和 52.4%，而 10—32年，树高、胸径和材积的年平均生长率降幅均较小，分别为 0.47%、
0.74%和1.47%。研究结果可为窄冠福建柏营林生产实践提供科学依据。
关键词：窄冠福建柏；人工林；生长过程；树干解析；生长量
中图分类号：S757 文献标志码：A 论文编号：2013-2983
Research on the Growth Process of Fokienia hodginsii(Dunn)
Variant Types Plantation in Sanming City, Fujian
Huang Yunpeng1, Fan Fanrong1, Zhou Dongxiong2, Su Songjin1,3, Wang Bangfu1, Shen Qiongtao1
(1Fujian Sanming Forest School, Sanming Fujian 365001;
2Sanming Forestry Science and Technology Promotion Center, Sanming Fujian 365000;
3College of Forestry, Fujian Agriculture and Forestry University, Fuzhou 350002)
Abstract: To formulate effective management measures of Fokienia hodginsii (Dunn) variant types in Sanming
City, Fujian Province. The stem analysis method coupled with Richards equation was used in the analysis of its
growth process. The results showed that the current annual increment of tree height had four peaks, the largest
current annual tree height increment 0.85 m/a appeared at the age of 8, and the average annual increment
firstly intersected with annual increment at age 16. The current annual increment of breast diameter (DBH)
occurred two peaks, they were 0.76 cm/a (8th year) and 2.44 cm/a (24th year). The current annual increment and
average annual increment of breast diameter intersected with each other at the age of 28, the rapid growth
period of current annual DBH increment ranged from 0 to 28 years and its growth increment was 26.08 cm,
which accounted for 87.81% of the total growth increment. The current annual timber volume increment
reached a maximum value (0.0354 m3) at 26th year. The F. hodginsii (Dunn) variant types plantation did not
中国农学通报 2014,30(4):12-16
Chinese Agricultural Science Bulletin
黄云鹏等：窄冠福建柏人工林生长过程分析
0 引言
福 建 柏 [Fokienia hodginsii (Dunn) Henry et
Thomas]系国家二级保护树种，在营造人工林，尤其是
较贫瘠立地条件下造林有着特殊的地位[1，2]。窄冠福
建柏 [Fokienia hodginsii (Dunn) Henry et Thomas f.
columnaris Z.F.Li et D.X.Zhou, forma nov]与福建柏在
形态特征、核型等方面均有较明显的差异，是福建柏的
一个天然变型[3,4]。窄冠福建柏具有树冠狭窄、树干通
直圆满、观赏价值高；适应性广、抗性强、速生丰产；自
肥和培肥能力较强，改土效益好等优点，是一种值得推
广的优良用材和绿化树种，在人工林培育中有着广阔
的发展前景[1-5]。
生长过程及模型分析是林分蓄积量、材种出材量、
森林采伐量和森林资源评估等研究的基础[6]。林木生
长过程研究主要方法为树干解析法，即通过分析年轮
来确定单株树木的胸径、树高和材积生长过程，用林木
