葉李波 江麗偉 江春華 鐘麗偉 季志利 杜有新

摘要：采用樹干解析法試驗(yàn)研究了日本花柏人工林生長過程及其模擬模型。結(jié)果表明：日本花柏33年生平均木樹高為12.57m，胸徑為13.26cm，材積達(dá)0.1029m³;此時(shí)材積連年生長量仍然大于年平均生長量，樹木生長尚沒有到數(shù)量成熟階段。日本花柏生長過程中的樹高、胸徑、材積與樹齡之間的擬合方程分別為H=12.8278/（1+e^{2.893-0.1801x}）、Dbh=12.4696/（1+e^{3.8388-0.268x}）、V=0.126/（1+e^{5.1711-0.1998x}）。

關(guān)鍵詞：日本花柏;人工林;生長過程;模型

中圖分類號：$791文獻(xiàn)標(biāo)識碼：A 文章編號：1674-9944（2019）17-0092-03

1引言

日本花柏（Chamaecyparis pisifra（Sieb.etZucc.）Endl.）原產(chǎn)日本，是當(dāng)?shù)厣降刂饕挠貌臉浞N，具有速生、耐寒、抗風(fēng)、抗病蟲害等特點(diǎn)。從20世紀(jì)初開始，最初作為山地造林樹種，在江西廬山引種栽培成功，之后在20世紀(jì)70年代開始大面積推廣到我國遼寧、湖北、浙江、福建等地，作為中低海拔山地造林的優(yōu)良速生樹種。之前關(guān)于日本花柏的栽培技術(shù)、生長發(fā)育、生態(tài)防護(hù)、木材材性、優(yōu)良家系選育及其化學(xué)成分等方面的研究較多，但關(guān)于引種本地區(qū)后的生長表現(xiàn)報(bào)道鮮見。本研究通過對麗水市蓮都林場峰源林區(qū)20世紀(jì)70年代引進(jìn)的日本花柏進(jìn)行樹干解析，剖析其生長發(fā)育過程，以期為本地區(qū)日本花柏人工林的栽培推廣及科學(xué)營林提供參考。

2試驗(yàn)材料與方法

2.1試驗(yàn)地概況

試驗(yàn)地位于蓮都林場大山峰林區(qū)（119°4522"E，28°1348"N），海拔1150m，坡向西南，土壤為黃棕壤。年平均氣溫12℃，極端最高氣溫30℃，極端低溫-12℃，日平均氣溫≥10℃的天數(shù)為227d，日平均氣溫≤O℃的天數(shù)為41d，年均降水量2069.5mm，年均相對濕度87%，有霧日280d，日平均日照時(shí)數(shù)1098h。

2.2試驗(yàn)方法

試驗(yàn)林為1984年2年生扦插苗營造的人工林，造林密度3000～3300株/hm°。造林后連續(xù)松土撫育4年，1995年間伐撫育1次，最后保留密度2220株/hm°。2016年8月，在林內(nèi)設(shè)置20m×30m樣地進(jìn)行每木檢尺，選取2株平均木進(jìn)行樹干解析。伐倒前在樹干上標(biāo)記南北方向，伐倒后測量樹高，沿離樹干基部O m、1.3m及1.3m以上按每間隔2m，分段截取3～5cm厚的圓盤，圓盤上一面標(biāo)記解析木編號、南北方向以及圓盤編號。圓盤帶回實(shí)驗(yàn)室后，對圓盤的下一面拋光并標(biāo)記南北方向，然后采用萬深la-s年輪分析系統(tǒng)測定了每一個(gè)圓盤的去皮和帶皮的南北和東西兩個(gè)方向的直徑，O號圓盤從內(nèi)往外標(biāo)記年輪，以3年為一個(gè)齡階，每隔3輪測定直徑;O號以上的圓盤從外往內(nèi)編輯年輪，每隔3輪測定其直徑。

2.3數(shù)據(jù)處理

采用函數(shù)及圖表工具的樹干解析法，分別計(jì)算了各解析木各年齡段的樹高、胸徑及材積的總生長量、年平均生長量和連年生長量。各齡階樹高、梢底直徑均采用內(nèi)插法計(jì)算，材積生長率采用普雷斯勒生長率公式，各齡階梢頭長度、材積及各因子生長過程值計(jì)算均采用常規(guī)方法。

