汪智勇,錢宇汀,馬閃閃
(浙江省杭州市臨安區(qū)農(nóng)林技術(shù)推廣中心 310006)
香果樹(Emmenopterys Henryi Oliv.)屬茜草科香果樹屬,為國(guó)家二級(jí)重點(diǎn)保護(hù)樹種,中國(guó)特有單科屬植物,是研究茜草科系統(tǒng)發(fā)育、形態(tài)演化及中國(guó)植物地理區(qū)系的重要種類。加強(qiáng)對(duì)香果樹的保護(hù)和繁衍的研究,在生物多樣性的保護(hù)上有極其重要的現(xiàn)實(shí)意義。
香果樹樹冠、花、果都非常美麗,是很有觀賞價(jià)值的庭園、溪旁綠化樹種;其木材物理力學(xué)性質(zhì)良好,是培養(yǎng)大型雕塑、裝飾之良材;其根和樹皮是一種重要的中藥材;其枝皮纖維是制造蠟紙和人造棉等工業(yè)的原料,是值得開發(fā)利用的多用途的用材和經(jīng)濟(jì)樹種。
目前未見香果樹造林成林的報(bào)道,更未見從香果樹人工林的樹干解析數(shù)據(jù)來研究香果樹的生長(zhǎng)規(guī)律的報(bào)導(dǎo)。本研究主要是對(duì)杭州市臨安區(qū)昌化林場(chǎng)干坑林區(qū)41 年生香果樹優(yōu)勢(shì)木進(jìn)行樹干解析,以了解香果樹人工林成林的整個(gè)生長(zhǎng)過程和生產(chǎn)潛力,對(duì)高效培育香果樹優(yōu)良林木和天然林的保護(hù)具有重要的指導(dǎo)作用。
解析木取自浙江省杭州市臨安區(qū)昌化林場(chǎng)干坑林區(qū)的0.47hm2香果樹人工林。地處昌化龍?zhí)辽缴铰矗孪驗(yàn)楸逼?,海?10m,坡度25°,年平均氣溫10.9℃,最高氣溫31.2℃,最低氣溫-14.7℃,年平均積溫4040.5℃,年降雨量1609.6mm,年降水日173d,平均濕度70.1%,最小濕度60.8%,平均風(fēng)速2.5m/s,土壤為山地黃棕壤,土層厚度40~50cm,黑色土層30cm 左右,土壤pH 值5.5。造林用的香果樹苗為昌化林場(chǎng)自采(種子)自育的苗木。于1979 年春營(yíng)造香果樹林,頭年冬天按4m×4m 株行距挖長(zhǎng)、寬各60cm,深40cm 的栽植穴,翌春用高40cm 左右、根頸粗0.6cm 左右的3 年生香果樹苗造林。造林后幼林撫育管理5 年,每年5 月上旬和9 月下旬各除草松土1 次,并及時(shí)進(jìn)行除萌工作,1 年2~3 次。2001 年(造林后第22 年)按“留強(qiáng)去弱,留稀去密”的原則,對(duì)香果樹林進(jìn)行首次間伐,砍去1/5,以擴(kuò)大保留木的生長(zhǎng)空間,保持合理的林分密度。
試驗(yàn)林為41 年生香果樹人工林,整個(gè)林分內(nèi)部環(huán)境條件相對(duì)一致,于2019 年11 月隨機(jī)選取30 株樣木進(jìn)行每木檢尺,測(cè)定胸徑,根據(jù)結(jié)果選擇2 株符合優(yōu)勢(shì)木標(biāo)準(zhǔn)的香果樹為解析木。
將選擇的2 株解析木標(biāo)記南北方位、根頸及胸高位置,記錄解析木生長(zhǎng)情況,測(cè)量2 株優(yōu)勢(shì)木的樹高、枝下高、冠幅(東西、南北)后伐倒,第一區(qū)分段的長(zhǎng)度1.3m,第二區(qū)分段長(zhǎng)度2.6m,其余區(qū)分段長(zhǎng)度2m,截取圓盤帶回實(shí)驗(yàn)室。
后以5 年為1 個(gè)齡級(jí)測(cè)定各齡級(jí)生長(zhǎng)量。經(jīng)數(shù)據(jù)處理分析,采用區(qū)分段平均斷面求積法計(jì)算樹干材積,并計(jì)算各齡階的形數(shù)、胸徑、樹高、連年生長(zhǎng)量和平均生長(zhǎng)量及材積生長(zhǎng)率,繪制各種生長(zhǎng)量的生長(zhǎng)過程曲線,作為了解該樹種生長(zhǎng)規(guī)律和生產(chǎn)潛力的依據(jù)。
