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Growth Laws of Mytilaria laosensis Plantation

米老排人工林生长规律的研究



全 文 :© 1994-2010 China Academic Journal Electronic Publishing House. All rights reserved. http://www.cnki.net
林业科学研究 2006, 19 (5) : 585~589
Forest Research
  文章编号 : 100121498 (2006) 0520585205
米老排人工林生长规律的研究
郭文福 , 蔡道雄 , 贾宏炎 , 李运兴 , 卢志芳
(中国林业科学研究院热带林业实验中心 ,广西 凭祥 532600)
摘要 :应用广西大青山 2~26年生米老排人工林试验样地数据和树干解析木资料 ,研究其幼林生长节律及与气候的
关系 ,以及成熟林的生长规律。研究结果表明 : (1)米老排幼林生长的季节变化呈双峰曲线 , 5月和 9月生长量最
大 ,月生长量与月均气温相关性显著 ; (2)早期速生特性明显 ,胸径、树高连年生长和年均生长高峰均在 3~4年生时
出现 ,且高速生长期持续较长 ; (3)材积生长伴随树高和胸径的快速生长后 ,于 6年生时出现第 1次生长高峰 ,连年
生长量达 0. 023 4 m3 ; 6~15年生材积年生长量最大 , 15~17年生平均生长量达最高峰 ,并与连年生长量曲线相交 ,
因此确定此林龄为材积生长的数量成熟龄。
关键词 :米老排 ;人工林 ;幼林生长节律 ;生长过程
中图分类号 : S75815 文献标识码 : A
收稿日期 : 2006202213
基金项目 : 国家科技部 2004年“星火计划”项目 :“热带南亚热带珍贵乡土阔叶树种大径材培育模式研究与推广”部分内容
作者简介 : 郭文福 ( 1962—) ,男 ,广西北流人 ,高级工程师 1主要研究方向 ,南亚热带珍贵树种育种及栽培技术研究 1Email: guo_wf@
hotmail. com
Growth Laws of M ytila ria laosensis Plan ta tion
GUO W en2fu, CA I Dao2xiong, J IA Hong2yan, L I Yun2xing, LU Zhi2fang
( Experimental Center of Trop ical Forestry, CAF, Pingxiang 532600, Guangxi, China)
Abstract:Based on the data collected from the experimental samp le p lots and investigation samp le p lots, including
analytical trees at age of 2 to 26 years in Daqingshan, Guangxi, the growth rhythm of young p lantation of M ytilaria
laosensis and its correlativity to the climate, the growth p rocess of the matured p lantation were analyzed. It was indi2
cated that (1) the monthly rhythm showed two growth peaks respectively in May and Sep tember, and monthly incre2
ment of height and diameter breast height (DBH ) was remarkably correlated with the mean monthly temperature;
(2) the tree species grew quickly in its early stage, with the growth peak of its annual increment of tree height and
DBH appearing in 3~4 years after p lanting; (3) there were two peaks of the tree volume increment, one in 6 years
after p lanting with 0. 023 4 m3 , the other during 6~15 years. The tree volume quantitative maturity appeared during
15~17 years after p lanting, at which the annul increment is equal to the mean increment.
