蔣小林 賈 晨，代玲莉，辜云杰，何承忠，羅建勛*

(1.四川省林業(yè)科學(xué)研究院，四川成都 610081;2.爐霍縣林業(yè)局，四川爐霍 626500;3.西南林業(yè)大學(xué)，云南 昆明 650224)

大葉楊(Populus lasiocarpa Oliv.)為楊柳科(Salicaceae)楊屬的落葉喬木［1］，在中國(guó)主要分布于湖北、四川、陜西、貴州、云南等地，垂直分布在海拔1 300 m～3 500 m的山坡或沿溪林中或灌叢中，樹(shù)皮縱裂、暗灰色，樹(shù)葉面積大，是中國(guó)特有的楊樹(shù)種質(zhì)資源。大葉楊木材材質(zhì)疏松，可作建筑、家具、造紙等工業(yè)原料;而且其樹(shù)形高大、廣闊、美觀，樹(shù)干端直，因此是很好的城市行道綠化和營(yíng)造工業(yè)用材林的樹(shù)種。

川西高原獨(dú)特的地理環(huán)境和氣候條件孕育了豐富的楊樹(shù)種質(zhì)資源，這些鄉(xiāng)土楊樹(shù)資源為楊樹(shù)樹(shù)種改良提供了物質(zhì)基礎(chǔ)，一些學(xué)者對(duì)該地的鄉(xiāng)土楊樹(shù)進(jìn)行了資源收集、優(yōu)樹(shù)選擇、苗木培育與古樹(shù)保護(hù)等方面的研究［2～5］，其中就包括大葉楊。其他地方對(duì)大葉楊的研究較少，湖北對(duì)鄂西的大葉楊資源進(jìn)行了調(diào)查與選優(yōu)［6］，以及大葉楊的無(wú)性育苗技術(shù)研究［7］，還有大葉楊群落物種豐富度與坡向、海拔、林內(nèi)小氣候等自然因子的關(guān)系的研究［8］。目前，我國(guó)學(xué)者已對(duì)小黑楊、滇楊、箭桿楊等楊樹(shù)樹(shù)種的生長(zhǎng)特性進(jìn)行了研究報(bào)道［9～11］，而大葉楊人工林的生長(zhǎng)特性的研究還未見(jiàn)報(bào)道。本文以瀘定嵐安鄉(xiāng)的大葉楊人工林為研究對(duì)象，通過(guò)對(duì)其生長(zhǎng)特性進(jìn)行研究，為本地栽培推廣提供科學(xué)依據(jù)以及對(duì)楊樹(shù)人工林的集約經(jīng)營(yíng)與木材加工利用提供理論依據(jù)。

1 研究地概況

研究地設(shè)在四川省瀘定縣嵐安鄉(xiāng)，位于四川省甘孜藏族自治州東南部，地處四川盆地到青藏高原過(guò)渡帶上，屬亞熱帶季風(fēng)氣候，海拔2 265 m，地貌類(lèi)型主要以臺(tái)地、山谷、高山、平原為主。氣候冬無(wú)嚴(yán)寒，夏無(wú)酷暑，冬季干燥溫暖，年平均氣溫15.5℃，1月平均氣溫7.5℃，7月平均氣溫22.7℃;年平均降雨量664.4 mm，多集中春夏兩季，年平均蒸發(fā)量1 275.7 mm;年均日照時(shí)數(shù)為1 323.6 h，全年無(wú)霜期279 d左右;土壤類(lèi)型以山地黃色石灰土為主，土壤質(zhì)地較黏，pH6.5～8.0，多微堿性。

研究對(duì)象是大葉楊人工林，1998年造林，造林面積為0.4 hm2，株行距設(shè)置為3 m×3 m，即1 111株·hm-2，造林用苗為1 a生實(shí)生苗，栽植坑為40 cm×40 cm×40 cm，常規(guī)經(jīng)營(yíng)管理。

