蘇宗萬

(光澤縣止馬林業(yè)工作站，福建 光澤 354101)

苦櫧次生林生長規(guī)律與生物量分析

蘇宗萬

(光澤縣止馬林業(yè)工作站，福建 光澤 354101)

采用常規(guī)的標(biāo)準(zhǔn)地調(diào)查方法、樹干解析方法對福建省光澤縣司前鄉(xiāng)舉安村苦櫧次生林的生長規(guī)律與生物量進(jìn)行研究。結(jié)果表明：苦櫧次生林喬木層有35個(gè)樹種，苦櫧平均木年齡為40 a，密度(310株·hm-2)僅占喬木層總株數(shù)的25%，但蓄積量占總蓄積量(141.97 m3·hm-2)的69.52%，居優(yōu)勢地位；苦櫧的側(cè)根發(fā)達(dá)，細(xì)根較少，早期生長緩慢，樹高連年生長量、平均生長量最大峰值分別是第13年、第17年；胸徑連年生長量、平均生長量最大峰值分別是第9年、第24年；苦櫧的平均木單株材積(去皮)連年生長量、平均生長量在40 a中均處于上升趨勢，但連年生長量少數(shù)年份有波動(dòng)，于第37年出現(xiàn)最大值(0.018 24 m3·a-1)，兩曲線未相交且相距較遠(yuǎn)，表明單株材積未達(dá)到數(shù)量成熟年齡?？鄼酱紊謫棠緦用芏葹?240株·hm-2，總生物量約為141.54 t·hm-2；40年生苦櫧次生林單株生物量為317.39 kg·株-1，各器官的生物量大小順序?yàn)椋簶涓?去皮)>枝>根>皮>葉。

苦櫧；次生林；生長規(guī)律；根系；生物量

苦櫧(Castanopsissclerophylla)是殼斗科(Fagaceae)錐屬(Castanopsis)常綠喬木樹種，產(chǎn)長江以南五嶺以北各地，喜光、耐旱，枝繁葉茂，壽命長，抗性強(qiáng)，是次生林重要的先鋒樹種和建群樹種[1]，也是優(yōu)良的城市和庭院綠化樹種；木材淡棕黃色，較密致，堅(jiān)韌，富于彈性，為優(yōu)良的家具、農(nóng)具用材，也是優(yōu)良的培育食用菌材料；種仁是制粉條和苦櫧豆腐的原料[2-3]。目前，國內(nèi)學(xué)者對苦櫧的研究主要集中于苦櫧種子的經(jīng)濟(jì)價(jià)值和開發(fā)利用[1-3]，苦櫧造林技術(shù)、人工混交林、林下套種[1-4]等方面，但對苦櫧次生林的生長規(guī)律未見報(bào)道。本文對福建省光澤縣司前鄉(xiāng)舉安村的一片苦櫧次生林采用林分標(biāo)準(zhǔn)地調(diào)查、樹干解析、生物量測定的方法進(jìn)行研究，揭示苦櫧的生長規(guī)律，為苦櫧次生林的保護(hù)和人工林培育提供參考。

1 研究區(qū)概況

研究區(qū)位于福建省北部的光澤縣司前鄉(xiāng)舉安村，北緯27°46.848′、東經(jīng)117°28.479′，屬閩江上游富屯溪源頭，居武夷山北段，坡向東南，海拔320～350 m，苦櫧次生林分布于山坡上部和山脊上，土壤為山地紅壤，立地等級為Ⅲ級。該地屬于亞熱帶地區(qū)，氣候溫暖濕潤，年均氣溫17.9 ℃，年均降水量1731 mm，年均相對濕度約80%，年無霜期268 d。