个体生长变化来预测林分生长状况。依文献检索，不
同树种人工林生长过程研究已有大量报道，如主要外
来树种湿地松(Pinus elliottii)[7]，东北地区常见的落叶
松 (Larix gmelinii) [6,8]、红松 (Pinus koraiensis) [9]、云杉
(Picea asperata) [10]等用材树种，阔叶树种枫桦(Betula
costata)[11]、拟赤杨(Alniphyllum fortunei)[12]等。而有关
窄冠福建柏研究目前仅限于品种新变型的确定、核型
分析、生长特性、育苗造林技术和生物量等方面[1-5,13]，
其生长过程研究至今未见有报道。为此，笔者通过对
窄冠福建柏解析木进行分析，探讨其生长规律，为其有
效经营措施和最佳培育技术模式的制定等营林生产实
践提供科学依据。
1 研究区概况
研究区位于福建省三明市沙县(117°32—118°6 E，
26°6—26°46 N)水南国有林场，中亚热带季风气候，年
均气温15.7~19.6℃，年均降水量约1800 mm，年均蒸发
量1361 mm，相对湿度82%，无霜期280~320天[14]。样地
调查数据及解析木均来自于林场内的水南峡工区，其
海拔 300~525 m，平均坡度约 25°，主要土壤类型为山
地红壤、山地黄壤或黄红壤，土层和腐殖质层均较厚，
立地质量等级Ⅱ。常见的灌木有乌饭 (Vaccinium
bracteatum)、黄瑞木(Adinandra millettii)等，草本层主
要为芭茅(Miscanthus floridulus)、铁芒萁(Dicranopteris
pedata)等。
2 研究方法
窄冠福建柏林分是在松杂木疏林地人工造林形成
的，其立地、环境条件及经营措施基本一致，林木个体
年龄在一个龄级范围内可视为同龄林。在研究区内随
机设置5个20 m×20 m的代表性样地进行每木检尺，
并记录各样地的林分郁闭度、海拔、坡度等。在每个样
地内选择平均标准木 1株，用于树干解析。标准木伐
倒后，分别在 0、1.3、3.6、5.6、7.6、9.6、11.6、13.6 m处取
约 4.5 cm厚的圆盘。采用树干解析Ⅱ型[15]，测定各分
段圆盘的带皮胸径、去皮胸径和皮厚。采用 ForStat
2.1软件计算窄冠福建柏的树高、胸径和材积的连年生
长量及其生长率（公式见文献[16]），并建立其林木生
长模型。
3 结果与分析
3.1 树高生长过程分析
窄冠福建柏树高连年生长量在0—29年间有 4个
波峰，峰值依次为 0.85、0.70、0.61、0.66 m/a。在 0—8
年，其树高连年生长量随着年龄增加逐年上升，到第8
年生长量达到最大值，为0.85 m/a，表明窄冠福建柏林
分郁闭之后为争夺光资源而迅速进行高生长（表1，图
1）。8—10年、12—22年、24—26年和 28—30年树高
连年生长量下降趋势都很明显，到 22年生时仅为
0.24 m/a。窄冠福建柏的平均生长量随着年龄增加呈
上升的趋势，在第 8年之后，其平均生长量趋于稳定，
在0.47 m/a左右波动。窄冠福建柏树高连年生长量和
平均生长量在第16年时首次相交，即窄冠福建柏树高
快速生长期为造林后 16年内，该时期应加强水肥管
理、抚育及适时间伐。
reach quantitative maturity at the age of 32. The Richards equation can well describe the growth process of tree
height, breast diameter and timber volume of F. hodginsii (Dunn) variant types as followed: H=22.47 ×
(1－e-5.28)1.66，R=0.9832；D=1326.49×(1－e-2.13)1.45，R=0.9291；V=3.89×(1－e-2.51)3.90，R=0.9979. The growth rate
of F. hodginsii (Dunn) variant types presented decreasing tendency, and the growth rate of tree height, breast
diameter and timber volume declined 45.31%, 81.86% and 52.4% respectively during 0-10 years, while the
average growth rates of tree height, breast diameter and timber volume declined only 0.47%, 0.74% and 1.47%
respectively during 10-32 years. The results may provide a scientific basis for forest production.