2 研究方法

2.1 標(biāo)準(zhǔn)地選擇

2013年12月，在瀘定縣嵐安鄉(xiāng)大葉楊人工林中選擇3個(gè)標(biāo)準(zhǔn)地，大小設(shè)置為20 m×20 m，對(duì)標(biāo)準(zhǔn)地內(nèi)進(jìn)行每木檢尺，計(jì)算林分平均胸徑和平均樹(shù)高，每個(gè)標(biāo)準(zhǔn)地選擇一株平均木，作為解析木，共選擇3株解析木。

2.2 解析木測(cè)定

解析木伐倒前標(biāo)記好根頸與胸徑位置，并標(biāo)明南北方向。伐倒后，測(cè)定樹(shù)干全高，以2 m為區(qū)分段截取圓盤(pán)(即根頸、胸徑1.3 m、2.6 m、3.6 m、5.6 m以后每2m取圓盤(pán)，圓盤(pán)厚度以3 cm～5 cm為好)。圓盤(pán)經(jīng)過(guò)拋光后，統(tǒng)計(jì)各圓盤(pán)的年輪數(shù)，以3 a為一個(gè)齡級(jí)進(jìn)行樹(shù)干解析，獲得解析木的樹(shù)高(H)和胸徑(D)的數(shù)據(jù)，并采用中央斷面區(qū)分求積式計(jì)算出相應(yīng)材積(V)，計(jì)算公式如下:

式中:gi為第i個(gè)區(qū)分段中央斷面積;l為各區(qū)分段長(zhǎng)度;n為區(qū)分段個(gè)數(shù);g'為梢頭斷面積;l'為梢頭長(zhǎng)度。

材積生長(zhǎng)率計(jì)算采用普雷斯勒生長(zhǎng)率公式求算，公式如下:

Pv=(Va-Va-n)/(Va+Va-n)×200/n

式中:Pv為材積生長(zhǎng)率;Va為調(diào)查末期材積量;Va-n為調(diào)查初期材積量;n為齡級(jí)數(shù)。

2.3 數(shù)據(jù)處理

采用EXCEL軟件和SPSS軟件對(duì)所測(cè)數(shù)據(jù)進(jìn)行統(tǒng)計(jì)分析。

3 結(jié)果分析

研究林木的樹(shù)高、胸徑、材積與年齡之間的相關(guān)性，對(duì)掌握該樹(shù)種在生長(zhǎng)地區(qū)的生長(zhǎng)動(dòng)態(tài)，制定有效的經(jīng)營(yíng)措施，提高森林資源的質(zhì)量和數(shù)量有重要的意義。對(duì)大葉楊平均木進(jìn)行樹(shù)干解析后，統(tǒng)計(jì)3株平均木的樹(shù)高、胸徑材積的總生長(zhǎng)量、平均生長(zhǎng)量、連年生長(zhǎng)量、材積生長(zhǎng)率、胸高形數(shù)，最后取平均值，結(jié)果見(jiàn)表1。

表1 大葉楊樹(shù)干生長(zhǎng)過(guò)程

3.1 胸徑生長(zhǎng)過(guò)程

對(duì)25 a生大葉楊的胸徑生長(zhǎng)過(guò)程進(jìn)行分析(表1與圖1)，結(jié)果表明:25 a生的大葉楊單株胸徑達(dá)27.65 cm。胸徑連年生長(zhǎng)量與平均生長(zhǎng)量都在總體上體現(xiàn)出先上升后降低的趨勢(shì)。胸徑連年生長(zhǎng)量的變異范圍為0.70 cm～1.65 cm。在6 a～9 a生時(shí)，胸徑連年生長(zhǎng)量保持在較高水平，在造林后的第6年時(shí)達(dá)到最大值為1.65 cm。胸徑生長(zhǎng)速度在0～6 a時(shí)隨著樹(shù)齡增長(zhǎng)而增加，在6 a～25 a時(shí)胸徑連年生長(zhǎng)量隨著樹(shù)齡增加而呈現(xiàn)下滑趨勢(shì)。胸徑平均生長(zhǎng)量的變異范圍為1.00 cm～1.43 cm。平均生長(zhǎng)量在9 a生時(shí)達(dá)到峰值為1.43 cm，比連年生長(zhǎng)量出現(xiàn)峰值的時(shí)間晚了約3 a。大葉楊在25 a生時(shí)的胸徑平均生長(zhǎng)量約1.23 cm，高于連年生長(zhǎng)量的1.08 cm。