取41 年生香果樹2 株解析木的平均值結(jié)果見表1,總生長(zhǎng)量曲線和材積生長(zhǎng)率曲線如圖1。
表1 41 年生香果樹人工林生長(zhǎng)過程
從表1 可知,41 年生香果樹樹高總生長(zhǎng)量為21.0m,胸徑總生長(zhǎng)量為36cm,材積(去皮)總生長(zhǎng)量達(dá)到0.2435m3。
從香果樹胸徑、樹高、材積總生長(zhǎng)量曲線可知,樹高、胸徑、材積生長(zhǎng)與林齡呈正相關(guān)關(guān)系,總體保持生長(zhǎng)狀態(tài),無大幅度波動(dòng)。香果樹胸徑隨年齡增大而增加,其總生長(zhǎng)量在20~25 年前相對(duì)增幅較快,以后增幅逐漸變小,41 年生香果樹胸徑平均生長(zhǎng)量為0.88cm;41 年生香果樹樹高前期隨年齡增大而增長(zhǎng),其總生長(zhǎng)量在20~25 年后生長(zhǎng)速度相對(duì)轉(zhuǎn)緩,30 年后明顯下降。41 年生香果樹樹高年均生長(zhǎng)量為0.51m;41 年生香果樹材積總生長(zhǎng)量曲線呈“J”型,其材積生長(zhǎng)量差異性隨年齡增長(zhǎng)而增加,20 年前增幅較小,20 年后迅速增加,直至41 年材積仍保持較高水平生長(zhǎng)速率,說明41 年生香果樹材積正處迅速生長(zhǎng)期。41 年生香果樹材積年均生長(zhǎng)量為0.0059m3。
香果樹人工林生長(zhǎng)曲線如圖2。
2.2.1 胸徑生長(zhǎng)規(guī)律。41 年生香果樹胸徑平均生長(zhǎng)量和連年生長(zhǎng)量總體趨勢(shì)前高后低逐步下降。最大值均出現(xiàn)在5 年前為1.74cm。41 年中平均生長(zhǎng)量始終大于連年生長(zhǎng)量。平均生長(zhǎng)量和連年生長(zhǎng)量20~25 年后出現(xiàn)下降速度逐步加快的趨勢(shì),連年生長(zhǎng)量下降速度相對(duì)較快,但仍有較快的生長(zhǎng)速度。平均生長(zhǎng)量與連年生長(zhǎng)量曲線仍未相交。
2.2.2 樹高生長(zhǎng)規(guī)律。41 年生香果樹樹高平均生長(zhǎng)量總體趨勢(shì)先高后低平穩(wěn)下降。連年生長(zhǎng)量曲線呈波浪式下降趨勢(shì),波動(dòng)較大。在15 年和30 年左右出現(xiàn)過2次高峰,為0.76m 和0.56m,最大值出現(xiàn)在5 年前為0.86m。20~25 年前樹高連年生長(zhǎng)量與平均生長(zhǎng)量緩慢下降,此時(shí)香果樹高生長(zhǎng)快速。20~25 年以后,林分郁閉度逐漸增大,林木之間競(jìng)爭(zhēng)日趨激烈,樹高生長(zhǎng)速度逐漸減緩,樹高生長(zhǎng)量下降加快,30 年左右以后迅速下降直至40 年。在13~17 年出現(xiàn)了平均生長(zhǎng)量和連年生長(zhǎng)量曲線的2 個(gè)交點(diǎn),這可能與曲線交點(diǎn)當(dāng)年的氣候異常或人為因素影響有關(guān)。
2.2.3 材積生長(zhǎng)規(guī)律。41 年生香果樹材積生長(zhǎng)量隨年齡增加而增加,材積平均生長(zhǎng)量和連年生長(zhǎng)量均呈現(xiàn)逐年增加的趨勢(shì),說明樹高、胸徑與材積具有正相關(guān)關(guān)系。香果樹材積平均生長(zhǎng)量和連年生長(zhǎng)量在10 年以前處于幼齡階段,材積增加緩慢,10~15 年以后材積增加迅速,直至平均生長(zhǎng)量第41 年,連年生長(zhǎng)量第40 年總體趨勢(shì)穩(wěn)步上升,保持較高水平的增長(zhǎng)速率。