全 文 ： 收稿日期: 2000-04-03
基金项目: 福建省林业厅课题 濒危树种鹅掌楸速生丰产性状与适宜造林方式的应用研究和福建省科委重点项目 阔
叶树种的选育和生态示范林基地建立的研究 ( 99-Z-113)
作者简介: 李建民( 1960-) ,男,浙江江山人,高级工程师,硕士.
文章编号: 1001-1498( 2000) 06-0622-06
鹅掌楸人工林的丰产特性
李建民1, 封剑文2, 谢 芳1, 刘化桐2
( 1.福建省林业厅速生丰产用材林基地办公室,福建福州 350003;
2.福建省邵武市林业委员会,福建邵武 354000)
摘要: 闽北山地多种阔叶树的对比造林试验和鹅掌楸人工林经营研究表明,鹅掌楸具有适应性强、
早期速生等丰产特性,是南方基地造林的优良阔叶树种。造林后第 3 年鹅掌楸即进入速生阶段, 在
较好的立地上, 8 年生时平均树高 12. 6 m, 平均胸径 12. 4 cm,立木蓄积年生长量超过 16 m3hm- 2。
可利用较好的立地纯林经营,并根据培育目标设计不同的初植密度。在较差的立地上与桤木、木
荷、杉木、建柏等混交效果较好。鹅掌楸叶大量多,不论纯林还是混交林对土壤培肥作用都很明显。
关键词: 鹅掌揪; 人工林; 丰产特性
中图分类号: S725 文献标识码: A
鹅掌楸[ L iriodendron chinense (Hemsl. ) Sarg. ] ,又名马褂木,属木兰科( M agnoliaceae)鹅
掌楸属( L ir iodendron ) , 该属仅存鹅掌楸和北美鹅掌楸( L . tulip if era L. ) 2种, 都是古老的孑
遗植物。鹅掌楸自然分布于秦岭、淮河以南,五岭以北, 横断山脉以东和东海以西的 11个省
(区) ,以武陵山、东南诸省、湘西南、桂西北为分布中心。在福建省的武夷山、邵武、建宁、古田、
屏南、拓荣等县(市)鹅掌楸星散分布于海拔 700~ 1 000 m 的阔叶林中。鹅掌楸适应性较强、
生长迅速,木材力学性质好,材质优异, 是胶合板、高档家具和造纸的优质木材。由于鹅掌楸在
地理上呈星散间断分布、种群数量少而间距大, 加之多年来的过度开发, 已处于濒危状态。近
年来南方地区零星或小片栽植鹅掌楸的情况较多,但多以开发其观赏价值为培育目标,大规模
的人工造林试验研究较少[ 1~ 3]。
我国南方林区人工造林成效显著,但造林树种单一,针叶化现象明显。长期砍阔栽针的结
果致使大量天然阔叶林丧失,森林生态环境恶化。虽已意识到发展和保护乡土阔叶树种的重要
性,但从总体上说,还处在发掘试验阶段[ 4~ 7]。鉴于此,福建省于 90年代初成立乡土阔叶树种
造林试验研究组,在邵武和建瓯等地开展多种乡土阔叶树种的育苗和人工造林试验,以发掘和
选择适宜本省基地造林的优良阔叶树种。本文利用 1992年在福建省邵武市设置的鹅掌楸等 7
种阔叶树对比试验林、不同立地和不同造林密度的鹅掌楸人工林及鹅掌楸与桤木( Alnus cremas-
togyne Burk)混交林等,总结鹅掌楸人工林的丰产特性和造林技术, 8年生结果报道如下。
1 材料与方法
1. 1 试验地概况和试验设计
试验设置在福建省邵武市水北乡四都村,前茬为马尾松( Pinus massoniana Lamb. )、杉木
林业科学研究 2000, 13( 6) : 622~ 627
For est Resear ch
[ Cunninghamia lanceolata ( Lamb. ) Hook. ]次生林,海拔 260~ 350 m, 坡度 25~ 33。土壤
为花岗岩风化发育的红壤,土层厚 100 cm以上, 肥力中等以上。选择立地条件较一致、坡面整
齐的短坡营造树种对比试验林, 包括鹅掌楸、火力楠( M ichelia macclur ei Dandy)、米老排
(Mytilar ia laosensis H. Lec)、桤木、拟赤杨 [ A lniphyllum f or tunei ( Hemsl. ) Perk. ]、木荷
( Schima sup er ba Gardn. et Champ. )、闽粤栲( Castanop si s f issa Champ. ) 7种阔叶树,树种按带