圖1 大葉楊胸徑生長(zhǎng)規(guī)律

從圖1中胸徑連年與平均生長(zhǎng)量曲線(xiàn)可以看出，胸徑生長(zhǎng)在造林前3 a較為緩慢，原因可能是地上部分的枝葉與地下部分的根系比例不均勻，即造林后需要一定時(shí)間的緩苗，使植株的根系進(jìn)行萌發(fā)穩(wěn)定，且枝葉得到相應(yīng)生長(zhǎng)，植株吸收的營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)不足，限制自身的生長(zhǎng)。造林后的第6年，該樹(shù)種對(duì)所處的環(huán)境充分適應(yīng)，植株各器官也不斷的生長(zhǎng)，對(duì)林地資源的利用率不斷提高，胸徑生長(zhǎng)進(jìn)入快速期，持續(xù)到12 a左右。胸徑連年生長(zhǎng)曲線(xiàn)與平均生長(zhǎng)曲線(xiàn)相交于10 a～11 a，此后連年生長(zhǎng)量小于平均生長(zhǎng)量，在11a左右，對(duì)人工林進(jìn)行一次撫育間伐，可以保證林木充足的營(yíng)養(yǎng)空間，滿(mǎn)足林木生長(zhǎng)發(fā)育的需要，促進(jìn)林木在后期的更好的生長(zhǎng)。

3.2 樹(shù)高生長(zhǎng)規(guī)律

對(duì)25 a生大葉揚(yáng)樹(shù)高生長(zhǎng)過(guò)程進(jìn)行分析(表1與圖2)，結(jié)果表明，25 a生大葉楊單株樹(shù)高可達(dá)20.5 m，在3 a～9 a的生長(zhǎng)速度較快，之后樹(shù)高生長(zhǎng)速度開(kāi)始緩慢。樹(shù)高連年生長(zhǎng)速度和平均生長(zhǎng)速度在生長(zhǎng)期間出現(xiàn)先增加并達(dá)到峰值再降低的趨勢(shì)。樹(shù)高連年生長(zhǎng)量的變異范圍為0.36 m～1.69 m，在3 a～9 a時(shí)，隨著年齡生長(zhǎng)而增加，并在9 a生時(shí)達(dá)到峰值為1.69 m，此后連年生長(zhǎng)量迅速降低到0.67 m，在21 a生之后，其值約穩(wěn)定在0.36 m。樹(shù)高平均生長(zhǎng)量的變異范圍為0.82 m～1.51 m，在9 a生時(shí)達(dá)到峰值為1.51 m，之后平均生長(zhǎng)量緩慢降低，但一直高于連年生長(zhǎng)量。

圖2 大葉楊樹(shù)高生長(zhǎng)規(guī)律

樹(shù)高連年生長(zhǎng)量曲線(xiàn)與平均生長(zhǎng)量曲線(xiàn)相交于10 a左右，樹(shù)高生長(zhǎng)的數(shù)量成熟年齡約在10 a生時(shí)，在此對(duì)林分進(jìn)行適當(dāng)?shù)氖璺ァ㈤g伐等經(jīng)營(yíng)手段能夠維持林木和林分的快速生長(zhǎng)。在6 a～9 a時(shí)樹(shù)高生長(zhǎng)處于旺盛時(shí)期，此期間樹(shù)高連年生長(zhǎng)量在1.58 m以上，說(shuō)明大葉楊樹(shù)高生長(zhǎng)在此期間生長(zhǎng)條件充足，對(duì)于環(huán)境因子與自身之間的競(jìng)爭(zhēng)很小。