2 研究方法

2.1林分生長量調(diào)查方法

采用常規(guī)的標(biāo)準(zhǔn)地調(diào)查方法，沿次生林中苦櫧分布較多的山坡上部和山脊連續(xù)設(shè)立10 m×10 m的標(biāo)準(zhǔn)地20塊(總面積2000 m2)，對標(biāo)準(zhǔn)地內(nèi)所有樹高≥3 m的喬木層植物進(jìn)行每木調(diào)查，調(diào)查指標(biāo)包括樹種名稱、胸徑、樹高、冠幅。采用斷面積加權(quán)方法計(jì)算喬木層各樹種的平均胸徑和平均樹高。采用施恭明等[5]修訂的福建省闊葉樹二元材積方程V=0.0000685634D1.933221H0.867885計(jì)算闊葉樹(除苦櫧外)單株材積；苦櫧單株材積采用樹干解析法和圓臺(tái)體積公式測定；采用施恭明等[6]修訂的福建省馬尾松二元材積方程：V=0.0000705985D1.8738831H0.9103613計(jì)算馬尾松單株材積；采用杉木二元材積公式[7]：V=0.00005877042D1.9699831H0.89646157計(jì)算杉木單株材積；式中：V為單株材積(m3)；D為胸徑(cm)；H為樹高(m)。

2.2樹干解析方法

2.3生物量測定方法

利用上述3株苦櫧樣木同時(shí)進(jìn)行各器官生物量調(diào)查。生物量測定采用常規(guī)的分層切割法：樣木伐倒并鋸下樹干圓盤后，測定樹干各區(qū)分段樹干、樹枝的鮮重；用柴刀剝離樹干和樹皮，再分別測定鮮重，并取樣帶回室內(nèi)測定含水率；將樹枝的枝葉分開，枝再分為不同徑級(>10、5～10、2～5、1～2、0.5～1、<0.5 cm等)，分別測定其鮮重，并取樣帶回室內(nèi)測定含水率；地下部分(根系)生物量測定采用全挖法，根系分為根樁和直徑>10、5～10、2～5、1～2、0.5～1、0.2～0.5、<0.2 cm等不同徑級的根，測定鮮重并取樣測定含水率。植株含水率樣品測定鮮重后，放入鼓風(fēng)干燥箱中于80 ℃烘干至恒重，測定干重，并采用如下公式計(jì)算絕對含水率：絕對含水率(%)=(鮮重-干重)/干重×100，然后，將各器官鮮重用含水率換算成干重(生物量)。

3 結(jié)果與分析

3.1苦櫧次生林喬木層各樹種生長狀況

苦櫧次生林喬木層(樹高≥3 m)有35個(gè)樹種，密度1240株·hm-2，總蓄積量141.97 m3·hm-2。其中苦櫧密度為310株·hm-2，僅占喬木層總株數(shù)的25%，但其平均胸徑最大(25.75 cm)，最大胸徑達(dá)79.00 cm，胸高斷面積占總胸高斷面積的67.22%，占總蓄積量的69.52%，居優(yōu)勢地位；喬木層中斷面積第2至第10位的樹種依次是：楓香(Liquidambarformosana)、青岡(Cyclobalanopsisglauca)、杉木(Cunninghamialanceolata)、油茶(Camelliaoleifera)、馬尾松(Pinusmassoniana)、桃葉石楠(Photiniaprunifolia)、擬赤楊(Alniphyllumfortunei)、馬銀花(Rhododendronovatum)、欏木石楠(Photiniadavidsoniae)，其余25個(gè)樹種總密度355株·hm-2，但胸高斷面積僅占喬木層總斷面積的4.26%，蓄積量僅占喬木層總蓄積量的2.50%?？鄼皆诖紊謫棠緦又械母邚奖?樹高除以胸徑的比值)為40，是所有樹種中最小的(表1)，說明苦櫧樹高生長速度相對較慢。

表1 苦櫧次生林喬木層(高度≥3 m)主要樹種生長狀況

3.2苦櫧平均木生長過程

對于具有年輪的樹木來說，樹干解析是研究其生長過程的一種常規(guī)方法。次生林苦櫧平均木的年齡為40 a，胸徑(帶皮)為25.75 cm，樹高為10.35 m，根據(jù)樹干解析的結(jié)果，其去皮胸徑為24.01 cm，去皮單株材積為0.27572 m3，單株帶皮材積為0.31837 m3，形數(shù)0.59067。

3.2.1 胸徑(去皮)生長過程 由圖1可知，苦櫧胸徑的生長出現(xiàn)較晚，第8年才開始有胸徑生長，胸徑總生長量在10、20、30、40年生時(shí)分別為3.94、13.05、19.51、24.01 cm；胸徑連年生長量在0.30～1.43 cm·a-1之間，年際間有一定波動(dòng)，第9年達(dá)最大值(1.43 cm·a-1)，隨后呈現(xiàn)下降趨勢；胸徑平均生長量在0.17～0.67 cm·a-1之間，開始幾年增加較快，隨后平穩(wěn)，第24年達(dá)最大值(0.67 cm·a-1)，然后緩慢下降。

