全 文 ：收稿日期:2010 － 12 － 31 修回日期:2011 － 02 － 17
基金项目:福建省科技厅科技攻关重点基金资助项目(2008Y0077)。
作者简介:罗金旺(1966 －) ，男，高级工程师，从事森林培育工作。
福建光泽南方铁杉天然林的生长规律与生物量
罗金旺
(光泽县林业科学技术推广中心，福建 光泽 354100)
摘要:对福建光泽南方铁杉天然林的生长规律与生物量进行研究。结果表明，46 年生南方铁杉平均树高、胸径和单株带皮
材积分别为 11．8 m、22．5 cm和 0．251 67 m3;南方铁杉早期生长较慢，前 10 a树高总生长量仅为 1．78 m，树高、胸径和材积
连年生长量分别于第 20、42 和 46 年达到最大值，分别为 0．95 m·a －1、0．81 cm·a －1和 0．004 87 m3·a －1，第 46 年仍未达到材
积的数量成熟龄;46 年生南方铁杉平均单株总生物量为 223．223 kg·株 － 1，各器官的生物量大小顺序为干 ＞根 ＞枝 ＞带叶
小枝 ＞皮，其地上部分与地下部分生物量组成比为 3．228∶ 1。
关键词:南方铁杉;生长过程;生物量
中图分类号:S718．55 + 6 文献标识码:A 文章编号:1001 － 389X(2011)02 － 0156 － 05
Growth and biomass of Tsuga chinensis var． tchekiangensis
in a natural forest in Guangze，Fujian，China
LUO Jin-wang
(Guangze Forestry Science and Technology Promotion Center，Guangze，Fujian 354100，China)
Abstract:Growth processes and biomass of Tsuga chinensis var． tchekiangensis in a natural forest in Guangze，Fujian，China were
studied． The results showed that average tree height，diameter at breast height (DBH)and tree volume were 11．8 m，22．5 cm and
0．251 67 m3·stem －1，respectively，for the 46-year-old T． chinensis trees in the natural forest． The T． chinensis trees grew slowly at
early stage and tree height were only 10．78 m at 10 years old． Current annual increment of trre height，DBH and tree volume were
highest at 20，42 and 46 year old，respectively，and were 0．95 m·a －1，0．81 cm·a －1 and 0． 004 87 m3·a －1，respectively． The
46-year-old T． chinensis trees did not reached their volume quantitative maturity age． The tree biomass of the 46-year-old T． chinensis
trees were 223．223 kg·stem －1 ． Biomass of different components in the tree were in the order of stem ＞ root ＞ branch ＞ twig and leaf
＞ bark，and the ratio of above-ground to under-ground biomass was 3．228∶ 1．
Key words:Tsuga chinensis var． tchekiangensis;growth process;biomass
南方铁杉(Tsuga chinensis var． tchekiangensis)是中国特有的第三纪孑遗植物，国家三级保护渐危种，分
布于我国浙江、安徽、福建、江西、湖南、广东、云南和广西等省区。南方铁杉耐寒、耐阴湿，根系发达，能抗
雪压，生长速度慢但寿命长，既是珍贵的用材树种，又是良好的观赏树种，有重要的经济及科研价值［1 － 2］。
目前，国内对南方铁杉的研究主要集中在群落结构特征、种群结构、种群数量动态和空间分布格局、林隙干
