盧晶晶

（廣西壯族自治區(qū)國(guó)有維都林場(chǎng)，廣西 來(lái)賓 546100）

紅錐（Castanopsis hystrix）屬殼斗科栲屬，為常綠闊葉喬木，具有生長(zhǎng)迅速、萌芽力強(qiáng)、混生性能好的特點(diǎn)［1］，其樹(shù)干通直，材質(zhì)優(yōu)良，可用來(lái)建筑、造船等［2］，是中國(guó)南亞熱帶地區(qū)重要的優(yōu)質(zhì)鄉(xiāng)土珍貴用材樹(shù)種［3］。紅錐的研究主要集中在優(yōu)質(zhì)種質(zhì)資源收集［4，5］、苗期的家系研究［6］、栽培技術(shù)研究［7，8］、紅錐天然林土壤理化性質(zhì)及水源涵養(yǎng)功能及天然分布與適生條件研究［9，10］，關(guān)于人工林生長(zhǎng)規(guī)律和生產(chǎn)力方面的研究較少［11，12］。尚未有對(duì)36 年生廣西壯族自治區(qū)紅錐人工林生長(zhǎng)規(guī)律的研究。為此，該研究在實(shí)地調(diào)查、樹(shù)干解析基礎(chǔ)上進(jìn)行樹(shù)高、胸徑、材積生長(zhǎng)分析，揭示紅錐人工林的生長(zhǎng)規(guī)律，為紅錐人工林發(fā)展提供參考依據(jù)。

1 材料與方法

1.1 試驗(yàn)地概況

試驗(yàn)地位于廣西壯族自治區(qū)國(guó)有維都林場(chǎng)（109°14′3.88′′E，23°46′33.84′′N(xiāo)）。地處北回歸線(xiàn)以南，屬熱帶季風(fēng)氣候區(qū)，溫暖濕潤(rùn)，光熱充足，無(wú)霜期長(zhǎng)，雨量充沛，土地肥沃。年平均氣溫為21.8 ℃，≥10 ℃年積溫達(dá)5 000～8 300 ℃，持續(xù)日數(shù)為270～340 d，無(wú)霜期354 d 以上；年降雨量1 592 mm，4—8月下旬為雨季；年平均氣溫18.1～21.2 ℃。試驗(yàn)地平均海拔325 m，土壤為沙頁(yè)巖黃壤，土層平均厚度100 cm 以上。紅錐人工林由維都林場(chǎng)于1978 年春季采用實(shí)生苗造林，栽植株行距為3 m×4 m，調(diào)查時(shí)林分保存密度為450 株∕hm2，林分郁閉度0.6。調(diào)查時(shí)林下植被較豐富，草本層以弓果黍（Cyrtococcum patens）、漸尖毛蕨（Cyclosorus acuminata）為優(yōu)勢(shì)種，少量分布有鳳尾蕨（Pteris cretica）等，平均高度50 cm；灌木層以陰香幼樹(shù)（Cinnamomum burmannii）、小葉女貞（Ligustrum quihoui）為優(yōu)勢(shì)種，分布有少量的豬肚簕（Randia spinosa）等，平均高度為2.4 cm；林下植被覆蓋度約為80%，枯落物層厚度為2～3 cm。