圖1 苦櫧次生林平均木胸徑(去皮)生長曲線

3.2.2 樹高生長過程 由圖2可知，苦櫧樹高生長較慢，樹高總生長量在5、10、20、30年生時(shí)分別為0.88、2.26、5.66、7.98 m，40年生時(shí)的樹高僅為10.35 m?？鄼綐涓哌B年生長量在0.10～0.68 m·a-1之間，年際間也具有較大的波動(dòng)性，在13年生時(shí)達(dá)最大值(0.68 m·a-1)，至第25年達(dá)最低值(0.10 m·a-1)；樹高平均生長量在0.15～0.30 m·a-1之間，第17年達(dá)最大峰值(0.30 m·a-1)。從定期生長量看，前10 a樹高僅生長了2.26 m，第10～20年樹高生長速度加快，定期生長量為3.40 m，20年生時(shí)的樹高達(dá)5.66 m，隨后生長速度減緩，第20～30年樹高定期生長量為2.32 m，30年生樹高總生長量為7.98 m，第30～40年的樹高定期生長量為2.37 m，比前期略有增加，但總體生長速度較為平穩(wěn)。

圖2 苦櫧次生林平均木樹高生長曲線

3.2.3 單株材積(去皮)生長過程 由圖3可知，苦櫧單株材積(去皮)早期生長緩慢，5年生時(shí)總生長量僅為0.00020 m3，10年生后總生長量增長迅速，10、20、30、40年生時(shí)分別為0.00363、0.05081、0.14304、0.27572 m3，到了40年生仍處于上升趨勢；單株材積(去皮)連年生長量介于0.00001～0.01824 m3之間，除了少數(shù)年份外(可能是氣候的影響)，苦櫧單株材積連年生長量均為遞增趨勢，曲線有一定的波動(dòng)性，但波動(dòng)幅度小于胸徑和樹高的波動(dòng)；苦櫧單株材積連年生長量從第2年起始終大于平均生長量，第37年出現(xiàn)最大值(0.01824 m3·a-1)；苦櫧單株材積平均生長量曲線與連年生長量曲線均呈上升趨勢，兩曲線未相交且相距較遠(yuǎn)，說明苦櫧的單株材積遠(yuǎn)未達(dá)到數(shù)量成熟年齡。

圖3 苦櫧次生林平均木單株材積(去皮)生長曲線

3.3生物量

森林生物量是森林生態(tài)系統(tǒng)的重要指標(biāo)，是評價(jià)森林生產(chǎn)力、碳儲(chǔ)量、物質(zhì)循環(huán)等森林特征的基礎(chǔ)[9]。林木生物量及其各器官的分配受其生物學(xué)特性和立地條件的共同影響。

從表2可見，40年生苦櫧次生林平均木全株生物量為317.39 kg·株-1，單位面積生物量為98.39 t·hm-2。假設(shè)喬木層生物量與蓄積量成正比，那么包括其他樹種在內(nèi)的次生林喬木層總生物量估計(jì)值=喬木層蓄積量(141.97 m3·hm-2/苦櫧蓄積量(98.69 m3·hm-2)×苦櫧生物量(98.39 t·hm-2)=141.54 t·hm-2，小于武夷山絲栗栲天然林喬木層(272.97 t·hm-2)[10]，但遠(yuǎn)大于浙江天童苦櫧次生灌叢(16.77 t·hm-2)[11]。次生林苦櫧地上部分生物量為237.69 kg·株-1，占全株生物量的74.89%，其中樹干(去皮)生物量為136.15 kg·株-1，占地上部分的57.28%，占全株生物量的42.90%，比例最大；其次是樹枝，生物量為79.86 kg·株-1，占全株生物量的25.16%。各器官的生物量從大到小的順序?yàn)椋簶涓?去皮)>枝>根>樹皮>葉；苦櫧平均木地下部分(根系)的生物量為79.70 kg·株-1，根冠比為0.34，比武夷山絲栗栲天然林(0.29)[10]大，說明苦櫧的根系比絲栗栲更發(fā)達(dá)。