3.3 材積生長(zhǎng)規(guī)律

對(duì)25 a生大葉楊的材積生長(zhǎng)過(guò)程進(jìn)行統(tǒng)計(jì)分析(見(jiàn)表1與圖3)，結(jié)果表明，大葉楊的材積隨著年齡的生長(zhǎng)而增加，到25a時(shí)材積累計(jì)生長(zhǎng)量達(dá)到0.56047 m3;材積連年生長(zhǎng)量隨著年齡生長(zhǎng)而出現(xiàn)先增長(zhǎng)后下降，連年生長(zhǎng)量曲線(xiàn)在上升階段有一定起伏，表明材積連年生長(zhǎng)量在不同時(shí)期有一定差異;材積連年生長(zhǎng)量的變異范圍為0.00072 m3a～0.03947 m3，材積連年生長(zhǎng)量在6 a～9 a時(shí)出現(xiàn)較快的增加，但在9 a～12 a期間，其值變化較小，這與樹(shù)高和胸徑連年生長(zhǎng)量在此期間都明顯降低有很大的關(guān)系;材積連年生長(zhǎng)量在21 a生時(shí)達(dá)到峰值為0.03947 m3，材積的連年生長(zhǎng)量在15 a～24 a間一直維持在較高生長(zhǎng)速度，雖然此期間樹(shù)高和胸徑個(gè)連年生長(zhǎng)量都在下降，但材積是二者共同作用的結(jié)果，且隨著樹(shù)高和胸徑的生長(zhǎng)，材積生長(zhǎng)更大;材積平均生長(zhǎng)量的變異范圍為0.00072 m3～0.02242 m3，材積平均生長(zhǎng)量在采伐時(shí)可能尚未未達(dá)到最大值，因此出現(xiàn)峰值的時(shí)間比連年生長(zhǎng)量的至少晚4 a;連年生長(zhǎng)量曲線(xiàn)與平均生長(zhǎng)量曲線(xiàn)相交于25 a，由此可知，大葉楊人工林在第25年的時(shí)候達(dá)到此材積數(shù)量成熟，這是確定林分可以進(jìn)行采伐或者主伐的重要依據(jù)之一。從材積生長(zhǎng)看，0～6 a，是大葉楊的幼林階段，生長(zhǎng)緩慢;第7年～第21年為大葉楊的材積速生期，材積在此階段的生長(zhǎng)速度較快，累計(jì)生長(zhǎng)量很大;第22年～第24年為大葉楊的近熟期，生長(zhǎng)開(kāi)始減慢;第25年以后為大葉楊的成熟期，生長(zhǎng)緩慢，連年生長(zhǎng)量較小。

圖3 大葉楊材積生長(zhǎng)規(guī)律、

3.4 大葉楊材積生長(zhǎng)率與胸高形數(shù)

對(duì)25a生大葉楊的材積生長(zhǎng)率與胸高形數(shù)進(jìn)行計(jì)算分析(見(jiàn)表1與圖4)，結(jié)果表明，材積生長(zhǎng)率隨著年齡的生長(zhǎng)而逐漸降低，前12 a間，降低的速度很快，從66.67%降到19.37%，下降了70.95%;從12 a以后，材積生長(zhǎng)率下降速度逐漸減慢，最后僅有1.83%，這與大葉楊已經(jīng)進(jìn)入數(shù)量成熟相對(duì)應(yīng)。

