北美香柏生長規(guī)律研究

鄧 煜， 江 薇， 張湘婕， 張 傲， 林桂清， 孫長彬

(長春市林業(yè)科學(xué)研究院， 吉林 長春 130117)

北美香柏(Thujaoccidentalis)為柏科(Cupressaceae)崖柏屬(Thuja)常綠喬木，高可達(dá)20 m，原產(chǎn)北美，在我國山東、江西、江蘇、上海、浙江、湖北和黑龍江等地均有引種記錄。喜光，并具有一定耐陰能力，耐寒性強(qiáng)，對(duì)土壤和環(huán)境要求不嚴(yán)，能在鹽堿地潮濕環(huán)境中生長，抗煙塵和有毒氣體。樹形優(yōu)美，樹冠塔形，耐修剪，鱗葉有香味，木材質(zhì)軟，耐腐而芬芳，是良好的園林造型樹種、重要香料樹種和優(yōu)良家具用材[1]。雖然在我國多地均有引種，但在吉林省仍處于起步階段。本文以長春市林業(yè)科學(xué)研究院苗圃內(nèi)培育的幼齡北美香柏為研究對(duì)象，選擇標(biāo)準(zhǔn)木進(jìn)行樹干解析，繪制生長曲線，進(jìn)行分析，旨在掌握其在吉林省的生長變化規(guī)律，為應(yīng)用推廣奠定基礎(chǔ)。

1 試驗(yàn)區(qū)概況

試驗(yàn)地設(shè)在長春市林業(yè)科學(xué)研究院苗圃，位于吉林省長春市凈月潭國家森林公園，地理位置125°21′E、43°52′N，屬長白山余脈向松遼平原過渡的低山丘陵地帶，海拔230 m，屬溫帶大陸性半濕潤氣候向半干旱氣候過渡地帶，年平均氣溫4.60 ℃，10 ℃以上積溫2 950 ℃，1月平均最低氣溫約-22.40 ℃，個(gè)別年份最低氣溫可達(dá)-36.50 ℃，7月平均最高氣溫約28.30 ℃，年均降水量約645.30 mm，年均蒸發(fā)量約1 719.30 mm，年均相對(duì)濕度69 %左右。年均日照時(shí)數(shù)2 641 h，無霜期145 d，土壤類型為暗棕壤，pH 6.5～7.0，有機(jī)質(zhì)含量約為0.655 %[2]。

2 材料與方法

2.1 解析木的選擇與測(cè)定

2021年3月，在長春市林業(yè)科學(xué)研究院科研苗圃的北美香柏人工幼齡林內(nèi)設(shè)置標(biāo)準(zhǔn)地1塊，面積40 m×40 m，對(duì)標(biāo)準(zhǔn)地內(nèi)北美香柏進(jìn)行胸徑每木檢尺，并測(cè)量樹高。根據(jù)胸徑和樹高平均值，采用平均標(biāo)準(zhǔn)木法在林分內(nèi)選取1株標(biāo)準(zhǔn)木進(jìn)行樹干解析。解析木要求生長健壯、冠型豐滿、無病蟲害、不斷梢。林分密度株行距1.00 m×1.40 m。

解析木按0.50 m區(qū)分段進(jìn)行解析，圓盤測(cè)量按3年為一齡階查數(shù)年輪數(shù)，不足一個(gè)齡階的作為一個(gè)不完整的齡階。0號(hào)圓盤從圓心處查數(shù)齡階，其余圓盤從外到內(nèi)查數(shù)齡階。

2.2 數(shù)據(jù)處理與分析

按照梁林峰的方法[3]，根據(jù)樹干解析計(jì)算的基本原理，通過Excel函數(shù)和圖表工具，計(jì)算各齡階樹高、胸徑和材積，分析解析木生長數(shù)據(jù)，繪制胸徑、樹高、材積生長量曲線，并用Excel 2019繪制各指標(biāo)曲線圖。

