全 文 :第 34 卷 第 4 期 西 南 林 业 大 学 学 报 Vol. 34 No. 4
2014 年 8 月 JOURNAL OF SOUTHWEST FORESTRY UNIVERSITY Aug. 2014
收稿日期:2013 - 09 - 12
基金项目:福建省科技重大基金资助项目(2011N5002)资助;福建省科技重点基金资助项目(2009N0006)资助。
第 1 作者:张龙辉(1988—) ,男,硕士生。研究方向:森林培育理论与技术。Email:fjzlh1988@ 163. com。
通信作者:郑郁善(1960—) ,男,教授,博士生导师。研究方向:园林植物与观赏园艺、森林培育。Email:zys1960@ 163. com
doi:10. 3969 / j. issn. 2095 - 1914. 2014. 04. 011
凹叶厚朴不同林分树干生长规律研究
张龙辉 周少卿 谢德金 何天友 荣俊冬 郑郁善
(福建农林大学工业原料林研究所,福建 福州 350002)
摘要:2012 年在福建明溪县胡坊镇选取 4 种厚朴林分进行调查,对平均木采用树干解析法取样,对
凹叶厚朴与杉木、绿竹和油茶混交及其纯林的生长规律进行研究。结果表明,凹叶厚朴混交林胸径
连年生长量达到最大值的时间(第 3 年)比纯林早 1 a,树高连年生长量(第 2 年)早 3 a,材积连年生
长量(第 8 ~ 9 年)早 3 a,在前 10 a 混交林的胸径、树高、材积平均生长量(平均值分别约为 1. 23
cm、1. 42 m、0. 003 7 m3)始终比纯林(分别约为 0. 81 cm、1. 00 m、0. 002 7 m3)大;且 3 种混交林直
径、树高和材积的连年生长量和平均生长量达到最大值的时间一致,但数值存在差异:厚杉 >厚竹
>厚油混交林,说明凹叶厚朴与杉木混交能很好地促进凹叶厚朴的生长,混交效果最好,其次为凹
叶厚朴绿竹混交林,再次为凹叶厚朴油茶混交林,最差的为凹叶厚朴纯林。
关键词:凹叶厚朴;混交林;纯林;生长规律
中图分类号:S758. 5 文献标志码:A 文章编号:2095 - 1914(2014)04 - 0059 - 05
Stem Growth Rhythm of Magnolia biloba in Different Stands
ZHANG Long-hui,ZHOU Shao-qing,XIE De-jin,HE Tian-you,RONG Jun-dong,ZHENG Yu-shan
(Institute of Industrial Raw Material Plantation,Fujian Agriculture and Forestry University,Fuzhou Fujian 350002,China)
Abstract:Four kinds of Magnolia stands at Phoebe County Hufang Down in Fujian Province were investigated
and sampled by the method of stem analysis in 2012. And then,the growth rhythms of pure and mixed stands of
Magnolia biloba,fir,green bamboo,Camellia oleifera were studied. The result showed that the current annual in-
crement of DBH of mixed stands reached a maximum in the third year,3 years before pure stand. The current an-
nual increment of tree height and volume got to the peak in the 2nd year and 8th - 9th year,respectively,3 year ear-
lier than pure stand. Moreover,in the first decade,the average increment of DBH,tree height and volume of
mixed stands (1. 23 cm、1. 42 m、0. 003 7 m3)were higher than that in pure stand (0. 81 cm、1. 00 m、0. 002 7
m3). Meanwhile,in fir,green bamboo and Camellia oleifera mixed stands,the current annual and average incre-
ment of DBH,height and volume reached the maximum at the same time,but varied in detailed values. Among
them,fir > green bamboo > Camellia oleifera mixed stands. The result indicated that Magnolia biloba and fir mixed
stands could be getting the best result,which promote the growth of Magnolia officinalis,and followed by Magnolia
officinalis and green bamboo mixed stand,Magnolia officinalis and Camellia oleifera mixed stand. The worse result
was pure stand.