表2 苦櫧次生林生物量及其分配

苦櫧的根樁占地下生物量的比例最大(41.22%)，其次為2～5 cm根(21.70%)和>10 cm根(17.97%)；直徑在2 cm及以上的根生物量占根系總生物量93.99%；直徑<0.2 cm的根稱為“細(xì)根”，承擔(dān)著林木水分和養(yǎng)分吸收的功能，僅占根系總生物量的1.54%，占全株生物量的0.39%，單位面積生物量為0.38 t·hm-2。苦櫧側(cè)枝發(fā)達(dá)，總生物量為79.86 t·hm-2，占地下部分生物量的33.60%，僅次于樹干，其中5～10 cm徑級比例最大，占全部枝的67.05%，其次為2～5 cm徑級，占全部枝的17.36%。

4 小結(jié)與討論

福建光澤苦櫧次生林喬木層有35個(gè)樹種，苦櫧密度(310株·hm-2)僅占喬木層總株數(shù)的25%，但蓄積量占總蓄積量(141.97 m3·hm-2)的69.52%，居優(yōu)勢地位；苦櫧高徑比最小(0.40)，這與其生物學(xué)特性有關(guān)；苦櫧次生林平均木年齡為40 a，帶皮胸徑25.75 cm，去皮胸徑23.38 cm，樹高10.35 m，單株去皮材積為0.27572 m3，單株帶皮材積為0.31837 m3，形數(shù)0.59067。雖然苦櫧根冠比為0.34，大于武夷山絲栗栲天然林(0.29)[10]，且側(cè)枝發(fā)達(dá)，占地下部分生物量的33.60%，但苦櫧的細(xì)根僅占根系總生物量的1.54%，導(dǎo)致次生林苦櫧早期生長緩慢，所以在栽培苦櫧時(shí)可適當(dāng)添加生根劑和磷肥，以促進(jìn)根生長，增強(qiáng)林木對養(yǎng)分的吸收。

苦櫧次生林早期生長緩慢，胸徑生長第8年才出現(xiàn)，胸徑和樹高連年生長量均有一定波動(dòng)，但樹高波動(dòng)性大于胸徑；胸徑連年生長量在0.30～1.43 cm·a-1之間，平均生長量在0.17～0.67 cm·a-1之間，連年生長量高峰值(1.43 cm·a-1)出現(xiàn)較早(第9年)，但平均生長量高峰值(0.67 cm·a-1)出現(xiàn)較晚(第24年)；樹高連年生長量在0.10～0.68 m·a-1之間，樹高平均生長量在0.15～0.30 m·a-1之間，樹高連年生長量最大值(0.68 m·a-1)出現(xiàn)的時(shí)間(第13年)比胸徑晚，但樹高平均生長量最大值(0.30 m·a-1)出現(xiàn)的時(shí)間(第17年)比胸徑早，表明苦櫧樹高速生期出現(xiàn)較晚但結(jié)束早，導(dǎo)致苦櫧樹高總生長量較低。

苦櫧次生林單株材積(去皮)連年生長量介于0.00001～0.01824 m3之間，總體上呈現(xiàn)為遞增趨勢，其波動(dòng)性小于胸徑和樹高，從第2年起始終大于平均生長量，于第37年出現(xiàn)最大值(0.01824 m3·a-1)；苦櫧單株材積平均生長量曲線與連年生長量曲線均呈上升趨勢，兩者未相交且相距較遠(yuǎn)，表明其單株材積遠(yuǎn)未達(dá)到數(shù)量成熟年齡。

苦櫧次生林喬木層總生物量約為141.54 t·hm-2，小于武夷山絲栗栲天然林喬木層(272.97 t·hm-2)，但遠(yuǎn)大于浙江天童苦櫧次生灌叢(16.77 t·hm-2)[11]?？鄼酱紊值厣喜糠稚锪繛?37.69 kg·株-1，占全株生物量的74.89%，其中樹干(去皮)生物量為136.15 kg·株-1，占全株生物量的42.90%，比例最大；苦櫧側(cè)枝發(fā)達(dá)，其生物量占全株生物量的25.16%，各器官的生物量從大到小的順序?yàn)椋簶涓?去皮)>枝>根>樹皮>葉。

[1]宋惠君，王軍.苦櫧經(jīng)濟(jì)價(jià)值與人工造林技術(shù)[J].現(xiàn)代農(nóng)業(yè)科技，2008(19)：81.