Key words: Fokienia hodginsii (Dunn) Henry et Thomas; plantation; growth process; stem analysis; growth
increment
·· 13
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3.2 胸径生长过程分析
窄冠福建柏 32 年生时，其胸径总生长量为
35.7 cm，平均生长量和连年生长量分别为 0.93 cm/a、
1.03 cm/a。平均生长量随年龄增加而增加，至26年生
时达到最大值，为0.9319 cm/a，而后趋于平缓；连年生
长量在0—28年内有2个高峰期，峰值分别为0.76 cm/a
（第 8年）和 2.44 cm/a（第 24年）。窄冠福建柏的胸径
连年生长量，在0—28年期间都大于平均生长量，尤其
是在20—26年间；胸径的连年生长量与平均生长量的
交点分别出现在28年和31年（表1，图2）。可见，窄冠
福建柏胸径快速生长期持续的时间比较长，为 0—28
年(26.08 cm)，占总生长量的 87.81%。在此期间应注
意林分密度的控制，并进行适度间伐，若要培育大径级
干材，可考虑强度间伐。
3.3 材积生长过程分析
32年生窄冠福建柏材积总生长量为0.4391 m3，平
均生长量为0.0137 m3，连年生长量为0.0292 m3。在整
个生长期内，窄冠福建柏的材积平均生长量变化相对
平稳，其中0—10年间增加幅度很小，10年生之后才开
始变大。随着年龄的增加，窄冠福建柏材积连年生长
年龄/a
2
4
6
8
10
12
14
16
18
20
22
24
26
28
30
32
树高
平均生长量/m
0.14
0.26
0.30
0.44
0.45
0.49
0.50
0.50
0.49
0.48
0.46
0.47
0.47
0.48
0.47
0.47
连年生长量/m
0.00
0.38
0.38
0.85
0.50
0.70
0.56
0.49
0.44
0.39
0.24
0.61
0.42
0.66
0.36
0.44
生长率/%
—
57.74
26.98
32.21
12.43
13.52
8.64
6.47
5.21
4.19
2.46
5.70
3.53
5.10
2.60
2.97
胸径
平均生长量/cm
0.00
0.00
0.12
0.28
0.33
0.35
0.37
0.40
0.44
0.57
0.70
0.85
0.93
0.93
0.92
0.93
连年生长量/cm
0.00
0.00
0.37
0.76
0.51
0.46
0.50
0.58
0.84
1.68
2.05
2.44
1.94
0.93
0.79
1.03
生长率/%
—
—
100.00
50.67
18.41
12.30
10.54
10.05
11.68
17.26
15.26
13.59
8.70
3.68
2.92
3.57
材积（去皮）
平均生长量/m3
0.0000
0.0001
0.0003
0.0006
0.0010
0.0016
0.0020
0.0027
0.0033
0.0044
0.0057
0.0075
0.0096
0.0114
0.0127
0.0137
连年生长量/m3
0.0000
0.0001
0.0007
0.0014
0.0027
0.0044
0.0048
0.0074
0.0085
0.0140
0.0189
0.0268
0.0354
0.0346
0.0306
0.0292
生长率/%
—
89.01
70.66
44.17
36.61
30.69
20.29
20.67
16.55
18.85
17.65
17.57
16.48
12.14
8.75
7.13
表1 窄冠福建柏生长过程
图1 窄冠福建柏人工林树高生长过程
0.0
0.5
1.0
1.5
2.0
2.5
2 4 6 8101214161820222426283032
年龄/a
胸
径
生
长
量
/(m/a
)
平均生长量
连年生长量
图2 窄冠福建柏人工林胸径生长过程
0.0
0.2
0.4
0.6
0.8
1.0
2 6 10 14 18 22 26 30
年龄/a
树
高
生
长
量
/(cm/
a)
平均生长量 连年生长量
·· 14
黄云鹏等：窄冠福建柏人工林生长过程分析
越来越快，到第26年时，材积的年生长量达到峰值，为
0.0354 m3，随后开始下降。由于解析木年龄限制，材
积平均生长量与连年生长量并没有相交，表明窄冠福
建柏材积仍处于增长时期。从图 3中，可以预计平均
生长量和连年生长量相交的年龄，即窄冠福建柏的数
量成熟年龄约38—46年。因此，可结合当地林业生产
经营目标，在 38—46年时进行主伐或抚育间伐，以改
善林木的生长环境，促进林木（尤其是大径材林木）材
积的快速增长。
3.4 生长方程的拟合