Key words:M ytila ria laosensis; p lantation; growth rhythm; growth p rocess
米老排 (M ytilaria laosensis Lecom te )又名壳菜
果、三角枫 ,属金缕梅科常绿乔木 ,是我国南亚热带
地区的一个速生优良用材树种 ,天然分布于广东西
部、广西西南部和云南东南部 ,大致在 20°30′~23°
50′N , 105°45′~112°00′E的范围内 ,越南和老挝也
有天然分布。米老排生长快 ,干形通直圆满 ,枝条较
细 ,材质优良 ,用途广 ,是建筑、家具、造纸和人造板
的优质原料 ,适生地区主要为我国北回归线以南的
广西、广东和云南等南亚热带地区 ,福建和浙江南部
沿海地区也引种成功 ,并进行小规模栽培 [ 1~5 ]。目
前 ,广西是该树种的主要人工林种植区 ,面积达
1 500 hm2。20世纪 70年代 ,广西开始小面积的米
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林  业  科  学  研  究 第 19卷
老排引种栽培试验 ; 80年代初 ,广西大青山较系统
地开展了栽培及经营方面的试验研究 ,并基本上解
决了采种育苗、造林选地、初植密度及林分经营等方
面的技术问题 [ 4~8 ] ; 90年代末 ,有关米老排人工林
的生态效果 ,用作防火造林树种 ,木材性质及利用等
方面的研究时有报道 [ 9~12 ]。国内有关乡土阔叶树
种生长规律的研究较多 [ 13~15 ] ,但有关米老排人工用
材林生长规律的研究未见报道。本文应用广西大青
山 2~26年生米老排人工林的试验观测及调查数
据 ,对人工林生长规律进行研究 ,为今后加快米老排
等南亚热带优良乡土阔叶树种的发展 ,培育优质高
效乡土阔叶树种人工林提供技术参考。
1 试验地概况
米老排人工林实验地位于中国林科院热带林业
实验中心 ( 21°57′47″~22°19′27″N, 106°39′50″~
106°59′30″E)。该地属南亚热带湿润气候 ,年均气
温 20. 5~21. 7 ℃, 1月平均气温 12. 5~13. 5 ℃, 7
月平均气温 26. 0~28. 8 ℃,绝对最高气温 39. 8 ℃,
极端最低气温 - 1. 5 ℃, ≥10 ℃活动积温 7 000~8
000 ℃;年均降水量 1 386 mm, 4—9月降水量为全
年的 80% ,年蒸发量 1 275 mm;年均相对湿度 80%
~84% ,年均风速 1. 1~1. 8 m·s- 1 ,年日照 1 218~
1 620 h。米老排人工林主要种植在中酸性火山岩、
花岗岩、砂泥岩、洪积母质土和紫色砂页岩风化母质
发育的红壤、砖红壤性红壤和紫色土上 ,土层较厚 ,
为 100~200 cm。1980—2000年各年度用 1年生裸
根苗造林 ,一般生产林分的造林初植密度为 1 667~
2 500株 ·hm - 2 ,且以 2 500株 ·hm - 2占多数 ,造林
后抚育 3 a,一般不施肥。部分林分在 7~10年生时
进行第 1次间伐 ,间伐强度为 25% ~40% ;在 12~
15年生时进行第 2次间伐。
2 研究方法
本研究收集了 20世纪 80年代初以来米老排试
验林固定样地和临时样地的调查数据及其解析木数
据材料 ,标准地共计 200块 ,解析木 30株 ,树龄 2~
26 a,胸径 5. 0~37. 1 cm,树高 2. 5~32. 0 m。在生
长正常、郁闭度 0. 8以上、中等立地的林分中设置标
准地 , 标准地数量按试验区内不同立地类型林分面
积的大小 ,每 3 hm2 设置 1块调查标准地 ,面积为
600 m2。在标准地内进行每木检尺 ,在部分标准地
内选择平均木 1~3株作树干解析 ,其中胸径在 15
cm以下的解析木区分段为 1 m,其它径级木区分段
为 2 m,按区分段求积法求算材积。另外 ,同时收集
当地有关的气象观测数据 ,用于林木生长与气候条
件的相关分析。林分样地调查时的情况见表 1。
表 1 林分样地调查时的情况
调查时间 (年度 ) 树龄 / a 树高 /m 胸径 / cm 林分密度 / (株·hm - 2 ) 标准地 /块 解析木 /株
1992 2~4 2. 5~11. 2 5. 0~10. 1 2 200~2 500 3
5~10 8. 5~19. 0 7. 5~18. 1 2 000~2 500 18 2
1995 10~14 13. 1~22. 1 15. 1~21. 0 1 800~2 500 45 3
15~19 18. 1~26. 3 18. 5~25. 5 1 800~2 400 55
2002 20~25 19. 5~28. 5 18. 2~28. 5 1 800~2 400 20
2005 26 18. 5~21. 5 13. 5~21. 5 3 000 6 3