[2]李振問，阮傳成，王國熙.苦櫧的人工造林技術(shù)及開發(fā)利用[J].林業(yè)科技開發(fā)，1998(4)：22-23.

[3]黃海松，林根旺，沙彩萍.苦櫧開發(fā)前景與造林技術(shù)[J].長春理工大學(xué)學(xué)報(bào)：高教版，2009，4(6)：185-186.

[4]李曉儲(chǔ)，萬志洲，徐海兵，等.林下復(fù)層混交苦櫧、青岡櫟改造風(fēng)景林林相研究[J].林業(yè)科技開發(fā)，2007(1)：3-5.

[5]施恭明，江希鈿，林力，等.福建省闊葉樹二元材積方程修訂[J].武夷學(xué)院學(xué)報(bào)，2015，34(3)：10-14.

[6]施恭明，李寶銀，洪端芳，等.福建省馬尾松人工林二元立木材積方程檢驗(yàn)與修訂[J].森林與環(huán)境學(xué)報(bào)，2015，35(1)：81-86.

[7]中華人民共和國農(nóng)林部.LY 208—77立木材積表[S].北京：技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)出版社，1978.

[8]梁林峰.基于Excel函數(shù)及圖表工具的樹干解析方法[J].林業(yè)調(diào)查規(guī)劃，2015，40(6)：11-16.

[9]趙清峰，孔慧清，關(guān)麗鵬.淺議森林生物量的測定方法[J].防護(hù)林科技，2013(10)：86-87.

[10]林芳.武夷山絲栗栲天然林群落的生物量及其分配規(guī)律[J].江西農(nóng)業(yè)大學(xué)學(xué)報(bào)，2006，28(1)：74-77.

[11]張光富，宋永昌.浙江天童苦櫧+白櫟灌叢群落的生物量研究[J].武漢植物學(xué)研究，2001，19(2)：101-106.

AnalysisofGrowthRhythmandBiomassofACastanopsissclerophyllaSecondaryForest

SUZongwan

(ZhimaForestryWorkStationofGuangzeCounty，Guangze354101，F(xiàn)ujian，China)

Growth rhythm and biomass of aCastanopsissclerophyllasecondary forest in Guangze county，F(xiàn)ujian Province were studied.The results showed that there were 35 tree species in tree layer of theC.sclerophyllasecondary forest，suggesting high tree species diversity，butC.sclerophyllawas the dominant species.Although lateral root of theC.sclerophyllawas relatively highly developed，but the less developed fine root lead to low growth rate of theC.sclerophyllatree in the early stage.Peak values of current annual increment and mean annual increment of tree height were recorded at 13 and 17 years old，respectively.Peak values of current annual increment and mean annual increment of DBH (diameter at breast height) were recorded at 9 and 24 years old，respectively.Current annual increment and mean annual increment of a mean sample tree volume (inside bark) of the C.sclerophylla both showed increasing trends over the whole 40-year period，with the former fluctuated in a few years with peak value of 0.018 24 m3·a-1at 37 years of age，but both of the growth curves did not intersect and they were far apart each other indicating that tree volume did not reached quantitative maturity age.Tree density and tree biomass in the tree layer of theC.sclerophyllasecondary forest were 1240 trees·hm-2and 141.54 t·hm-2，respectively.Biomass of a 40-year-oldC.sclerophyllamean sample tree were 317.39 kg·stem-1and biomass of different organs were in the order：stem (inside bark)>branch>root>bark>leaf.

Castanopsissclerophylla；secondary forest；growth rhythm；root system；biomass

10.13428/j.cnki.fjlk.2017.03.013

2017-03-30；

： 2017-06-11

福建省林業(yè)廳科研項(xiàng)目(苦櫧種質(zhì)資源收集、保存與評價(jià)，閩林科[2012]函2號)

蘇宗萬(1967—)，男，福建光澤人，光澤縣止馬林業(yè)工作站工程師，從事森林培育工作。E-mail：gzszw@163.com。

S718.55+6

： A

： 1002-7351(2017)03-0063-06