扰、苗木培育等方面［2 － 8］，而对天然林生长情况的研究报道极少［1］。光泽县是福建省南方铁杉主要分布区
之一，通过在光泽香炉山南方铁杉—阔叶树天然混交林中选择典型标准地，进行每木调查，树干解析等工
作，揭示南方铁杉的生长规律，为今后南方铁杉就地保护和迁地保护提供参考依据。
1 研究区概况
研究区位于光泽县城北偏东 47°43 km处，属光泽县九龙坑林业科技试验场的 86 林班 37 大班 2 小班
(北纬 27°48．214 － 27°48．368，东经 117°39．398 － 117°39．505) ，属中山地貌，海拔 1 445 － 1 625 m，最高
峰———香炉山海拔 1 930 m。研究区年平均气温 16．2 ℃，年平均降水量 2 000 － 2 200 mm，年相对湿度大
于 80%，无霜期 220 － 240 d。土壤为山地黄壤，腐殖质层厚约 25 cm;基岩均为花岗岩，呈酸性反应，pH值
4．50 － 5．50，土壤厚度多为 30 － 60 cm，部分地段基岩出露地表。土壤主要理化性质见表 1。
福建林学院学报 2011，31(2) :156 － 160 第 31 卷 第 2 期
Journal of Fujian College of Forestry 2011 年 4 月
DOI:10.13324/j.cnki.jfcf.2011.02.019
表 1 南方铁杉天然林土壤性质1)
Table 1 Soil properties of the T． chinensis natural forest
层次 / cm
容重
g·cm －3
土壤含水
量 /%
pH值
有机 C
g·kg －1
全 N
g·kg －1
全 P
g·kg －1
全 K
g·kg －1
水解性 N
mg·kg －1
速效 P
mg·kg －1
速效 K
mg·kg －1
0 － 10 0．662 40．94 4．65 84．04 5．845 0．386 9．566 176．270 14．74 125．6
10 － 20 0．786 38．16 5．03 48．50 4．376 0．338 11．748 160．786 11．42 105．5
20 － 40 0．916 32．08 5．10 29．22 3．191 0．302 11．970 131．579 9．87 80．58
1)表中数据为调查样地中多个土壤采样点的平均值。
研究区乔木层(树高 5 m 以上)密度 2 565 株·hm －2，平均胸径 14．4 cm，主要树种有南方铁杉、木荷
(Schima superba)、猴头杜鹃(Rhododendron simiarum)、甜槠(Castanopsis eyrei)和小叶青冈(Cyclobalanopsis
gracilis)等。其中南方铁杉的重要值最大(54．87%) ，密度为 405 株·hm －2，最大胸径为 49．7 cm，最小胸径
为 8．6 cm，平均胸径为 22．5 cm，平均树高为 11．8 m。
2 研究方法
在调查区内，根据南方铁杉在天然林内的实际生长状况，分别设立 20 m ×20 m的样地 5 块，对样地内
所有南方铁杉进行每木检尺，测定胸径和树高，并选取 3 株平均标准木。标准木伐倒后，按 1 m分段，分别
取圆盘(厚度为 3 － 5 cm)进行树干解析。将所获得的树干解析的原始数据经计算机处理，得到南方铁杉
的树高、去皮直径和去皮材积的总生长量、连年生长量和平均生长量，由这些生长量可分别绘制出各自的
曲线图，以此对南方铁杉人工林生长进程进行分析［9］。
进行树干解析的同时，用 Monsic分层切割法测定每一标准木的叶(南方铁杉新鲜带叶小枝的枝叶不
易分离，单独测定叶生物量较困难，带叶小枝直径大多在 0．25 cm以下，故将直径 ＜ 0．25 cm的带叶小枝中
的叶和小枝生物量合并测定)、各径级枝(＞ 10 cm、4 － 10 cm、2 － 4 cm、1 － 2 cm、05 － 1 cm、0． 25 －
0．5 cm)、干、皮等器官鲜重，随机抽取样品带回室内测定含水量，计算各器官生物量。采用全挖法测定标
准木根系，区分根桩、各径级根(＞ 10 cm、4 － 10 cm、2 － 4 cm、1 － 2 cm、0． 5 － 1 cm、0． 2 － 0． 5 cm、0． 1 －
0．2 cm、0．05 － 0．1 cm、＜ 0．05 cm)并分别称重，取样测定含水率，换算各部分干重。同时根据林分密度推
算单位面积林分各组分的生物量。
生物量样品取样后立即装入自封袋中带回室内测定鲜重，然后在 80 ℃干燥箱中恒温干燥至少 24 h
至恒重。含水量计算公式:含水量 /% =(鲜重 －干重)/干重 × 100。