利用ForStat 2.1软件、调查数据及解析木资料，采
用Richards方程分别对窄冠福建柏的树高、胸径和材
积的生长过程进行拟合，其结果为：H=22.47 ×
(1－ e-5.28)1.66，R=0.9832；D=1326.49 × (1－ e-2.13)1.45，R=
0.9291；V=3.89×(1－e-2.51)3.90，R=0.9979。可见，Richards
方程拟合窄冠福建柏的树高、胸径和材积生长过程的
效果均非常好。
3.5 生长率
生长率即林分因子的连年生长量与初期总生长量
的百分比 [16]，它是衡量林木相对生长速度的重要指
标。由图4及表1可知，窄冠福建柏树高、胸径和材积
的生长率总体呈下降趋势，树高在 8年生时出现峰
值。窄冠福建柏 0—10年生的生长率较高，从 0—10
年，树高、胸径和材积三者生长率下降幅度都比较大
（尤其是胸径），分别为 45.31%、81.86%和 52.4%，年平
均生长率降幅依次为 7.55%、20.47%和 8.73%，与其林
分郁闭度和树木生长对资源的竞争关系密切；而10—
32年，树高、胸径和材积年平均生长率降幅均较小，分
别为0.47%、0.74%和1.47%。因此，从第10年开始，轻
度间伐可能是提高林木胸径和材积生长量最直接、有
效的经营措施。
4 结论与讨论
窄冠福建柏人工林在整个生长过程中，树高连年
生长量最大值0.85 m/a出现在第8年，平均生长量与连
年生长量首次相交出现在16年生。0—16年是窄冠福
建柏树高生长的旺盛期，其生长量占总生长量的
52.98%。因此，第 1次间伐年龄应选在 8—16年。而
在16—22年间，窄冠福建柏的连年生长量下降幅度较
大，可考虑将第2次间伐年龄提前至20年生。窄冠福
建柏树高的整个生长过程与福建柏原种基本一致，肖
祥希等[17]研究表明，福建柏的树高连年生长量也为第8
年，树高平均生长量与连年生长量相交点在 10—12
年。可见，窄冠福建柏树高的生长旺盛期比福建柏原
种长，与窄冠福建柏林冠小、林分郁闭慢，对光资源等
的需求出现竞争过程较晚有关。
林分胸径的连年生长量反映了林木对营养空间的
需求情况，是能否进行间伐的依据[6]。窄冠福建柏胸径
连年生长量在第8年(0.76 cm/a)和第24年(2.44 cm/a)后
开始下降，因此，可以考虑在第8年和第24年进行抚育
间伐，以期增加其林木的营养吸收空间，提高胸径生长
速率。肖祥希等[17]研究发现，福建柏在整个生长过程
中，胸径连年生长量最大值出现在第6年，其与平均生
长量共出现3次相交，生长旺盛期为6—22年，连年生
长量。无论从连年生长量最大值，还是从生长旺盛期
看，窄冠福建柏均优于福建柏原种，与研究区立地条
件、经营措施、气候和病虫害等有关。
材积是林木树高和胸径生长的综合表现，是衡量
林木生长的重要指标之一[12]。窄冠福建柏材积连年生
长量最大值 0.0354 m3出现在 26年生时，10—32年是
其材积生长速生期。在32年生时，窄冠福建柏材积平
均生长量仍未达到最大值。窄冠福建柏材积的生长过
图3 窄冠福建柏人工林材积生长过程
0
20
40
60
80
100
2 4 6 8101214161820222426283032
年龄/a
生
长
率
/%
材积生长率
树高生长率
胸径生长率
图4 窄冠福建柏树高、胸径和材积生长率
0.00
0.01
0.02
0.03
0.04
2 6 10 14 18 22 26 30
年龄/a
材
积
生
长
量
/(m3 /
a)
平均生长量 连年生长量
·· 15
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程与福建柏原种基本类似，达到数量成熟的年龄都约
38—46年。32年生窄冠福建柏的材积总生长量、平均
生长量 0.4391 m3 和 0.0137 m3，明显高于福建柏
（0.2797 m3和 0.0087 m3）[17]。即在同等立地条件和单
位面积上，窄冠福建柏蓄积量更大，经济效益更优。
生长模型是研究树木生长规律的有效手段。采用
Richards方程拟合窄冠福建柏的树高、胸径和材积生
长过程，拟合参数分别为 0.9832、0.9291和 0.9979，拟
合效果好。由此编制的树木生长过程表和立地指数表
等可用于指导林业生产实践。罗梅等[11]、张璐颖等[16]
研究也表明，Richards方程拟合的相关系数均较高。
可见，Richards方程在拟合树木生长过程方面具有很
强的实用性和适用性。窄冠福建柏树高、胸径和材积
的生长率在 0—10年总体呈下降的趋势，10—32年树
高、胸径和材积年平均生长率降幅均较小，分别为
0.47%、0.74%和 1.47%。因此，在造林 10年内应加强
水肥管理并考虑适度间伐，以提高林分的胸径与材积
生长量。
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