修枝對窄冠福建柏生長及形質性狀的影響

摘 要：于2006-2012年進行了窄冠福建柏培育用材林修枝對其生長及形質性狀的影響試驗研究。結果表明：經修枝后的窄冠福建柏與不修枝相比冠幅增加19.5%，冠長為不修枝的78.6%。樹冠形狀3.47，冠長率0.69，修枝后樹冠性狀較合理。14a生窄冠福建柏修枝與不修枝比平均胸徑、平均樹高、林分蓄積分別增加了19.8%、5.4%和43.56%。不同處理林分蓄積處理間差異達到極顯著水平，修枝促進了林木生長。修枝干生物量及其所占比例增加，枝葉生物量及其所占比例降低，總生物量增加了6.4%。修枝還能夠提高窄冠福建柏形質性狀。窄冠福建柏培育用材林采取適當修枝是必要的技術措施，修枝效果良好。

關鍵詞：窄冠福建柏；修枝；生長；形質性狀；影響

中圖分類號 S792.130 文獻標識碼 A 文章編號 1007-7731（2013）12-95-04

長期以來，閩西北人工造林主要以杉木、馬尾松為主，約占80%以上，但杉木、馬尾松大面積人工造林存在諸多問題，尤其是杉木連栽地力衰退嚴重，林地生產力下降。有研究表明，第二、三代杉木林分蓄積量比第一代分別下降了30%和47%[1-2]，馬尾松林病蟲害嚴重，特別是松材線蟲病是一種毀滅性的林業有害生物，一旦發生將導致大面積馬尾松林死亡，可以說，杉木、馬尾松在閩西北大面積造林已經有一定的局限性。窄冠福建柏（Fokienia hodginsii（Dunn）Henry et Thomas f columnaris Z.F.Li el D.X.Zhou，forma nov）是福建柏（Fokienia hodginsii（Dunn）Henry et Thomas）的天然變型[3]，具有福建柏原種材質好，適應性強、耐瘠薄，根系穿透力強，有多種菌根菌，有良好的培肥改良土壤作用等共性；同時具有樹冠狹窄，圓柱狀，濃密無分層，分枝細密，多節，末級小枝密集、斜展，不為水平展開的特性[4-5]。窄冠福建柏樹姿優美，枝葉濃綠密集，又較速生，具極高的觀賞價值，是新興的園林綠化及庭院觀賞樹種，也是福建特有的珍貴用材樹種，具有廣闊的發展前景。本試驗基于窄冠福建柏培育高干無節優質大徑材的目的進行修枝作業，以期探索窄冠福建柏合理的修枝技術，分析修枝對生長及形質性狀的影響，為培育窄冠福建柏優質大徑材提供林業生產實踐經驗和可借鑒的理論依據。

1 材料與方法

1.1 試驗地概況 福建省沙縣官莊國有林場位于福建省沙縣（26°6′～26°46′N，117°32′～118°6′E）西北部。試驗地設在本場羅溪工區5林班17大班6小班，海拔200～370m的丘陵地。屬中熱帶大陸性兼海洋性季風氣侯區，年平均氣溫19.0℃左右，年降水量1 810mm，空氣相對濕度80%左右，霜期75～82d，霜日18～22d。林地屬較肥沃立地類型。試驗林地前茬為杉木林。經煉山后，塊狀整地，穴規格為60cm×60cm×40cm，試驗林于2000年春用窄冠福建柏1a生實生苗造林，造林密度3 086株/hm2，株行距1.8m×1.8m。常規管理，第1～3年，每年鋤草2次，第4～5年，每年劈草撫育。林地植被以芒箕、中華里白、狗脊、苦竹為主。