状排列,带宽 15 m。在另一坡地分 2种立地条件(山坡中下部和中上部)营造 2种初植密度( 1
800株hm- 2和 2 500株hm- 2)的鹅掌楸纯林 2片,鹅掌楸、桤木和木荷混交林 1片, 此外在
沟谷地营造桤木纯林 1 片。试验示范林共 5. 2 hm2, 其中鹅掌楸纯林和混交林 2. 53 hm2。
1992年 2月用 1年生裸根苗造林,块状整地,穴规 60 cm 60 cm 40 cm, 对比试验林依树种
不同采用 1. 5 m 2. 0 m和 2. 0 m 2. 0 m 两种植距。试验示范林抚育措施相同,连续抚育 4 a
至幼林郁闭。
1. 2 研究方法
1. 2. 1 样地调查 分不同立地和造林密度设置样地, 共 4块,鹅掌楸纯林 3块, 混交林 1块,
样地大小 20 m 20 m。按常规调查记载各项立地因子, 每木量测胸径、树高、枝下高、冠幅等。
在鹅掌楸纯林中选取平均木 2株, 在混交林中各取鹅掌楸和桤木平均木 1株作树干解析,研究
高、径和材积的生长过程,阐明鹅掌楸人工幼林的生长特点。
1. 2. 2 土壤理化性质分析 在每样地距对角线四角 1 m 处各设 1个剖面, 测定土壤水分含
量、物理性质和土壤渗透性,同时在每样地 4个土壤剖面上分 0~ 20 cm 和 20~ 40 cm 两层等
量取样,各自充分混合后取土样 1 kg 以测定土壤全 N、水解 N、有效 P 和速效 K。土壤理化性
质测定分析方法参照文献[ 8]。
2 结果与分析
2. 1 鹅掌楸与火力楠等 6种阔叶树种的生长比较
因各树种保存密度差异较大, 这里重点就树高生长对比分析,以评价 7种参试阔叶树种的
发展潜力。表 1表明,在中下坡较好的立地上鹅掌楸、桤木和闽粤栲三者生长最快, 米老排和
火力楠次之,拟赤杨和木荷生长最缓。虽然桤木树高生长( 13. 8 m )略大于鹅掌楸( 12. 6 m) ,
但在保存密度相似情况下鹅掌楸的平均胸径( 11. 5 cm)却显著大于桤木( 9. 7 cm)。比较分析
发现,鹅掌楸早期速生和丰产的特性非常显著,树高年生长 1. 7~ 1. 8 m,胸径年生长 1. 5~ 1. 8
cm,立木蓄积年生长 18. 97 m3hm- 2。8 年生鹅掌楸人工林立木蓄积量高达 132. 78 m3
hm- 2,分别较桤木和闽粤栲高 26. 1%和 12. 1%。
在山坡中上部中等偏差的立地上, 以鹅掌楸和火力楠两树种生长最快, 平均树高 8. 1~
8. 0 m,平均胸径 7. 1~ 7. 7 cm ,树高和胸径年生长分别在 1 m 和 1 cm 以上, 表现出较强的适
应性。其余 5个树种的生长排序为闽粤栲、米老排、桤木、拟赤杨和木荷。从 7种阔叶树试验
现场看,闽粤栲虽也长势旺盛,但顶端优势和树干形质不如鹅掌楸和火力楠。桤木在水湿条件
较好的山洼部生长很好, 但在立地差的地方长势却很弱,且易遭白蚁危害。米老排林分从外观
上看生长旺盛, 但进入林内便发现植株大小差异悬殊, 且多弯曲、萌芽条多等。
2. 2 造林密度与鹅掌楸林分生长
较好立地上两种造林密度下 8年生鹅掌楸人工林的生长数据列于表 2。鹅掌楸易于人工
623第 6 期 李建民等: 鹅掌楸人工林的丰产特性
表 1 鹅掌楸与其余 6种阔叶树林分平均生长量比较
生长指标 鹅掌楸 火力楠 桤 木 拟赤杨 米老排 闽粤栲 木 荷
较 好 立 地 ( 山 坡 中 下 部 )
保存密度/ (株hm- 2) 1 905 2 190 1 815 2 130 2 610 2 505 2 700
树高/ m 12. 6 8. 6 13. 8 7. 7 8. 5 9. 3 7. 3
胸径/ cm 11. 5 8. 3 9. 7 6. 7 9. 4 11. 2 6. 6
单株材积/ m3 0. 069 7 0. 024 2 0. 058 0 0. 014 9 0. 029 0 0. 047 3 0. 013 0
立木蓄积/ ( m3hm- 2) 132. 78 53. 00 105. 27 31. 74 75. 69 118. 49 35. 10
年蓄积生长/ ( m3hm- 2a- 1) 18. 97 7. 57 15. 04 4. 53 10. 81 16. 93 5. 01