平均生長(zhǎng)量在第41 年為0.0059,連年生長(zhǎng)量在第40 年時(shí)最大,第40 年以后出現(xiàn)下降趨勢(shì)。在第41 年伐倒前,材積連年生長(zhǎng)量和生長(zhǎng)速度始終高于平均生長(zhǎng)量,材積平均生長(zhǎng)量和連年生長(zhǎng)量曲線仍未相交。說明41 年生香果樹林仍處于較快生長(zhǎng)期,未達(dá)到其數(shù)量成熟齡,材積增加還將持續(xù),還有較大的生長(zhǎng)空間和生產(chǎn)潛力,該樹種的數(shù)量成熟齡還有待進(jìn)一步研究。
2.2.4 材積生長(zhǎng)率規(guī)律。41 年生香果樹材積生長(zhǎng)率呈現(xiàn)隨樹齡增加而遞減的規(guī)律,總體呈現(xiàn)先急后緩的遞減趨勢(shì),但依舊保持生長(zhǎng)狀態(tài)。材積生長(zhǎng)率大致可分為2 個(gè)階段。20 年左右以前為迅速下降階段,20~25 年以后保持平緩下降趨勢(shì)。這表明香果樹生長(zhǎng)率高低與林分郁閉度大小有密切關(guān)系。
2.2.5 形數(shù)規(guī)律。41 年生香果樹形數(shù)隨年齡增加逐漸增大,表現(xiàn)為先緩慢后快速上升的趨勢(shì)。形數(shù)值從5 年的0.38 增至20 年的14.71;20 年左右后迅速增大,一直保持在14.71 以上的較高水平;最后穩(wěn)定在50 左右,其中20~35 年形數(shù)增幅最大,40 年以后開始穩(wěn)定。說明其干形在向通直、飽滿度好、出材率高的方向發(fā)展。
41 年生香果樹林,連年生長(zhǎng)量和平均生長(zhǎng)量曲線仍未相交,說明其未達(dá)到成熟齡。該香果樹試驗(yàn)地林分還有較大的生長(zhǎng)空間和生產(chǎn)潛力,同時(shí)也說明該樹種是培養(yǎng)大徑級(jí)用材為目標(biāo)之一的優(yōu)良闊葉樹種,在香果樹分布區(qū)域推廣這一珍貴闊葉樹種具有較大的發(fā)展?jié)摿ΑT摿址謶?yīng)繼續(xù)加強(qiáng)間伐等撫育管理,以保障水、肥、光照等條件,滿足其后期生長(zhǎng)所需,最大程度提高其經(jīng)濟(jì)效益和生態(tài)效益。
41 年生香果樹胸徑在20~25 年后,平均生長(zhǎng)量和連年生長(zhǎng)量下降速度加快。樹高在20~25 年后平均生長(zhǎng)量逐步下降,連年生長(zhǎng)量呈波浪式迅速下降。而材積在10~15 年以后加速增加;材積生長(zhǎng)率在20 年左右前隨樹齡增加而遞減的速度快,20 年左右以后平穩(wěn)下降。這說明香果樹人工林20 年左右以后個(gè)體間競(jìng)爭(zhēng)光照、養(yǎng)料、水分漸趨激烈。這一現(xiàn)象與康華靖[9]“大盤山瀕危植物——香果樹群落生態(tài)的研究”結(jié)論:“香果樹種群結(jié)構(gòu)顯示,香果樹在由中樹(胸徑7.5~22.5cm)向大樹(胸徑大于22.5cm)生長(zhǎng)過程中,有一道強(qiáng)烈的環(huán)境篩,個(gè)體很難通過而大量死亡?!苯Y(jié)果相似。因此,營(yíng)造香果樹林若以培育大徑材為目的,則首次進(jìn)行間伐的適宜年齡應(yīng)在20 年左右較為合理。但同時(shí)應(yīng)視不同栽培條件,林分密度、伐期年齡等有所不同。
香果樹幼樹徑、高生長(zhǎng)較快,其平均生長(zhǎng)量和連年生長(zhǎng)量最大值都出現(xiàn)在5 年前。隨著樹齡的增長(zhǎng),樹高和胸徑生長(zhǎng)有所減緩,但依舊保持較快的增長(zhǎng)。因此應(yīng)特別重視香果樹5 年前幼樹的撫育管理,以打好以后快速生長(zhǎng)的基礎(chǔ),保障其水、肥、光照、防病等條件,滿足其快速生長(zhǎng)需要,有利于改善香果樹的干形和提高香果樹的單位面積林分蓄積量。