1.2 試驗(yàn)方法

在全面實(shí)地調(diào)查并分析林分狀況的基礎(chǔ)上按照典型選樣原則，在紅錐人工林林分內(nèi)選擇母巖一致、海拔、坡向、坡位等立地條件相近的3 塊標(biāo)準(zhǔn)地，設(shè)置規(guī)格為20 m×20 m，并進(jìn)行每木檢尺，測(cè)量其樹(shù)高和胸徑［13］。在標(biāo)準(zhǔn)地內(nèi)按不同徑階伐取6 株生長(zhǎng)正常、無(wú)病蟲(chóng)害、不斷梢的優(yōu)勢(shì)木作為解析木；記錄該樹(shù)所處的立地條件、林分狀況，解析木冠幅及與鄰近樹(shù)木的位置關(guān)系等；伐倒前確定根頸位置和胸徑，標(biāo)明胸高直徑位置和南北方向；伐倒后分別測(cè)定由根頸至第1 個(gè)死枝和活枝高度，在樹(shù)干上標(biāo)明南北向。在樹(shù)干底部和胸高處截取約5 cm 厚的圓盤(pán)，以2 m為一區(qū)分段截取圓盤(pán)，在梢頭底直徑的位置截取圓盤(pán)；在圓盤(pán)的非工作面上標(biāo)明南北向，并以分式形式注記。查定各圓盤(pán)年輪個(gè)數(shù)，刨光圓盤(pán)工作面，并通過(guò)髓心劃出東西、南北2 條直徑線(xiàn)，查數(shù)圓盤(pán)年輪個(gè)數(shù)；各齡階直徑的測(cè)量，用直尺測(cè)每個(gè)圓盤(pán)東西、南北2 條直徑線(xiàn)上各齡階的直徑，2 個(gè)方向上同一齡階的直徑平均數(shù)即為該齡階的直徑；各齡階樹(shù)高的測(cè)定，樹(shù)齡與各圓盤(pán)的年輪個(gè)數(shù)之差，即為林木生長(zhǎng)到該斷面高度所需的年數(shù)，根據(jù)斷面高度以及生長(zhǎng)到該斷面高度所需的年數(shù)繪制樹(shù)高生長(zhǎng)過(guò)程曲線(xiàn)；繪制樹(shù)干縱斷面圖，以橫坐標(biāo)為直徑、縱坐標(biāo)為樹(shù)高，在各斷面高的位置上，按各齡階直徑的大小繪制縱斷面圖；各齡階材積的計(jì)算，首先確定齡階的梢頭長(zhǎng)度，梢頭長(zhǎng)度等于該齡階樹(shù)高減去等長(zhǎng)區(qū)分段的總長(zhǎng)度，由此可知梢頭底斷面在樹(shù)干上的具體位置，從而確定梢頭底直徑的大小。

1.3 生長(zhǎng)規(guī)律分析以及生長(zhǎng)方程建立

采用多組回歸方程擬合樹(shù)木生長(zhǎng)，通過(guò)對(duì)比分析相關(guān)指數(shù)R2等擬合統(tǒng)計(jì)量找出比較理想的生長(zhǎng)方程。本研究主要選取以下常用生長(zhǎng)模型（表1），運(yùn)用最小二乘估計(jì)法理論，運(yùn)用SPSS 17.0 軟件對(duì)紅錐樹(shù)高、胸徑及材積的生長(zhǎng)量與年齡之間的關(guān)系進(jìn)行非線(xiàn)性迭代回歸分析，獲得所需數(shù)據(jù)，對(duì)樹(shù)高、胸徑及材積的生長(zhǎng)隨年齡變化關(guān)系進(jìn)行擬合［14］。

表1 回歸方程模型

2 結(jié)果與分析

2.1 胸徑生長(zhǎng)規(guī)律分析

為分析紅錐胸徑的生長(zhǎng)特性及規(guī)律，對(duì)樹(shù)干解析的數(shù)據(jù)進(jìn)行計(jì)算，得出36年生紅錐生長(zhǎng)過(guò)程見(jiàn)表2、圖1 及圖2。由圖1 可知，紅錐胸徑總生長(zhǎng)量在1～14年斜率較大，說(shuō)明胸徑生長(zhǎng)迅速，14～21 年曲線(xiàn)斜率較平緩，說(shuō)明胸徑生長(zhǎng)較緩慢，21～36 年曲線(xiàn)斜率較大，說(shuō)明紅錐胸徑仍有較大增長(zhǎng)空間。由表2 和圖2可知，胸徑平均生長(zhǎng)量曲線(xiàn)起伏較小，說(shuō)明紅錐生長(zhǎng)的環(huán)境條件在較長(zhǎng)時(shí)間內(nèi)比較穩(wěn)定；而連年生長(zhǎng)量表現(xiàn)出較大的波動(dòng)性，可能是由年際間環(huán)境的變化，尤其是水熱條件的變化和激烈的種內(nèi)競(jìng)爭(zhēng)造成的。胸徑連年生長(zhǎng)量出現(xiàn)3 次峰值，分別是第3 年的2.8 cm、第6 年的1.8 cm 和第10 年的1.6 cm，在第3～4 年、第6～9 年、第10～13 年、第15～17 年出現(xiàn)急劇下降，之后趨于平穩(wěn)，增長(zhǎng)量穩(wěn)定在0.5～1.0 cm。胸徑平均生長(zhǎng)量高峰出現(xiàn)在第7 年，速生期在第2～7 年，隨后2 年略有下降，第9～12 年略有回升，第15 年后緩慢下降，平均生長(zhǎng)量約為1.0 cm。胸徑連年生長(zhǎng)量與平均生長(zhǎng)量在第8、10、12、14、16 年時(shí)相交，第16 年后，連年生長(zhǎng)量總體小于平均生長(zhǎng)量。36 年生紅錐胸徑可達(dá)36.4 cm。

圖1 胸徑總生長(zhǎng)量曲線(xiàn)