Key words:Magnolia biloba;mixed forest;pure forest;growth rhythm
厚朴(Magnolia officinalis Rehd. et Wils.)为木
兰科(Magnoliaceae)高大落叶乔木,树的皮可入药,
是传统的中药材[1]。该树种为我国特有的珍贵树
种,因资源过度消耗日益枯竭,被列为国家和二级
保护野生药材树种。
前人对凹叶厚朴(Magnolia officinalis var. biloba
混交林水文特征、生物量分配格局、土壤肥力、林分
更新效果等方面进行的研究[1 - 7]结果表明,混交林
均比纯林在水源涵养、水土保持、土壤养分等生态
功能方面更优,生物量、树高及胸径的生长量更大,
凹叶厚朴混交林较纯林的胸径、树高分别提高
2. 30%和 22. 50%;混交林立木材积比杉木和厚朴
纯林分别提高 25. 63%和 80. 90%[5]。这为凹叶厚
朴混交林的营造提供了参考依据。但对于凹叶厚
朴混交林中凹叶厚朴单木树干生长规律的研究尚
未见报道。本项研究以凹叶厚朴幼林为对象,选用
凹叶厚朴混交林与纯林林分的平均木(年龄分别为
10 a和 13 a) ,通过树高、胸径、材积的生长过程分
析,揭示凹叶厚朴 10 ~ 13 a 的生长规律,为进一步
认识凹叶厚朴人工林林木生长规律提供参考。
1 研究地概况
研究地设在福建省明溪县胡坊镇,位于福建省
北部,属武夷山延伸山脉,为亚热带海洋性季风气
候地带,海拔 200 ~ 700 m,地貌类别主要以中低山
地、高低丘陵为主。气候温暖,年平均气温 18. 0 ℃,
1 月平均气温 7. 6 ℃,7 月平均气温 27. 0 ℃,极端最
低气温 - 8. 1 ℃,极端最高气温 38. 5 ℃;年日照时
数 1 760 h 左右,占可照时数的 40%,无霜期 286 d
左右;境内雨量充沛,年平均降水量 1 737 mm,多集
中在春夏两季,年平均相对湿度 84%,年均蒸发量
为 1 374. 7 mm。明溪县胡坊镇为福建省“厚朴单品
种区划”中的“最佳生产适宜区”。试验地前身均为
杉木采伐迹地,经采伐炼山后,按照相同的营林措
施进行造林和抚育管理,混交林和纯林的造林时间
分别为 2002 年和 1999 年。
2 研究方法
2. 1 标准地调查
2012 年,分别选取凹叶厚朴 - 杉木(Cunning-
hamia lanceolata) (厚杉)混交林林分、凹叶厚朴 -绿
竹(Dendrocalamopsis oldhami) (厚竹)混交林林分、
凹叶厚朴 -油茶(Camellia oleifera) (厚油)混交林林
分和厚朴纯林之代表性林分,分别设置 20 m × 20 m
标准地各 2 块,共 8 块标准地。在标准地内进行每
木检尺,计算林分平均胸径和平均高,每一标准地
内各选 1 株平均木,作为解析木,共选取解析木
8 株。
2. 2 解析木伐取与测量
对每株解析木在伐倒前做好根茎和胸径位置
的标记,并标明南北向,伐倒后打去枝桠,从根茎向
树梢依次截取圆盘,顺序为根茎处、1. 3 m 处、2. 0 m
处、以后每隔 1. 0 m 取 1 个圆盘,圆盘厚度为 3 ~ 5
cm,截取后立即做好顺序标记,带回实验室测量
分析。
2. 3 内业测量和数据整理分析
对野外取样的样木圆盘先进行抛光,然后查数
年轮和测量直径,同时做好记录。将所得数据录入
计算机,运用 Excel软件进行统计分析,计算生长量
并绘制胸径、树高及材积生长过程曲线。
3 结果与分析
3. 1 凹叶厚朴胸径生长规律
3. 1. 1 凹叶厚朴纯林胸径生长过程 凹叶厚朴混
交林与纯林胸径连年生长量和平均生长量见图
1 ~ 2。
06 西 南 林 业 大 学 学 报 第 34 卷
由图 1 ~ 2 可以看出,厚朴纯林的胸径连年生长