1.2 試驗方法 2006年在8a生窄冠福建柏林分中選擇立地條件相似、同樣經營管理、生長狀況相對一致的林分，采取簡單對比試驗設計，建立7個重復區，共有固定標準地14塊，標準地面積20m×30m，四周埋樁標記，標準地四周二排（行）采取同樣試驗措施作為保護行。試驗設修枝和不修枝（ck）二個水平。2006年進行第一次修枝，第一次修枝高度統一定為距地面1.3m，以后逐年修枝，每年修枝后枝下高高度不超過樹高的1/3，直至3m后不在修枝。每年進行主要生長因子胸徑、樹高及冠幅、冠長測定。2012年進行胸徑、樹高、冠幅、冠長全面測定，同時按“S”型線路選擇10株樣木進行形質性狀調查。測定胸高、樹高3m、樹高1/2處直徑、最大側枝基徑、最大側枝角度、樹冠最小跨距，最大跨距以及胸高斷面之短徑和長徑，據此計算樹干形率、尖削度、圓滿度、樹冠圓滿度（Re）和圓干指數（Rd）等主要形質性狀指標。修枝一般選擇秋末冬初進行，修枝時從主干與分枝結合處，早期用利刀或修枝剪切除，修平切面，在高度2m以上時，用弧形鏟刀（特制）修枝，修枝時防止傷害樹皮。

以福建省二元立木材積公式計算林木單株材積。材積公式為：

V=0.000 056 85D1.629 996H1.261 954

并進行統計分析。其中：D、H分別為胸徑、樹高。數據整理以及統計分析應用Excel軟件和DPS數據處理分析軟件。

地上部分生物量測定方法。在各標準地內分別選擇標準木，標準木以平均胸徑、平均樹高為準，標準木胸徑、樹高與林分平均值誤差在5%范圍內。用分層切割法以1m為1區分段，分別測定每一標準木的干、枝、葉地上部分各器官鮮重，窄冠福建柏小枝與葉難以分開，且功能與葉相似，歸并為葉生物量[6]。隨機抽取部分樣品，測定含水量，由此計算各器官干物質量。

2 結果與分析

2.1 修枝對生長量的影響

2.1.1 樹冠生長 樹冠是林木光合作用的主要營養器官，光合作用與樹冠發育緊密相關。從表1中可知：14a生窄冠福建柏自然生長的冠幅1.64m，冠長8.65m，冠長明顯大于冠幅生長，樹冠形狀即冠長與冠幅之比，窄冠福建柏為5.27，冠長率（冠長與樹高之比）0.91，表明自然生長的窄冠福建柏樹冠狹窄，自然整枝能力差。如果不及時修枝，干枝同步生長，消耗營養物質，抑制頂端優勢，隨著分枝的快速生長，容易形成明顯節疤，節疤的存在降低了木材等級和利用價值。

不同的經營目的，要求不同的樹冠結構，作為園林綠化樹種濃綠密集的樹冠極具觀賞價值，而培育用材林則要求主干通直、無節或少節，產量高。為了探索窄冠福建柏多元化的應用格局，本試驗主旨在研究窄冠福建柏培育用材林的技術。窄冠福建柏枝下高低，分枝多，要培育優質用材林進行修枝是必要的而且是重要的環節之一。

從表1中還可以看出：經修枝后的窄冠福建柏冠幅1.96m，冠長6.8m，與ck比冠幅增加19.5%，冠長僅為ck的78.6%，樹冠形狀降為3.57，冠長率0.69，修枝后均較合理，意味著有較大的生長潛力。

2.1.2 高徑生長 14a生窄冠福建柏修枝與不修枝林分生長狀況見表1。從表1可以看出，修枝處理與ck比平均胸徑、平均樹高分別增加19.8%和5.4%，表明修枝促進了高徑生長。這與窄冠福建柏耐蔭性較強，陰性葉壽命較長，冠長較長有關。側枝生長與頂端生長同步，消耗了一定的營養物質，影響了頂端生長，而樹下部的枝葉，所能接受到的光照強度、輻射量明顯低于樹上部的枝葉，從窄冠福建柏較耐蔭，自然整枝能力差，冠長較長，樹冠濃厚而致密的狀況分析，下部枝葉接受的光照強度和輻射量都有限，光合作用較低下，可能出現產生負增長效應的無效枝葉，進行光合作用積累有機物能力較低，甚至入不敷出。通過修枝減少了營養消耗，促進了冠幅生長，刺激了胸徑生長，冠長率趨于合理。冠長率的大小直接影響到林木胸徑生長率的高低，較為客觀地反映出林分的生長狀況[7]。