3 结果与分析
3．1 南方铁杉平均木生长过程
南方铁杉天然林生长特点主要取决于该树种的生物学特性和所处的生态环境。根据树干解析数据的
分析结果可知，南方铁杉平均木年龄为 46 a，树高为 11． 8 m，去皮胸径为 21． 25 cm，去皮材积为
0．223 89 m3，带皮材积为 0．251 67 m3。南方铁杉天然林平均木胸径、树高和单株材积生长过程见图 1。
图 1 46 年生南方铁杉树高、胸径和单株材积生长过程曲线
Figure 1 Growth process of height，DBH and stem volume of T． chinensis tree
·751·第 2 期 罗金旺:福建光泽南方铁杉天然林的生长规律与生物量
3．1．1 南方铁杉平均木树高生长过程 南方铁杉树高连年生长量在 0．07 － 0．95 m·a －1之间，具有较大的
波动性，平均生长量在 0．14 － 0．32 m·a －1之间。南方铁杉树高早期生长速度较慢，前 10 a树高总生长量仅
为 1．78 m，连年生长量在 0．10 － 0．24 m·a －1之间，平均生长量在 0．14 － 0．19 m·a －1之间。第 11 － 20 年连
年生长量在 0．22 － 0．95 m·a －1之间，平均生长量在 0．18 － 0．30 m·a －1之间，第 20 年连年生长量达到最大
值，峰值为 0．95 m·a －1，第 21 年连年生长量急剧下降到 0．57 m·a －1，随后呈总体缓慢下降趋势，而平均生
长量则在第 23 年达到最大值，峰值为 0．32 m·a －1，随后缓慢下降，至第 46 年时为 0．26 m·a －1。南方铁杉
树高连年生长过程表现出较大的波动性，说明树高在生长过程中更易受到气候等环境因素变化的影响。
3．1．2 南方铁杉平均木胸径(去皮)生长过程 南方铁杉早期胸径生长较慢，胸径生长在第 9 年才开始出
现，连年生长量在 0．27 － 0．81 cm之间，平均生长量在 0．03 － 0．46 m·a －1之间。南方铁杉胸径连年生长量
在年际间有波动，但其波动性小于树高，总的趋势是在前 30 a 有一个较明显的递增过程，第 30 年达到一
个较高的峰值(0．75 cm·a －1)后呈明显下降趋势，第 33 年出现低谷(0．27 cm·a －1) ，随后又显著递增，第 42
年达到最高峰(0．81 cm·a －1)后连续 3 a下降，第 45 年出现低谷(0．56 cm·a －1) ，到第 46 年胸径连年生长
量仍达到 0．77 cm·a －1的较高水平。南方铁杉胸径平均生长量除了在第 32 － 34 年有较小的下降外，均呈
现逐年递增趋势，到第 46 年时胸径平均生长量达到 0．46 cm·a －1的最高值，说明南方铁杉胸径生长量具有
较大的生长后劲。
3．1．3 南方铁杉单株材积生长过程 南方铁杉单株材积连年生长量在 0．000 01 － 0．018 43 m3 之间，单株
材积生长量曲线与胸径相似。除了第 30 － 33 年和第 42 － 44 年呈下降趋势外，南方铁杉单株材积连年生
长量均呈现显著的递增趋势，曲线的波动小于胸径和树高。南方铁杉单株材积连年生长量曲线于第 30 年
和第 42 年处出现峰值，但最大值出现在第 46 年(0．018 43 m3·a －1)。南方铁杉单株材积平均生长量始终
呈现逐年递增趋势，到第 46 年达到最大值(0．004 87 m3·a －1) ，说明南方铁杉此时仍处于材积旺盛生长阶
段，远未达到数量成熟龄。
根据俞新妥等［9］的解析木调查资料，武夷山自然保护区黄坑管理所的李家坡(海拔 580 m)天然杉木
平均木 45 年生时的去皮胸径、树高和单株去皮材积分别为 36．9 cm、26．5 m和 1．213 m3;永泰同安镇上庄
村赤洋自然村(海拔 726 m)天然长苞铁杉平均木 66 年生时的胸径、树高和单株材积分别为 23． 5 cm、
12．5 m和 0．266 m3［10］;广西猫儿山 273 年生南方铁杉树高、胸径、单株材积仅分别为 9． 2 m、33． 5 cm、
0．544 m3［1］。光泽南方铁杉天然林的生长速度比临近的武夷山天然杉木慢得多，但快于永泰的天然长苞铁
杉，比广西猫儿山南方铁杉快得多，这与光泽南方铁杉所处的海拔高度低于广西猫儿山，而土壤肥力好于广
西猫儿山有关。
3．2 南方铁杉平均木生物量
生物量是森林生产力的重要指标之一，研究林木的生物量，对评价森林的生产力有重要意义。林木生
物量在各器官的分配比例受树木本身的生物学和生态学特性的影响。从表 2 可以看出:46 年生南方铁杉
总生物量为 223．223 kg·株 － 1，树干的生物量为 103．289 kg·株 － 1，占总生物量的较大比例(46．271%) ，而各