圖2 胸徑平均生長(zhǎng)量及連年生長(zhǎng)量曲線(xiàn)

2.2 樹(shù)高生長(zhǎng)規(guī)律分析

紅錐樹(shù)高的生長(zhǎng)特性見(jiàn)圖3、圖4。由圖3 可知，第1～7 年紅錐樹(shù)高總生長(zhǎng)量曲線(xiàn)斜率較平緩，樹(shù)高生長(zhǎng)較緩慢，第7～16 年，曲線(xiàn)斜率較大，樹(shù)高生長(zhǎng)迅速，第16 年后，曲線(xiàn)斜率平緩，樹(shù)高緩慢增加，第36年，樹(shù)高可達(dá)28.7 m。由表2 和圖4 可知，樹(shù)高連年生長(zhǎng)量波動(dòng)較大，在第1～7 年樹(shù)高連年生長(zhǎng)量在0.5～1.0 m，第8 年達(dá)到峰值2.0 m，第9～12 年在1.0 m 波動(dòng)，第13 年再次到達(dá)峰值2.0 m，隨后2 年下降到1.0 m，第16 年達(dá)到峰值2.0 m，第16 年后，生長(zhǎng)量急劇下降，在第22 年和24 年有所回升，但樹(shù)高連年生長(zhǎng)量穩(wěn)定于0.5 m 左右，在第30 年后波動(dòng)較小。平均生長(zhǎng)量除在第1～2 年和第4～7 年呈下降趨勢(shì)外，在第16 年前，樹(shù)高平均生長(zhǎng)量呈緩慢上升趨勢(shì)，并在第16 年達(dá)到峰值1.08 m，后呈緩慢下降趨勢(shì)，穩(wěn)定于0.8 m 左右，總體而言，樹(shù)高平均生長(zhǎng)量變化波動(dòng)不大。連年生長(zhǎng)量3 次達(dá)到峰值，主要是由于當(dāng)年的夏秋季溫度較高，降水量大，蒸發(fā)量大，植物蒸騰量也大，有利于增強(qiáng)植物生長(zhǎng)過(guò)程中營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)的吸收與代謝，故林木生長(zhǎng)快。2 個(gè)曲線(xiàn)在第2、4、7、11、14、16 年相交，之后樹(shù)高平均生長(zhǎng)量均大于連年生長(zhǎng)量。

圖3 樹(shù)高總生長(zhǎng)量曲線(xiàn)

圖4 樹(shù)高平均生長(zhǎng)量與連年生長(zhǎng)量曲線(xiàn)

2.3 材積生長(zhǎng)規(guī)律分析

材積是樹(shù)木高度、粗度和干形交互影響的結(jié)果，從利用角度上，樹(shù)干材積的經(jīng)濟(jì)價(jià)值最大。紅錐材積的生長(zhǎng)特性及規(guī)律見(jiàn)圖5、圖6。材積生長(zhǎng)受到胸徑和樹(shù)高生長(zhǎng)的影響，由表2 和圖5 可知，紅錐在生長(zhǎng)前36 年的材積總生長(zhǎng)量一直處于遞增狀態(tài)，第2～9 年生長(zhǎng)緩慢，第9 年后材積迅速生長(zhǎng)。由表2 和圖6 可知，材積連年生長(zhǎng)量總體呈波動(dòng)上升趨勢(shì)，在0～9 年緩慢上升，第9 年之后迅速上升，第19～21 年有所下降，之后迅速上升，在第29～32 年急劇下降，之后2 年急劇上升，并且在第34 年達(dá)到峰值0.082 5 m3。材積平均生長(zhǎng)量總體呈緩慢上升趨勢(shì)，前13 年上升幅度較小，第13 年之后上升幅度較大。第36 年，材積總生長(zhǎng)量大農(nóng)業(yè)1.356 7 m3。

圖5 材積總生長(zhǎng)量曲線(xiàn)

圖6 材積連年生長(zhǎng)量與平均生長(zhǎng)量曲線(xiàn)