2.1.3 立木材積生長 窄冠福建柏作為用材林培育，立木材積是其主要評價指標，與林業經營的經濟效益緊密相關。從表1中可知：14a生林分蓄積修枝處理152.92m3/hm2，ck為106.52m3/hm2，前者與后者比提高了43.56%，表明通過修枝能夠提高窄冠福建柏林分蓄積生長量。方差分析（表2）表明：F值=15.1>F0.01（1，6）=13.7，不同處理林分蓄積處理間差異達到極顯著水平。

總的分析，修枝雖然提高了枝下高，但冠長并未減少，冠幅增長，葉光合效率提高，修枝并沒有減低材積的增長，由此可見，適當的修枝對材積生長有利。

方升佐、陳乘貴等人對楊樹、泡桐、木荷等修枝技術進行了研究，認為修枝技術包括修枝起始時間、修枝季節、修枝強度等對林木生長都有影響[8-10]。不同樹種、不同方法影響程度不盡相同，有關窄冠福建柏修枝技術需要進一步試驗研究，得出更準確的結論，以便更好地指導生產。

2.2 修枝后地上生物量的分配格局 喬木層是用材林經濟產量的主體。表3是修枝后喬木層地上部分生物量的分配格局。從表3可以看出：14a生修枝后窄冠福建柏平均木生物量為88.23kg，其生物量在各器官的分配比例為樹干67.80kg，占76.84%；樹枝10.07kg，占11.41%；葉10.38kg，占11.75%；ck平均木生物量為82.96kg，其生物量在各器官的分配比例為樹干61.08kg，占73.63%；樹枝10.96kg，占13.21%；葉10.92kg，占13.16%。兩者相比較：修枝干所占比例增加了3.21個百分點，枝葉分別降低1.8個百分點和1.41個百分點，平均木干生物量增加6.72kg，枝生物量減少0.89kg，葉生物量減少0.54kg，表明修枝對主產品的生物量積累有利。修枝葉生物量為10.38kg/株，比ck10.92kg/株，降低了4.95%。一般認為，葉是林木生產有機物的加工場，葉生物量大，葉能夠利用太陽能的面積就大，使經濟產量提高。而事實是修枝處理在葉面積減少的情況下，干生物量還能得到提高，說明葉生物量的分布合理，提高了光合效率，也說明通過修枝營養物質得到了有效利用。而ck分枝多，這使得在枝生物量的分配上發生了傾斜，即側枝消耗養分、水分，抑制了主干的生長。總而言之，修枝改變了樹冠結構，有利于用材林培育。

2.3 修枝對主要形質性狀指標的影響 優質大徑材培育的目標：既要生長迅速，而且要改善樹干通直度，提高木材的工藝價值。表4是窄冠福建柏修枝與不修枝圓滿度、高徑比、冠徑比、樹皮指數、枝粗指數、自然整枝等7項形質指標。圓滿度：指樹干圓滿程度，用形率表示。形率樹干形狀指標之一，這里我們選用樹干中央直徑與胸徑之比（胸高形率）。高徑比：用于評價樹干圓滿程度。即樹高與胸徑之比。冠徑比：用來反映樹冠大小的形狀指標。即樹冠直徑與樹干胸徑之比。枝粗指數：即最粗枝的基徑與樹干胸徑之比。修枝和ck處理的形質性狀調查結果列于表4。從表4中可知，形率：修枝>ck，表明修枝后，形率增大，也就是說修枝提高了樹干圓滿度。另一個評價樹干圓滿程度高徑比也反映出這種變化，對于一般林木而言，中央直徑的增長量增加，表明與地徑、胸徑相對距離內的絕對削度越小，樹干就越飽滿通直。說明修枝能夠提高干形的質量。枝粗指數是ck數值較高，表明修枝后側枝小。這3個指標變化對培育用材林有積極影響，木材質量得到了提高。