器官的生物量大小顺序为:干 ＞根 ＞枝 ＞带叶小枝 ＞皮;南方铁杉平均木根系的生物量为 52．798 kg·株 －1，其地
上部分与地下部分生物量组成比为 3．228∶ 1，比杉木［11］小，说明南方铁杉的根系相对杉木较发达。
南方铁杉地下部分中的根桩占根生物量的比例最大(39．061%) ，其次为 4 － 10 cm径级(24．921%)和
＞ 10 cm径级(20．768%)。直径 ＞ 4 cm根占根系总生物量的大部分(84．750%) ，细根(根径 ＜ 0．2 cm)起
着吸收水分与养分的作用，约占根系总生物量的 2．815%，仅占乔木层生物量的 0．666%，高于三明 28 年生
香叶树［12］的 0．17%和 34 年生建柏［13］的 0．54%，但低于 26 年生的青钩栲［14］人工林的 2．4%，说明南方铁
杉具有较大的细根比例。南方铁杉枝的生物量以 2 － 4 cm径级的比例最大，占枝总生物量的 49．259%，其
次为 1 － 2 cm径级，占枝总生物量的 21．993%。
3．3 南方铁杉平均木地上部分生物量空间分布格局
南方铁杉地上部分生物量垂直分布呈金字塔形(图 2)。从树冠的垂直结构看，枝生物量主要分布在
·851· 福 建 林 学 院 学 报 第 31 卷
4 － 11 m，从 7 － 8 m起，枝的生物量均超过树干。南方铁杉与杉木相比，枝的生物量比例较大。
表 2 南方铁杉平均木生物量的组成
Table 2 Biomass of different components of a mean T． chinensis tree
位置 器官 径级 / cm
生物量
kg·株 － 1
占地上(地下)
部分比例 /%
占总生物量
比例 /%
地上部分 干 103．289 60．607 46．271
皮 7．462 4．378 3．343
枝 2 － 4 19．662 11．537 8．808
1 － 2 8．779 5．151 3．933
0．5 － 1 7．150 4．195 3．203
0．25 － 0．5 4．325 2．538 1．938
总计 39．916 23．421 17．882
带叶小枝 ＜ 0．25 19．759 11．594 8．852
地上总计 170．405 100．000 76．347
地下部分 根桩 20．624 39．061 9．239
骨骼根 ＞ 10 10．965 20．768 4．912
骨骼根 4 － 10 13．158 24．921 5．894
大根 2 － 4 2．533 4．798 1．135
中根 1 － 2 1．759 3．332 0．788
中根 0．5 － 1 1．410 2．671 0．632
小根 0．2 － 0．5 0．863 1．634 0．387
细根 0．1 － 0．2 0．476 0．901 0．213
细根 0．05 － 0．1 0．372 0．705 0．167
细根 ＜ 0．05 0．638 1．208 0．286
地下总计 52．798 100．000 23．653
总生物量 223．223
图 2 南方铁杉不同高度地上部分生物量分配
Figure 2 Above-ground biomass distribution at different heights in the T． chinensis tree
4 小结
福建光泽南方铁杉天然林中 46 年生的南方铁杉平均树高、胸径和单株带皮材积分别为 11． 8 m、
22．5 cm和 0．251 67 m3;南方铁杉早期生长较慢，前 10 a树高总生长量仅为 1．78 m，树高、胸径和材积连年
生长量分别于第 20 年、42 年和 46 年达到最大值，分别为 0．95 m·a －1、0．81 cm·a －1和 0．004 87 m3·a －1，第
46 年仍未达到材积的数量成熟龄;光泽南方铁杉的生长速度比临近的武夷山天然杉木慢，但快于永泰的
天然长苞铁杉，比广西猫儿山南方铁杉快得多。光泽南方铁杉生长速度远大于广西猫儿山南方铁杉，与其
所处的海拔相对较低和较好的土壤肥力有关。
46 年生南方铁杉平均单株总生物量为 223．223 kg·株 － 1，各器官的生物量大小顺序为干 ＞根 ＞枝 ＞带
叶小枝 ＞皮，其地上部分与地下部分生物量组成比例为 3．228∶ 1，根系相对杉木来说是比较发达的，具有
较大的细根和枝比例。
·951·第 2 期 罗金旺:福建光泽南方铁杉天然林的生长规律与生物量
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(责任编辑:江 英)
·061· 福 建 林 学 院 学 报 第 31 卷