2.4 生長(zhǎng)模型的建立

樹(shù)木的生長(zhǎng)速度隨年齡的增加而變化，呈緩慢、旺盛、緩慢，最終停止的生長(zhǎng)規(guī)律，其總生長(zhǎng)量變化過(guò)程呈S 型曲線(xiàn)。由于樹(shù)木生長(zhǎng)易受到外界環(huán)境以及人為干擾等因素影響而發(fā)生波動(dòng)，尤其是連年生長(zhǎng)量對(duì)外界環(huán)境變化比較敏感而波動(dòng)較大。本研究運(yùn)用6 種常用的樹(shù)木生長(zhǎng)方程，擬合出紅錐樹(shù)高、胸徑及材積生長(zhǎng)量與年齡間的關(guān)系，結(jié)果見(jiàn)表3。以相關(guān)系數(shù)（R2）最大作為判斷最優(yōu)方程的標(biāo)準(zhǔn)，擬合方程的參數(shù)估計(jì)值以及利用胸徑生長(zhǎng)模擬方程的預(yù)測(cè)值與實(shí)測(cè)值進(jìn)行X2檢驗(yàn)，分別得出胸徑、樹(shù)高、材積的最優(yōu)生長(zhǎng)方程見(jiàn)表4，材積最優(yōu)模擬方程為考爾夫（Korf）方程，Y=329.728e-19.569T-0.354，相關(guān)系數(shù)R2為0.999。

表3 紅錐樹(shù)高、胸徑及材積與年齡的回歸分析數(shù)據(jù)

表4 胸徑、樹(shù)高、材積的最優(yōu)生長(zhǎng)方程

3 小結(jié)與討論

胸徑是衡量樹(shù)木大小的重要指標(biāo)，也是林分調(diào)查最常用的調(diào)查因子，對(duì)樹(shù)木的材積影響最大。紅錐的樹(shù)高、胸徑生長(zhǎng)量隨著年齡的增大而增加。胸徑生長(zhǎng)分3 個(gè)階段，第1～14 年生長(zhǎng)迅速，第14～21 年生長(zhǎng)緩慢，第21 年后生長(zhǎng)迅速。樹(shù)高生長(zhǎng)分3 個(gè)階段，第1～7 年生長(zhǎng)緩慢，第7～16 年生長(zhǎng)迅速，第16 年之后生長(zhǎng)緩慢。材積生長(zhǎng)分2 個(gè)階段，第1～9 年生長(zhǎng)緩慢，第9 年之后生長(zhǎng)迅速。樹(shù)高、胸徑、材積生長(zhǎng)量均隨年齡的增長(zhǎng)而增加，但生長(zhǎng)緩慢期和迅速期各不相同。紅錐的材積連年生長(zhǎng)量曲線(xiàn)與平均生長(zhǎng)量曲線(xiàn)沒(méi)有交點(diǎn)，材積尚未達(dá)到數(shù)量成熟齡，紅錐的后期生長(zhǎng)和成熟齡還有待進(jìn)一步研究。

紅錐的胸徑、樹(shù)高、材積的平均生長(zhǎng)量和連年生長(zhǎng)量曲線(xiàn)圖反映紅錐的生長(zhǎng)規(guī)律。胸徑連年生長(zhǎng)量波動(dòng)較大，可能是由年際間環(huán)境的變化，尤其是水熱條件的變化和激烈的種內(nèi)競(jìng)爭(zhēng)造成的，在第3 年出現(xiàn)最大值，第1～15 年生長(zhǎng)處于旺盛期，第15 年之后生長(zhǎng)趨勢(shì)明顯減緩；胸徑平均生長(zhǎng)量波動(dòng)小，第7 年出現(xiàn)峰值，2 條曲線(xiàn)在第8、10、12、14、16、29 年時(shí)相交，這與林分的經(jīng)營(yíng)措施、氣候因素等影響有關(guān)。樹(shù)高連年生長(zhǎng)量波動(dòng)較大，第7～16 年為速生期，第1～16 年樹(shù)高平均生長(zhǎng)量波動(dòng)上升，之后緩慢下降，2 曲線(xiàn)在第2、4、7、11、14 和16 年相交，生長(zhǎng)量峰值分別出現(xiàn)在第8 年和第16 年。材積連年生長(zhǎng)量呈波動(dòng)上升趨勢(shì)，而平均生長(zhǎng)量呈平緩上升，第9～29 年連年生長(zhǎng)量增長(zhǎng)較快，第29 年后生長(zhǎng)較為緩慢。材積平均生長(zhǎng)量與連年生長(zhǎng)量曲線(xiàn)沒(méi)有相交。紅錐人工林早期生長(zhǎng)迅速，但在生長(zhǎng)過(guò)程中，林木間對(duì)水、肥、氣、熱的競(jìng)爭(zhēng)激烈，必定會(huì)在一定程度上抑制林木的生長(zhǎng)，出現(xiàn)生長(zhǎng)緩慢現(xiàn)象，而胸徑和樹(shù)高在第16 年之后生長(zhǎng)開(kāi)始減緩，建議可在7 年內(nèi)進(jìn)行撫育間伐，為林木生長(zhǎng)提供一個(gè)良好的生長(zhǎng)空間。