较 差 立 地 ( 山 坡 中 上 部 )
保存密度/ (株hm- 2) 3 135 2 190 1 815 2 130 2 610 2 505 3 390
树高/ m 8. 1 8. 0 7. 0 6. 3 7. 3 7. 3 6. 3
胸径/ cm 7. 15 7. 7 6. 5 5. 8 6. 7 7. 0 5. 1
单株材积/ m3 0. 017 5 0. 020 0 0. 013 0 0. 009 0 0. 014 1 0. 015 0 0. 007 3
立木蓄积/ ( m3hm- 2) 54. 86 43. 80 23. 60 19. 17 36. 80 37. 58 24. 75
年蓄积生长/ ( m3hm- 2a- 1) 7. 84 6. 26 3. 37 2. 74 5. 26 5. 37 3. 54
造林,保存率 83% ~ 100%, 对密度试验影响不大。分析发现, 林分密度对胸径生长的影响甚
于对高生长的影响, 不同保存密度样地间树高生长的差异其实反映了微立地间的变化。6号
样地初植密度为 2 500株hm- 2,保存密度 2 400 株hm - 2, 其平均树高( 12. 3 m )和平均胸径
( 10. 3 cm)分别较 3、4号样地均值低 3. 9%和 16. 9%。通过不同样地比较可清楚地揭示林分
密度对立木蓄积的作用。保存密度为 2 400株hm- 2的 6号样地, 其立木蓄积为 143. 40 m3
hm- 2,高于 3、4号样地均值的 20%左右。3、4号样地虽然初植密度相同( 1 800株hm- 2 ) ,但
保存密度却差异 300株hm- 2,结果立木蓄积相差约 15 m3hm- 2。
表 2 较好立地上造林密度对 8 年生鹅掌楸生长的影响
样地号 初植密度/
(株hm- 2)
保存密度/
(株hm- 2)
保存率/
%
树高/
m
胸径/
cm
立木蓄积/
(m 3hm - 2)
3 1 800 1 500 83. 3 12. 7 12. 4 111. 90
4 1 800 1 800 100. 0 12. 9 12. 4 126. 75
平均 1 800 1 650 91. 6 12. 8 12. 4 119. 40
6 2 505 2 400 95. 8 12. 3 10. 3 143. 40
2. 3 鹅掌楸幼林生长特点
2. 3. 1 树高生长 从树高生长过程(表 3)可以看出,在较好立地上, 8年生鹅掌楸树高年均生
长量最大值为 1. 61 m,出现在第8年;连年生长量最大值为2. 40 m,出现在第 5年。连年生长
量与平均生长量尚未相交,树高速生期从第 3年持续至第 8年尚未结束,第 4年至第 7年连年
生长量都在2 m 以上,为其它乡土阔叶树种所罕见。在较差的立地上,树高年均生长量最大值
为1. 08 m ,出现在第 6年;连年生长量最大值为 1. 58 m, 也出现在第 6年。连年生长量与平均
生长量相交于第 8年。第 6年后连年生长量虽有下降,但仍保持 1. 0 m 的年生长量,表明鹅掌
楸在较差的立地上也具有早期生长快的特点。
624 林 业 科 学 研 究 第 13 卷
表 3 不同立地上鹅掌楸树高生长过程 m
树龄/ a 较 好 立 地 较 差 立 地总生长量 年均生长量 连年生长量 总生长量 年均生长量 连年生长量
2 1. 30 0. 65 0. 80 1. 20 0. 60 0. 7
3 2. 50 0. 83 1. 20 2. 30 0. 77 1. 1
4 4. 60 1. 15 2. 10 3. 55 0. 89 1. 25
5 7. 00 1. 40 2. 40 4. 90 0. 98 1. 35
6 9. 20 1. 53 2. 20 6. 48 1. 08 1. 58
7 11. 20 1. 60 2. 20 7. 10 1. 01 1. 02
8 12. 90 1. 61 1. 70 8. 10 1. 01 1. 00
2. 3. 2 胸径生长 年均生长量分析可见(表 4) ,在较好立地上鹅掌楸胸径生长的速生期从第
3年持续至第 8年尚未结束。连年生长量最大值 2. 40 m,出现在第 4年,第 4年至第8年胸径