根據(jù)解析木數(shù)據(jù)，分年齡段建立胸徑、樹高與材積回歸方程，采用邏輯斯蒂（logistic）模型進(jìn)行擬合。其擬合模型為y=k/（1+e^a-bx），式中x為年齡，y為生長量，a、b和k為待定參數(shù)，運(yùn)用DPS數(shù)據(jù)處理系統(tǒng)麥考特法進(jìn)行擬合計(jì)算。

3結(jié)果與分析

3.1樹高生長過程

通過以3年為齡級的數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)，獲得33年生日本花柏平均木的樹高、胸徑和材積的生長情況（表1）。33年生日本花柏樹高達(dá)到12.57m，年平均生長量和連年生長量分別是0.38m和0.21m（表1和圖1）。樹高年均生長量介于0.22～0.43m，早期生長較快，后期有所放緩，18年生時(shí)達(dá)到最大值<0.43m）。日本花柏連年生長量處于0.22～0.61m范圍，生長軌跡呈雙峰型，峰值分別出現(xiàn)在第9年生（0.57m）和18年生（0.58m）。樹高連年生長量在12～15年生時(shí)出現(xiàn)一個(gè)低谷，也許與1995年即11年生時(shí)的間伐撫育有一定的關(guān)系。

3.2胸徑生長過程

根據(jù)表1和圖1可見，33年生日本花柏胸徑年平均生長量和連年生長量分別為0.40cm和0.24cm。胸徑年平均生長量介于0.24～0.49cm之間，15～18年生達(dá)最大值。胸徑連年生長量處于0.24～1.00cm范圍，峰值出現(xiàn)在12年生時(shí)，之后后較快下降，24年生后趨于平緩（圖2）。

3.3材積生長及胸高形數(shù)

3.3.1材積生長規(guī)律

根據(jù)日本花柏材積生長規(guī)律（表1和圖3），材積連年生長量在30年生時(shí)達(dá)到最大值（0.006m。），而后呈現(xiàn)逐漸下降的趨勢。材積年平均生長量和連年生長量分別是0.0031m³和0.0057m³，33年生時(shí)的材積連年生長量大于年平均生長量，說明此時(shí)日本花柏林尚沒有到數(shù)量成熟齡階段。

3.3.2材積生長率與胸高形數(shù)

33年生日本花柏材積生長率隨樹齡增長逐漸變小，從6年生至18年生時(shí)的材積生長率從57.16%迅速下降至17.87%，之后緩慢下降，33年生時(shí)最低為5.99%。胸高形數(shù)隨著樹齡增長不斷變小直至趨于穩(wěn)定，9～12年生時(shí)胸高形數(shù)從1.66下降到0.61，之后維持在0.47～0.61之間，說明日本花柏干形在12年生后基本趨于穩(wěn)定（圖4）。

4結(jié)論

（1）通過對33年生日本花柏林平均木的解析，發(fā)現(xiàn)日本花柏樹高連年生長量介于0.22～0.61m之間，2個(gè)峰值分別出現(xiàn)在第9年生和18年生時(shí)。胸徑連年生長量處于0.24～1.00cm之間，呈單峰型，第12年生時(shí)生長量最大。

（2）第33年生時(shí)的日本花柏材積連年生長量0.0057rn3大于年平均生長量0.0031m³/a，說明此時(shí)日本花柏人工林仍然沒有達(dá)到數(shù)量上的成熟階段。根據(jù)胸高形數(shù)隨樹齡的變化情況，12年生后的樹干形態(tài)趨于穩(wěn)定。

（3）日本花柏的樹高、胸徑、材積與樹齡的擬合方程分別為H=12.8278/（1+e^{2.893-0.1801x}）、Dbh=12.4696/（1+e^{3.8388-0.268x}）和V=0.126/（1+e^{5.1711-0.1998x}），對日本花柏的樹高、胸徑和材積的生長狀況擬合效果較好，尚需進(jìn)一步完善修正。