量曲线呈现先升后降的趋势,连年生长量最大值出
现在 4 a左右,5 a时开始下降,5 ~ 7 a明显下降,7 ~
8 a再上升,8 ~ 9 a下降,第 8 年时出现第 2 次峰值,
第 10 年时出现第 3 次峰值;厚朴纯林的胸径平均生
长量呈现先升后平稳的趋势,1 ~ 5 a逐步上升,在第
5 年时出现拐点,第 5 年平均生长量近似保持不变。
连年生长量曲线与平均生长量曲线相交于6 ~ 7 a,
此后连年生长量基本小于平均生长量,这符合树木
连年生长量和平均生长量的规律,因此,应在 7 a 左
右进行第 1 次抚育间伐,以保证林木充足的营养空
间,满足林木生长发育的需要,促进林木在此后能
够更好的生长。
3. 1. 2 凹叶厚朴混交林胸径生长过程 从图 1 ~ 2
可以看出,厚竹、厚油和厚杉混交林的胸径连年生
长量趋势总体呈现“先升后降再升再降”的趋势,最
大值均出现在 3 a左右,3 ~ 4 a急剧下降,5 a时又有
所反弹,从生长量曲线来看,厚杉 >厚竹 >厚油混
交林,且最大值表现为:厚杉 >厚竹 >厚油混交林。
3 种混交模式的混交林平均生长量最大值均出现在
3 a左右,连年生长量曲线与平均生长量曲线相交于
3 ~ 4 a,5 a 后连年生长量始终小于平均生长量,这
符合树木连年生长量和平均生长量的规律,因此,
应在 5 a 左右进行第 1 次抚育间伐,以保证林木充
足的营养空间,满足林木生长发育的需要,促进林
木在此后能够更好的生长。
3. 1. 3 凹叶厚朴纯林与混交林胸径生长过程比较
从图 1可知,厚朴混交林的胸径连年生长量出现最
大值的时间(第 3 年)比厚朴纯林(第 4 年)早,而且
厚杉连年生长量峰值(2. 60 cm)、厚竹连年生长量峰
值(1. 90 cm)和厚油连年生长量峰值(1. 64 cm) ,比纯
林(1. 34 cm)分别大 1. 26、0. 56、0. 30 cm。从图 2 胸
径平均生长量曲线来看,混交林的胸径平均生长量曲
线始终处于纯林上方,说明前 10 a混交林的年平均生
长量一直比纯林大。
3. 1. 4 凹叶厚朴不同混交林间胸径生长过程比较
从图 1 可知,厚竹、厚油和厚杉 3 种混交模式的厚
朴胸径连年生长量出现最大值的时间一样,但峰值
存在差异:厚杉 >厚竹 >厚油混交林。从图 2 胸径
平均生长量曲线来看,曲线高低所代表的值存在差
异:厚杉 >厚竹 >厚油混交林,说明厚杉在整个生
长过程中的胸径年平均生长量一直是最大的,厚竹
次之,厚油最差。
3. 2 凹叶厚朴树高生长规律
3. 2. 1 凹叶厚朴纯林树高生长过程 凹叶厚朴混交
林与纯林树高连年生长量和平均生长量见图3 ~4。
由图 3 可知,纯林的曲线波动很大,但总体曲线
依然有“先升后降”的趋势,最大值出现在第 5 年,
1 ~ 5 a总体趋势为上升,5 ~ 8 a明显下降,第 9 年出
现第 2 次峰值,第 11、12 年出现第 3 次峰值。由图 4
可知,曲线表现为先升后平稳,1 ~ 5 a 持续上升,第
5 年出现拐点,此后虽有所回落但总体基本保持平
稳。年生长量曲线与平均生长量曲线的相交点分
别在第 3 年、第 4 ~ 5 年、第 5 ~ 6 年。
3. 2. 2 凹叶厚朴混交林树高生长过程 从图 3 的
3 条厚朴混交的树高连年生长曲线来看,3 条曲线波
动很大,但总体依然呈先升后降的趋势,连年生长
曲线最大值均出现在第 2 年,数值表现为厚杉 >厚
竹 >厚油混交林,第 2 次出现峰值是在第 5 年,数值
表现为:厚竹 >厚油 >厚杉混交林,这可能是厚杉
混交林未进行适当抚育间伐或抚育间伐力度不够
所导致第 2 次峰值偏低。从图 4 的 3 条厚朴混交的
树高平均生长曲线来看,混交林的平均生长量在第
2 年时达到峰值,第 2 年后连续降低,平均生长量曲
线与连年生长量曲线相交于 2 ~ 3a。