连年生长量均在 2 cm 以上, 7年生时虽有下降,但速度缓慢, 此时一定强度的间伐可促使胸径
的持续增长。连年生长量和平均生长量在第 8 年还未相交, 说明鹅掌楸胸径生长后劲较大。
在较差立地上胸径生长规律相似, 但生长量较小。
表 4 不同立地上鹅掌楸去皮胸径生长过程 cm
树龄/ a 较 好 立 地 较 差 立 地总生长量 年均生长量 连年生长量 总生长量 年均生长量 连年生长量
3 1. 50 0. 50 1. 50 1. 40 0. 70 1. 40
4 3. 90 0. 98 2. 40 2. 90 0. 73 1. 50
5 6. 00 1. 20 2. 10 4. 00 0. 80 1. 10
6 8. 11 1. 35 2. 11 5. 10 0. 85 1. 10
7 10. 20 1. 46 2. 09 6. 10 0. 87 1. 00
8 12. 20 1. 53 2. 00 7. 10 0. 89 1. 00
2. 3. 3 单株树干材积生长 在较好立地上鹅掌楸8年生单株树干材积为 0. 077 3 m3,而在较
差立地上为 0. 017 4 m3,相差 4. 44倍。单株树干材积的年均生长量和连年生长量最大值均未
出现,材积生长正处于速生阶段。
2. 3. 4 根系生长 鹅掌楸属浅根性树种,侧根发达,无明显主根。在较好立地上根系垂直分
布达 1. 4 m ,水平分布为 7. 4 m 7. 8 m,直径大于 5 cm 的侧根 9条,大于 2 cm 的有 11条,大
于1 cm 的有 37条, 其中粗根占 15. 79% ,细根占 64. 91%。在较差立地上鹅掌楸垂直根深 0. 8
m,侧根数量、根幅及根量明显小于较好立地, 根幅水平分布仅为 4. 0 m 4. 0 m ,直径大于 5
cm 的侧根 2条,大于 2 cm 的有 6条,大于 1 cm 的有 7条,粗根占 13. 33%,细根占 46. 67%。
2. 4 鹅掌楸纯林经营和混交林经营
对比较好立地上保存密度相同的鹅掌楸
纯林和混交林,可以发现两种林分平均树高
相同, 但鹅掌楸纯林的平均胸径和立木蓄积
生长高于混交林的 13. 8%和 31. 6% (表 5)。
混交林木材生产力较低, 是由于桤木和木荷
的速生性不如鹅掌楸之故, 这也意味着在较
好立地上鹅掌楸可纯林经营。试验显示鹅、
表 5 8 年生鹅掌楸纯林与鹅、桤混交林生长比较
样地号 树种组成
保存密度/
(株hm- 2)
树高/
m
胸径/
cm
立木蓄积/
( m3hm- 2)
6鹅 990 13. 0 12. 5 65. 64
2 4桤 600 12. 6 8. 7 23. 07
木荷 60 11. 2 6. 8 1. 97
平均 1 650 12. 8 10. 9 90. 68
3、4 10鹅 1 650 12. 8 12. 4 119. 33
625第 6 期 李建民等: 鹅掌楸人工林的丰产特性
桤混交的结果促进了目的树种鹅掌楸生长,混交林中鹅掌楸的树高、胸生长大于鹅掌楸纯林,
但混交林中桤木的树高、胸径生长却低于其纯林, 建立可通过混交林的方式培育鹅掌楸大径
材。
2. 5 鹅掌楸人工林对土壤的培肥作用
2. 5. 1 凋落物归还量及分解速率 鹅掌楸叶大量多, 有利于维护和提高土壤肥力。据样地调
查结果,保存密度为 1 500株hm- 2的鹅掌楸纯林年落叶量可达 6 393 kghm- 2, 鹅、桤混交林
为 5 232 kghm- 2,其中鹅掌楸 4 804 kghm- 2,桤木 428 kghm- 2。叶营养成分分析表明,鹅
掌楸叶的全 N( w = 2. 1% )和全 P( w = 0. 6%)含量高于固氮树种桤木和光皮桦( Betula lu-
minif er a H. Winkl. ) ,全 K( w = 1. 04% )高于光皮桦而略低于桤木。按照年落叶量推算, 8年
生鹅掌楸纯林每公顷每年归还林地的养分量为N 134. 25 kg、P 38. 4 kg、K 66. 5 kg, 鹅、桤混交
林每公顷年归还量为 N 107. 4 kg、P 29. 7 kg、K 55. 0 kg,低于鹅掌楸纯林。研究还发现鹅掌楸