胸高形數(shù)是樹(shù)干材積與以樹(shù)干胸高斷面為比較圓柱體的橫斷面歲計(jì)算的形數(shù)。大葉楊的胸高形數(shù)隨著年齡的生長(zhǎng)呈現(xiàn)出先降低再微增加的趨勢(shì)，在3 a～6 a時(shí)，胸高形數(shù)急劇下降，從0.82降到0.42，降低了約50%;在9 a～12 a間，形數(shù)值最低為0.38，然后從15 a時(shí)開(kāi)始增長(zhǎng)，最終約維持在0.46。這表明大葉楊的胸高形數(shù)在不同年齡階段有一定差異，但最后仍會(huì)維持在一定的常數(shù)范圍。

圖4 大葉楊材積生長(zhǎng)率與胸高形數(shù)生長(zhǎng)規(guī)律

4 結(jié)論與討論

通過(guò)對(duì)大葉楊的生長(zhǎng)特性分析研究，發(fā)現(xiàn)大葉楊具有生長(zhǎng)速度快、生長(zhǎng)量大等特點(diǎn)，25 a生大葉楊的樹(shù)高、胸徑、材積分別達(dá)到 20.5 m、27.65 cm、0.56047 m3。大葉楊的胸徑生長(zhǎng)在6 a～9 a為速生期，此期間胸徑生長(zhǎng)速度快，第10年～第24年生長(zhǎng)速度逐漸減慢;大葉楊的樹(shù)高生長(zhǎng)速生期也在6 a～9 a，第10年～第15年樹(shù)高生長(zhǎng)開(kāi)始減慢，進(jìn)入近熟期;大葉楊材積生長(zhǎng)在9 a～21 a為速生期，材積生長(zhǎng)主要集中在這一期間，第22年～第25年生長(zhǎng)速度開(kāi)始減慢，并逐漸進(jìn)入近成熟期。

胸徑連年生長(zhǎng)量在造林后的第6年達(dá)到峰值為1.65 cm，而平均生長(zhǎng)量在第9年達(dá)到最大值為1.43 cm，比連年生長(zhǎng)量出現(xiàn)峰值時(shí)間晚3 a;胸徑連年生長(zhǎng)量與平均生長(zhǎng)量在10 a～11 a左右相交，胸徑生長(zhǎng)進(jìn)入數(shù)量成熟齡。樹(shù)高連年生長(zhǎng)量與平均生長(zhǎng)量均在第9年時(shí)達(dá)到峰值分別為1.69 m與1.51 m;樹(shù)高連年生長(zhǎng)量與平均生長(zhǎng)量在第10年時(shí)相交，表明樹(shù)高生長(zhǎng)在此時(shí)進(jìn)入數(shù)量成熟齡。材積連年生長(zhǎng)量在第21年時(shí)達(dá)到最大值為0.03947 m3，平均生長(zhǎng)量在第25年時(shí)的達(dá)到0.02242 m3;材積連年生長(zhǎng)量與平均生長(zhǎng)量在第25年左右相交，表明大葉楊在此年達(dá)到數(shù)量成熟。

大葉楊在25 a時(shí)達(dá)到數(shù)量成熟，此時(shí)進(jìn)行輪伐，可以獲得較高的經(jīng)濟(jì)效益;從培育優(yōu)質(zhì)大、中徑階木材來(lái)說(shuō)，第15年左右達(dá)到工藝成熟，此時(shí)的胸徑為19.52 cm;若從培育造紙?jiān)蟻?lái)說(shuō)，大葉楊在第9年左右可達(dá)工藝成熟，此時(shí)胸徑達(dá)12.83 cm。

大葉楊的材積生長(zhǎng)率與胸高形數(shù)都隨著年齡增長(zhǎng)而降低，材積生長(zhǎng)率在3a～12a急速下降，而12a后生長(zhǎng)率降低速度減慢;胸高形數(shù)在第12年左右達(dá)到穩(wěn)定值約0.45，說(shuō)明大葉楊的樹(shù)干干形在造林后12a時(shí)就基本成形，變化很小。

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