19. 5~28. 8 20. 8~30. 5 2 200 15 5
18. 5~31. 2 21. 0~35. 2 1 800 25 10
19. 2~32. 0 21. 5~35. 5 1 500 10 5
20. 5~32. 0 22. 2~37. 1 1 250 3 2
合计 200 30
幼林生长节律的研究 :选取肥力中上等 ,初植密
度为 2 500株 ·hm - 2 (株行距为 2 m ×2 m )林分中
的固定标准地 ,以 2~4年生林分逐月观测数据为研
究对象 (该样地 1年生幼林生长数据不用 ,因当年用
裸根苗造林 ,存在缓苗期 ,作生长节律分析 ,误差太
大 ) ,利用 SPSS11. 0统计软件 [ 16 ] ,对树高和胸径月
生长量与之相对应的 5项主要气象因子 (月均气温、
月积温、降水量、蒸发量和日照时数 )进行“两两相
关分析 ”,分析林木年生长节律与气候因子的关系 ,
确定影响林木生长的主要因子。
林分生长规律 :从所收集的标准地及解析木数
据中 ,筛选出适合生长过程分析的材料 ,幼林阶段 (2
~8 a)以固定标准地的连年观测数据为主 ,中龄林
以上以临时标准地及相应的解析木数据为主 ,求出
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第 5期 郭文福等 :米老排人工林生长规律的研究
不同林龄各标准地和解析木所代表的林分树高、胸
径和材积的总生长量 ,利用 SPSS11. 0统计软件 [ 16 ]
进行曲线拟合运算 ,找出年龄与各林分调查因子的
关系 ,编制林分生长过程表 ,用 Excel软件进行数据
计算及绘生长曲线图。
3 结果与分析
3. 1 幼林生长节律
3. 1. 1 幼林的树高和胸径生长  根据固定样地的
调查数据 ,绘出幼林树高的季节变化曲线 (图 1)。
从图 1可见 ,米老排树高生长的季节性变化较大 ,并
有一定规律。冬春季树高生长量较低 ,夏秋季树高
生长旺盛 ,月平均生长出现 2次高峰 ,分别在 5月和
9月 ,峰期月平均生长量可达 0. 32~0. 56 m,雨季
(4—10月 )的生长量占全年的 8718% ~92. 0%。
从图 2可见 , 3个年度的胸径月平均生长量变
化趋势较一致 ,与树高生长一样 ,出现 2个生长高
峰 ,分别在 5月和 9月。4—10月为高速生长期 ,高
峰期的月生长量为 0. 31 ~ 0. 46 cm, 占全年的
8612% ~88. 3%。6—8月属高温多雨季节 ,对林木
生长有一定的影响 ,生长速度处于相对低谷期 ,月生
长量一般为 0. 2~0. 4 cm。
3. 1. 2 幼林生长与气候因素  “两两相关分析 ”的
结果 (表 2)表明 :树高和胸径的月平均生长量与月
平均温度、降水量、蒸发量、日照时数、活动积温呈正
图 1 米老排幼林树高月生长量变化曲线
图 2 米老排幼林胸径月生长变化曲线
相关关系 ,并达极显著或显著水平 ;温度因子 (包括
月均气温和积温 )与树高和胸径的相关系数最大。
在温度较高的夏秋季 (雨季 ) ,降水量大 ,蒸发量也
大 ,植物蒸腾量也大 ,有利于加强植物生长过程中营
养物质的吸收与代谢 ,因而 ,林木生长快。
表 2 树高和胸径月生长量与气象因子两两相关分析结果
项 目 平均气温 降水量 蒸发量 日照时数 活动积温
相关系数 0. 5233 3 0. 37523 3 0. 42093 3 0. 2983 3 0. 5223
胸径月生长量 显著性 ( sig. ) 0. 000 0. 000 0. 000 0. 006 0. 000
自由度 84 84 84 84 84
相关系数 0. 8113 3 0. 6093 3 0. 6803 3 0. 5483 3 0. 8083 3
树高月生长量 显著性 ( sig. ) 0. 000 0. 000 0. 000 0. 000 0. 000
自由度 48 48 48 48 48
  注 :显著性 ( sig. ) < 0. 05为相关性显著 ; 3 3 表示α = 0. 01水平极显著 ; 3 表示α = 0. 01水平显著。
3. 2 林分的生长过程
3. 2. 1 林分生长过程的曲线拟合  利用整理的数
据 ,进行 11种曲线模型 [ 17 ]拟合。通过年龄与树高、
胸径和材积的拟合计算 ,结果 (表 3)表明 : 3次多项
式 (CUB ) y = b0 + b1 t + b2 t2 + b3 t3 ( y分别表示树高、
胸径和材积 , t表示年龄 ; b0、b1、b2、b3 分别为模拟曲
线系数 )的相关系数最大 ,即此模型模拟效果最好 ,
经与实测数据检验 ,适合优度达 98%。
表 3 树高胸径材积总生长量与年龄关系的曲线模拟结果
项目 模型 R2 df F S ig1f b0 b1 b2 b3
材积 CUB 0. 998 136 3 708. 99 0 - 0. 024 6 0. 012 1 0. 000 8 0. 000 03