纯林和混交林凋落物的分解率相近,分别为 51. 5%和 53. 2%。
2. 5. 2 土壤理化性质 鹅掌楸落叶量大、分解速率高, 不论纯林还是混交林均能起到良好的
土壤培肥作用, 可显著改善土壤的理化性质。与鹅、桤混交林相比, 鹅掌楸纯林除渗透系数和
0~ 20 cm层非毛管孔隙较低外,其余土壤水分含量、物量性质都与混交林相近(表 6)。从土壤
化学性质来看(表 7) ,混交林土壤养分的贮积速率比鹅掌楸纯林高,如混交林表层( 0~ 20 cm )
土壤有机质、全 N、水解 N、有效 P 分别较鹅掌楸纯林高 5. 85%、39. 60%、25. 16%和 22. 07% ,
仅速效 K略低。虽然鹅掌楸纯林凋落物归还量较高, 但由于其生长量远大于混交林, 相应吸
收和耗用的养分也较多, 这是鹅掌楸纯林现有土壤养分含量低于混交林的原因。
表 6 鹅掌楸纯林和混交林土壤水分含量、物理性质
标准地 林分类型 土壤层次/
cm
土壤容重/
( gcm- 3)
毛管孔隙/
%
非毛管孔隙/
%
总空隙度/
%
土壤通气度/
%
渗透系数 k 10/
( mmmin- 1)
2
6鹅+
4桤
0~ 20
20~ 40
1. 00
1. 21
53. 5
50. 0
4. 5
1. 8
58. 0
52. 0
23. 0
12. 5
6. 50
2. 25
3、4 10鹅 0~ 20
20~ 40
1. 01
1. 13
52. 5
49. 5
2. 0
3. 5
54. 5
53. 0
21. 0
20. 9
5. 75
1. 20
表 7 鹅掌楸纯林和混交林土壤化学性质状况
标准地 林分类型 土壤层次/
cm
pH 值 有机质/
( gkg- 1)
全 N/
( gkg- 1)
水解 N/
( mgkg- 1)
有效 P/
( mgkg- 1)
速效 K/
( mgkg- 1)
2
6鹅+ 0~ 20 4. 96 34. 4 1. 41 138. 95 7. 45 103. 5
4桤 20~ 40 4. 02 12. 7 0. 45 52. 50 2. 06 73. 5
3、4 10鹅 0~ 20 4. 83 32. 5 1. 01 111. 02 6. 10 110. 0
20~ 40 4. 30 8. 6 0. 36 40. 38 2. 06 72. 5
3 结论与讨论
鹅掌楸是我国二类保护树种, 开展人工造林试验研究, 不仅有利其种质资源的保存和种群
的扩大,而且可丰富南方山地的造林树种。相对于其它乡土阔叶树种,鹅掌楸早期速生和丰产
特性显著。据连续观察, 造林后头 2 a 鹅掌楸虽处在扎根阶段, 但已表现出较快的树高生长,
第 3至第 7年为树高、胸径速生期。在较好的立地上树高年生长 1. 7~ 2. 4 m,胸径年生长 2
626 林 业 科 学 研 究 第 13 卷
cm 以上, 8年生时 1 650株hm- 2和 2 400株hm- 2两种保存密度的立木蓄积分别高达 119. 4
m3hm- 2和143. 4 m3hm- 2。在较差的立地上树高、胸径年生长量仍分别达到 1. 0 m 和 1 cm
以上, 8年生立木蓄积为 54. 9 m3hm- 2,表现出较强的适应性。从大面积鹅掌楸试验示范林
来看山地人工造林很成功,鹅掌楸是一个值得推广的山地造林阔叶树种。
林分密度效应的研究有助于指导人工林的定向培育。本文虽设置了两种初植密度, 但简
单对比分析仍能很好地揭示鹅掌楸人工林的密度效应,发现林分密度对胸径生长、单株树干材
积和立木蓄积量影响很大。在发展鹅掌楸人工林时, 对于以生物量为收获目标的菇木林和纸
浆林,可适当提高初植密度进行短轮伐经营。对于以大径材为培育目标的胶合板材生产,可选
择较好的立地适当稀植, 既可纯林经营,也可混交林经营,并设计一次间伐,伐去被压木或非目
的树种以培养大径材。在较差的立地上提倡营造鹅掌楸混交林。从福建省现有小面积鹅-桤
(木)、鹅-(木)荷、鹅-杉(木)等混交林来看,若混交方式适宜, 混交有利于目的树种鹅掌楸的生
长,可选用生长快、冠幅较小的桤木、拟赤杨等作混交树种,也可选择杉木、建柏[ Fokienia hodgin-
sii ( Dunn) Henry et Thomas]等针叶树种与鹅掌楸混交。