3 結(jié)果與分析

3.1 生長分析

經(jīng)樹干解析和測(cè)定，胸徑、樹高、材積生長過程結(jié)果見表1。第18年時(shí)胸徑總生長量8.40 cm，樹高總生長量5.55 m，材積總生長量0.018 0 m3。樹高總生長量、胸徑總生長量和材積總生長量與樹齡呈正相關(guān)關(guān)系。

表1 北美香柏生長過程

3.2 樹高生長分析

從圖1中可以看出，樹高總生長量為5.55 m，3～15年內(nèi)一直處于快速生長期，但在第9年時(shí)有所減弱，15～18年內(nèi)生長速度稍有減緩，但生長依然旺盛。從圖2中可以看出，樹高平均生長量在3～12年內(nèi)處于上升期，12～18年間趨于平緩，最大值0.33 m出現(xiàn)在第12年。連年生長量在3～6年內(nèi)快速增長，6～9年內(nèi)趨于平緩，9～12年間又快速增長，并在第12年時(shí)達(dá)到峰值0.50 m，12年后連年生長量開始逐年降低，并在第15年時(shí)與樹高平均生長量曲線相交，達(dá)到數(shù)量成熟齡。

圖1 北美香柏樹高生長量Fig. 1 Total increment of tree height of Thuja occidentalis

圖2 北美香柏樹高連年生長量和平均生長量Fig. 2 Current and average annual increment of tree height of Thuja occidentalis

3.3 胸徑生長分析

從圖3的胸徑總生長量來看，6～18年內(nèi)一直處于旺盛生長階段。從圖4中可以看出，胸徑平均生長量在6～12年內(nèi)快速增長，12～15年內(nèi)緩慢增長，15～18年內(nèi)處于平臺(tái)期，平均生長量最大值為0.47 cm。連年生長量在6～9年內(nèi)快速增長，并在第9年時(shí)達(dá)到峰值0.88 cm，此后連年生長量以較快的速度逐年減小，在大約第17年時(shí)平均生長量和連年生長量曲線相交，達(dá)到數(shù)量成熟齡。

圖3 北美香柏胸徑生長量Fig. 3 Total increment of DBH of Thuja occidentalis

圖4 北美香柏胸徑連年生長量和平均生長量Fig. 4 Current and average annual increment of DBH of Thuja occidentalis

3.4 材積生長分析

從圖5中可以看出，材積總生長量在6～9年內(nèi)增長緩慢，9～18年內(nèi)一直處于快速增長階段。從圖6中可以看出，材積平均生長量在6～9年內(nèi)處于緩慢增長階段，9～15年內(nèi)快速增長，但在15～18年內(nèi)增長速度呈減弱趨勢(shì)。材積連年生長量在6～9年內(nèi)緩慢增長，9～15年間快速增長，并在第15年時(shí)達(dá)到峰值0.002 5 m3，15年后開始減弱，第18年時(shí)尚未與材積平均生長量曲線相交。

圖5 北美香柏材積生長量 Fig. 5 Total increment of timber volume of Thuja occidentali

圖6 北美香柏材積連年生長量和平均生長量 Fig. 6 Current and average annual increment of timber volume of Thuja occidentali

4 結(jié)論

在長春地區(qū)，北美香柏18年時(shí)胸徑、樹高和材積的總生長量分別為8.40 cm、5.55 m和0.018 0 m3。樹高生長從林齡3年開始進(jìn)入快速生長期，12年時(shí)連年生長量達(dá)到峰值0.50 m，15年時(shí)達(dá)到數(shù)量成熟齡；胸徑生長從第6年開始進(jìn)入快速生長期，連年生長量在第9年時(shí)達(dá)到峰值0.88 cm，大約第17年時(shí)達(dá)到數(shù)量成熟齡；材積生長從第9年開始進(jìn)入速生期，并一直處于旺盛生長階段，第15年時(shí)連年生長量達(dá)到峰值0.002 5 m3，第18年時(shí)材積尚未達(dá)到數(shù)量成熟齡。