樹冠圓滿度（Re）和圓干指數（Rd）也是林木的主要形質性狀指標。對樣木分別測定樹冠最小跨距、最大跨距以及胸高斷面之短徑和長徑。據此計算：樹冠圓滿度即樹冠最小跨距與最大跨距之比，它反映樹冠投影形狀；圓干指數即樹干橫斷面短徑與長徑之比，表示樹干斷面之形狀。從表5樹冠圓滿度和圓干指數平均值可以看出：修枝修枝后樹冠圓滿度和圓干指數Re=0.86，Rd=0.92；均高于ck，表示修枝處理樹冠生長均勻度越高；樹干生長均勻。Rd=1.0時表明樹干斷面呈園形；Rd<1.0時，樹干斷面呈橢圓形。從幾何學分析，在長徑相同的斷面上，園形面積大于橢園形面積，相應的材積和出材率也大。從生物學分析Rd=1.0時，生長均勻年輪寬度基本相等；Rd<1.0時年輪寬窄不勻。年輪生長速率不同，容易導致木材的標準排列與其縱軸的方向出現偏差，產生斜紋。供結構使用的木材，任何類型的斜紋都會引起強度的降低。從生理學分析，葉片進行光合作用形成的有機物，通過韌皮部以直線方式進行非極性運輸，這種同側運輸是樹木生長的一個特點。也就是說樹冠生長與樹干生長密切相關。樹冠發育正常的樹木，主干上有近乎對稱分布的側枝，光合作用產物運輸均勻，樹干斷面呈園形。樹冠發育不全則側枝分布不勻，同側運輸的結果造成了側枝多的一側和側枝少的一側干材生長上的差異。合理修枝使樹冠、樹干保持相對一致，樹冠周圍營養也相對一致，從培育優質材的角度分析，修枝應該盡量保持林木周圍營養空間的相對一致。

3 小結與討論

（1）窄冠福建柏樹冠狹窄，枝葉濃密，自然整枝差，培育用材林采取適當修枝是必要的技術措施。

（2）窄冠福建柏修枝后改善了樹冠性狀。研究結果表明：經修枝后的窄冠福建柏與ck相比冠幅增加19.5%，冠長為ck的78.6%。樹冠形狀3.47，冠長率0.69，修枝后樹冠性狀較合理，有著較大的生長潛力。冠幅和冠長在生長上存在著互相制約。在幼樹速生期冠長生長迅速，使冠幅生長多受到抑制，而這種抑制有利于樹冠長度和主干高度的生長。從促進樹冠長度和主干高度的生長考慮，早期保留適當的經營密度是可行的。因此，在生產中，適當提高窄冠福建柏的初植密度，可以促進樹冠長度和主干高度的生長，達到培養通直高干的目的。進入干材階段，冠長和冠幅生長發生了變化，對樹冠結構影響較大，需及時調整。為此，在經營密度較大的林分，可以采取間伐和人工修枝技術措施，進行樹冠結構調控。樹冠結構對林木生長的影響是不同的，影響胸徑生長的重要因子有冠幅生長和冠長生長，而影響主干高度生長的重要因子也是冠幅生長和冠長生長。但前者影響的主導因子是冠幅的生長，冠幅生長可以相應刺激胸徑生長，冠幅生長量越大，胸徑生長也越快，后者影響的主導因子則是冠長的生長，冠長生長越快，主干高度生長量也越大。因此，要培育優質大徑材，就要調整好樹冠結構。

（3）窄冠福建柏修枝后促進了林木生長。研究結果表明：14a生窄冠福建柏修枝與ck相比平均胸徑、平均樹高、林分蓄積分別增加了19.8%、5.4%和43.56%。不同處理林分蓄積處理間差異達到極顯著水平。

（4）窄冠福建柏修枝后地上生物量的分配格局有所變化。研究結果表明：修枝干生物量及其所占比例增加，枝葉生物量及其所占比例降低。總生物量提高6.4%。

（5）窄冠福建柏修枝后改善了林木形質性狀。研究結果表明：修枝提高了樹冠圓滿度、降低了粗枝指數，樹冠圓滿度和圓干指數均高于ck。

參考文獻

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