3. 2. 3 凹叶厚朴纯林与混交林树高生长过程比较
从图 3 树高连年生长量曲线来看,厚朴混交林的
16第 4 期 张龙辉等:凹叶厚朴不同林分树干生长规律研究
树高连年生长量出现最大值的时间(第 2 年)比厚
朴纯林(第 5 年)早,而且厚杉连年生长量峰值
(2. 15 m)、厚竹连年生长量峰值(2. 00 m)和厚油连
年生长量峰值(1. 80 m) ,比纯林(1. 60 m)分别大
0. 55、0. 40、0. 20 m。从图 4 树高平均生长量曲线来
看,混交林的树高平均生长量曲线总体处于纯林的
上方,说明前 10 a混交林的年平均生长量总的来说
比纯林大。
3. 2. 4 凹叶厚朴不同混交林间树高生长过程比较
从图 3 的混交林树高连年生长量曲线来看,厚竹、
厚油和厚杉 3 种混交模式的厚朴树高连年生长量出
现最大值的时间一样,但峰值存在差异:厚杉 >厚
竹 >厚油混交林。从图 4 的混交林树高平均生长量
曲线来看,曲线高低所代表的值存在差异:厚杉 >
厚竹 >厚油混交林,说明厚杉在整个生长过程中树
高的年平均生长量一直是最大的,厚竹次之,厚油
最次。
3. 3 凹叶厚朴材积生长规律
3. 3. 1 凹叶厚朴纯林材积生长过程 凹叶厚朴混
交林与纯林材积连年生长量和平均生长量见图
5 ~ 6。
从图 5 ~ 6 厚朴纯林的材积连年生长量曲线可
以看出,曲线呈现先升再降后再升的趋势,3 ~ 4 a 急
剧上升,6 a时第 1 次达到峰值(0. 003 83 m3) ,7 a时
下降,此后又快速上升。主要因为 7 a时进行了第 1
次抚育间伐和施肥,改善了林分条件,使得树木个
体间营养空间再次充足。12 a 时第 2 次达到峰值
(0. 006 67 m3) ,此后连年生长量有所下降,13 a 时
平均生长量一直处于增长阶段,还未达到最大值,
与连年生长量曲线尚未相交,表明此时材积生长量
还未达到数量成熟。
3. 3. 2 凹叶厚朴混交林材积生长过程 从图 5
可知,厚竹、厚油和厚杉 3 种混交模式的厚朴材
积连年生长量曲线的变化趋势相似,均表现为:
1 ~ 5 a 材积快速增长,5 a 时出现第 1 个小高峰,
厚杉(0. 004 79 m3)>厚竹(0. 003 83 m3)>厚油
混交林(0. 003 30 m3) ,主要由于树木间营养空
间充足,所以树木个体生长迅速;5 ~ 6 a 连年生
长量下降,说明随着树木的长大个体间开始出现
竞争;6 a 后材积生长量又急剧上升,这与实际生
产相符,因为 5 a 时进行了抚育间伐和施肥,使得
树木个体间的营养空间再次充足;9 a 时材积生
长达到第 2 次高峰,厚竹(0. 009 42 m3)> 厚杉
(0. 008 92 m3)> 厚油混交林(0. 006 96 m3) ,此
后持续下降。从图 6 中混交林的平均生长量曲
线可知,曲线还处于上升阶段,10 a 时尚未达到
峰值,与连年生长量曲线还未相交,表明此时还
未达到数量成熟。
3. 3. 3 凹叶厚朴纯林与混交林材积生长过程比较
由图 6 可知,混交林的材积平均生长量曲线始终
位于纯林的上方,表明在前 10 a 混交林的材积生长
速度始终比纯林的大。从图 5 中材积连年生长量曲
线来看,混交林连年生长量达到最大值的时间比纯
林早 3 a左右,且从材积连年生长量曲线和平均生
长量曲线的延长线可以发现,混交林出现两线的交
点时间(即数量成熟)比纯林的早,这些表明混交林
达到数量成熟的年龄比纯林小。
3. 3. 4 凹叶厚朴不同混交林间材积生长过程比较
由图 6 可以看出,厚杉混交林的材积连年生长
量曲线最高、厚竹次之、厚油最差,说明厚杉混交
林的材积生长速度最大、厚竹次之、厚油最差。从
图 5 的材积连年生长曲线来看,厚杉、厚竹和厚油
混交林的材积连年生长量达到最大值的时间是一
致的,但数值存在差异:厚杉 > 厚竹 > 厚油混交