胸径 CUB 0. 999 136 10 726. 2 0 0. 237 5 2. 316 4 - 0. 102 4 0. 001 7
树高 CUB 0. 998 136 4 182. 3 0 - 0. 789 4 2. 850 9 - 0. 116 0 0. 001 7
  注 : R为相关系数 ; df为自由度 ; sig. f为显著性系数 (若 < 0. 05则相关关系显著 )。
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利用拟合模型计算各生长指标 (胸径、树高、材
积 )的总生长量及其连年生长量、平均生长量 , 得其
林分生长进程表 ,以该表数据绘出树高、胸径和材积
的生长过程曲线 (图 3 ~5 ) ,进行林分生长因子
分析。
图 3 米老排树高连年生长与平均生长量变化曲线
图 4 米老排胸径连年生长与平均生长量变化曲线
图 5 米老排材积连年生长与平均生长量变化曲线
3. 2. 2 林分树高和胸径的生长  由图 3可知 :米老
排树高连年生长量高峰出现在第 3年 ,平均生长量
高峰期出现在第 4年 ; 12 a前连年生长量超过 1 m,
13 a后 ,树高生长处于逐渐下降状态 , 18 a后树高连
年生长量不足 0. 5 m。26 a林分树高平均年生长近
1 m,总树高达 25 m。可见 ,米老排人工造林可培育
高大树木。
由图 4可知 :前 3年为米老排胸径生长高峰期 ,
连年生长量达 2. 0 cm左右 ,较好林分生长高峰期的
生长量达 3. 0 cm; 4~7年生连年生长量仍然较大 ,
达 1. 0~1. 7 cm; 8~15年生生长缓慢下降 ,但仍保
持较高的生长速度 ,连年生长量达 0. 5~1. 0 cm;第
16年以后连年生长量降至 0. 5 cm以下 ,林分径向生
长处于缓慢阶段。因此 ,米老排人工林培育应抓紧
前期管理。
3. 2. 3 林分材积的生长  由图 5可知 :米老排材积
连年生长量出现 2次高峰 ,第 1次在第 6年 ,为小高
峰 ;第 2次出现在 10~12年 ,生长量最大 ,达 0. 023 4
m
3
, 6~15 a间 ,材积连年生长量基本稳定在 01002
m
3 左右。连年生长量与平均生长量曲线相交点出
现在第 15年 ,且平均生长量达最大值。17 a以后材
积生长缓慢。由此 ,米老排人工用材林的数量成熟
年龄确定为 15~17年生。
研究试验区的米老排林分大部分为 20世纪 80
年代初营造的人工林 ,由于初植密度较高 ,加上间伐
不及时 ,立木密度过高 ,影响树木径向生长 ,进而抑
制材积的生长 ,但在一些条件较好的立地 ,立木密度
较低或经过及时抚育间伐的林分 ,其树干解析数据
表明 ,材积数量成熟龄可在 22~25年生 ,有些解析
木材料表明在 20年生时 ,材积连年生长量与平均生
长量曲线尚未有相交的趋势 ,因此 ,立地条件和密度
经营措施对米老排的材积数量成熟龄影响很大。
4 小结与讨论
(1) 幼林生长节律表明 :树高和胸径在年内出
现 2个生长高峰 ,一般在 5月和 9月。树高和胸径
的月平均生长量与温度、降水量、蒸发量、日照时数
呈极显著或显著正相关。林木生长与温度的相关性
最为密切 ,说明米老排为喜温树种。幼林抚育期 ,在
生长高峰到来的前 1个月 (即 4月和 8月 ) ,进行抚
育和施肥 ,以提高幼林生长效果。
(2)林分生长规律表明 :米老排人工林早期速
生性状相当明显 ,成林快 ,树高和胸径连年生长与平
均生长在第 3~4年最快 ,并达最高峰值 ,这与引进
的外来速生树种———桉树的早期速生特性接近 [ 15 ]。
另外 ,米老排因适合密植造林 ,且萌芽力强 ,经营短
周期中小径级材 ,在短期内也有较好的经济收益 ,并
可免耕连续多代经营萌芽林。因此 ,视市场因素及
经营条件 ,该树种与桉树一样 ,可作为短周期工业原
料林经营。
(3)林分的材积连年生长量和平均生长量曲线
在第 15~17年相交 , 表明此时林分已进入材积的
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第 5期 郭文福等 :米老排人工林生长规律的研究
数量成熟期。因本研究所调查林分初植密度一般为
2 500株 ·hm - 2 ,且一般在 10 a后才进行第 1次抚
育间伐 ,属间伐不及时的林分 ,因此 ,与种植密度较
稀的人工林及一些气候带相似的乡土树种相比 ,数
量成熟龄提早 [ 18 ]。若作为大径材人工林经营 ,应在
选择良好立地的基础上 ,及时进行抚育间伐 ,在其高
速生长期内 (3~6年生 )及时控制立木密度 ,首次间
伐应在林分 5~6年生时进行 ,间伐强度为 30% ~
40% ,保留立木 1 200 ~1 500株 ·hm - 2 ,这是大径
材培育的关键阶段。
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