参考文献:
[ 1] 汤兆成,潘仙松,郑金福.营造马褂木短伐期菇木林试验初报[ J] .浙江林业科技, 1997, 17( 5) : 29~ 31.
[ 2] 吴运辉,石立昌.鹅掌楸不同造林密度试验初报[ J] .贵州林业科技, 1998, 26( 2) : 42~ 44.
[ 3] 杨志成.马褂木生长习性、分布与造林初探[ J] .林业科学研究, 1988, 1( 3) : 334~ 339.
[ 4] 叶桂艳.中国木兰科树种[ M ] .北京:中国农业出版社, 1996.
[ 5] 肖水清.王永健. 23种阔叶树造林试验初报[ J] .江西林业科技, 1997, ( 4) : 9~ 12.
[ 6] 冯建国,徐耀庭,陈益泰.浙西南丘陵地八种乡土阔叶树种的生长表现[ J] .林业科学研究, 1999. 12( 4) : 438~ 441.
[ 7] 邹达明,朱光权,朱建国,等.短轮伐期菇木林人工培育技术研究[ J] .浙江林业科技, 1999, 19( 6) : 1~ 10.
[ 8] 张万儒,许本彤.森林土壤定位研究方法[ M ] .北京:中国林业出版社, 1986.
Growth Characteristics of Liriodendron chinense Plantation
L I Jian-min
1
, FEN G Jian-w en
2
, XIE Fang
1
, LI U H ua-tong
2
( 1. Forest ry Bureau of Fujian Province, Fuzhou 350003, Fujian, China;
2. Forestry Commission of Shaow u City, Fujian Province, Shaow u 354000, Fujian, China)
Abstract: The study on species trial and plantation forest management showed that Liriodendron chi-
nense is a good broadleaved species over the mountainous areas in south China with wide adaptability, fas-t
growth in the early stage and high-yielding. Three years after afforestation, L . chinense enters the period
of fas-t growth. Under good site condition, the meanheight, mean DBH and volume increment of 8-year-old
L . chinense are 12. 6 m, 12. 4 cm and over 16 m
3hm- 2 respect ively. Good site could be used to establish
pure plantation stand w ith moderate tree density designed according to different cultural objectives. On the
poor site, L . chinense could be planted w ith Alnus cremastogyne, Schima superba, Cunninghamia
lanceolata and Fokienia hodginsii .Because of its rich foliage and litter, both the pure or mixed plantation
could obviously ameliorate the soil fertility.
Key words: L iriodendron chinense; plantat ion; high-yielding character
627第 6 期 李建民等: 鹅掌楸人工林的丰产特性