林,而且从材积连年生长量曲线和平均生长量曲
26 西 南 林 业 大 学 学 报 第 34 卷
线的延长线可以发现,厚杉混交林所代表的曲线
始终会在最高。
3 结论与讨论
1)混交林直径连年生长量达到最大值的时间
(第 3 年)比纯林早 1 a,树高连年生长量(第 2 年)
早 3 a,材积连年生长量(第 8 ~ 9 年)早 3 a。与纯林
比较,混交林能够很好地促进厚朴的生长,使得厚
朴的生长更加迅速。
2)厚杉、厚竹和厚油混交林直径、树高和材积
的连年生长量和平均生长量达到最大值的时间是
一致的,但生长量的数值存在差异(分别为厚杉 2. 6
cm 和 1. 41 cm、2. 15 m 和 1. 45 m、0. 008 9 m3 和
0. 004 0 m3;厚竹 1. 9 cm 和 1. 18 cm、2. 0 m 和 1. 5
m、0. 009 4 m3 和 0. 003 2 m3;厚油 1. 64 m和 1. 1 m、
1. 8 m和 1. 3 m、0. 006 9 m3 和 0. 003 0 m3) :厚杉 >
厚竹 >厚油混交林。与厚竹和厚油 2 种混交模式比
较,厚杉混交林能够更有利于厚朴的林木生长,增
加厚朴药材的产量。
3)厚朴纯林的直径连年生长量最大值出现在
4 a,直径连年生长量曲线与平均生长量曲线相交
于6 ~ 7 a,所以第 1 次抚育间伐的时间应定在 7 a
左右为宜;材积连年生长量达到最高峰的年龄为
12 a,最大值为 0. 006 67 m3。厚杉、厚竹和厚油 3
个混交林的直径连年生长量最大值均出现在 3 a
左右,胸径连年生长量曲线与平均生长量曲线均
相交于 3 ~ 4 a,5 a 后连年生长量始终小于平均生
长量,所以应在 5 a 时进行第 1 次抚育间伐;材积
连年生长量达到最高峰的年龄为 9 a,分别为:厚竹
(0. 009 42 m3)> 厚杉(0. 008 92 m3)> 厚油混交
林(0. 006 96 m3)。
[参 考 文 献]
[1] 刘寿强.凹叶厚朴杉木混交林的水文特征[J].福建林
学院学报,2001,21(3) :245 - 248.
[2] 罗祖树.不同坡位 5年生杉木、厚朴及马褂木混交林生物
量分配格局[J].安徽农学通报,2010,16(19):142 -145.
[3] 林锦仪,陈登雄,刘寿强.凹叶厚朴杉木混交林生物量
及分布格局研究[J]. 福建林学院学报,1999,19(4) :
314 - 317.
[4] 洪震,刘术新,胡正金,等.毛竹厚朴混交林对杉木林迹地
土壤肥力的影响[J].辽宁林业科技,2011(1):9 -12.
[5] 魏秀金.杉木、凹叶厚朴混交林的更新效果试验研究
[J].福建农业科技,2008(6) :51 - 54.
[6] 赵羿涵,刘兰妹,高露双,等. 气候变化后杉木人工林
单木径向生长规律研究[J]. 西南林业大学学报,
2013,33(5) :9 - 16.
[7] 伍泽文.杉木厚朴混交林木邻体竞争的研究[J].河南
农业大学学报,2006,40(1) :31 - 34.
[8] 孟宪宇. 测树学[M]. 3 版. 北京:中国林业出版社,
2006:171 - 175.
[9] 徐高福,董飞岳. 树干解析计算各龄阶树高的几种方
法及其误差分析[J]. 华东森林经理,1988,2(2) :
16 - 19.
[10] 周生祥,陈煜初,董飞岳. 树干解析计算各龄阶树高
的几种方法比较[J]. 浙江林业科技,1984,4(4) :
38 - 40.
[11] 陈灿,洪伟,吴承祯,等.东南沿海湿地松防护林胸径
树高关系研究[J].农学学报,2012,2(2) :35 - 41.
(责任编辑 韩明跃)
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