3種日本柏樹在蓮都林場的引種及生長特征研究

季志利，杜有新，陸麗萍，何小勇

（1. 浙江省麗水市蓮都林場，浙江 麗水 323000；2. 浙江省麗水市林業科學研究院，浙江 麗水 323000）

3種日本柏樹在蓮都林場的引種及生長特征研究

季志利1，杜有新2，陸麗萍1，何小勇2

（1. 浙江省麗水市蓮都林場，浙江 麗水 323000；2. 浙江省麗水市林業科學研究院，浙江 麗水 323000）

2016年，通過樣地調查與解析木分析，對蓮都林場1979年引種的日本扁柏Chamaecyparis obtusa、日本花柏C. pisifera和日本香柏Thuja standishii的生長特征及其地上生物量進行了測定。結果表明，3種柏樹胸徑速生期在10 ～ 15年生期間，樹高速生期在5 ～ 10年生時，單株材積年生長自30年生后趨于平穩；日本扁柏、日本花柏和日本香柏單株地上生物量分別為89.56 kg，62.57 kg和68.78 kg，其林分地上生物量分別為159.86 t·hm-2，138.91 t·hm-2和212.74 t·hm-2。

日本扁柏；日本花柏；日本香柏；生長特征；生物量；蓮都林場

日本扁柏Chamaecyparis obtusa、日本花柏C. pisifera和日本香柏Thuja standishii原產日本，分布于自本州福島縣石城郡到九州的屋久島的廣大區域，海拔400 ～ 1 100 m，是日本重要的造林樹種。廬山植物園是我國引進這些樹種的最早單位之一，并在廬山大面積推廣造林，陸續推廣到山東、浙江、福建、安徽、江蘇、湖南及江西等省中低山地區試種[1]，在這些中山地區形成了較好的山區森林景觀。

日本扁柏、日本花柏和日本香柏3個樹種是我國中東部中低山區優良的綠化造林樹種，關于這些樹種在我國推廣應用情況及其生長適應性已做過較多的調查研究[2-6]。雖然洪昌端等[3]1993年對日本扁柏等7個樹種在浙江引種情況進行過總結，但已有20多年了。對引種于浙江省麗水市蓮都林場峰源林區海拔700 ～ 1 200 m中低山區的3種柏樹進行生長量、生物量、碳儲量等生長特征的調查研究，為本地區中低山地區造林及森林培育，特別是中低山地區森林景觀建設提供參考。

1 研究地概況

浙江省麗水市蓮都區西南的蓮都林場峰源分場，中亞熱帶季風氣候區，28°05′24′′ ～ 28°14′46′′ N，119°40′24′′～ 119°51′22′′ E，屬洞宮山山脈，海拔600 ～ 1 326 m。試驗區位于蓮都林場大山峰林區，119°45′22′′E，28°13′48′′ N，海拔700 ～ 1 200 m，坡向西南，土壤為黃壤。據大山峰氣象觀測站（海拔1 100 m）多年氣象資料統計，年平均氣溫12℃，極端最高氣溫30℃，極端低溫-12℃，日平均氣溫≥10℃有227 d，日平均氣溫≤0℃有41 d，年均降水量2 069.5 mm，年均相對濕度87%，霧日280 d，年平均日照時數1 098 h。

1978年從江西廬山引進日本香柏枝條，進行扦插繁殖試驗，1979年再次引進日本扁柏和日本花柏枝條，進行扦插繁殖試驗，其中日本花柏于1981年從成活植株上采集插穗進行擴繁。用2年生扦插苗造林，造林密度3 000 ～ 3 300株·hm-2，先后造林18.74 hm2，其中日本香柏于1980年造林0.67 hm2，日本扁柏于1981年造林7.27 hm2，日本花柏于1983年造林10.8 hm2（表1）。造林后連續松土撫育4 a，于1993年對日本扁柏林間伐撫育1次，于1995年對日本花柏林間伐1次。2008年遭嚴重冰凍災害，日本扁柏、日本花柏受害嚴重，有連片翻倒、攔腰折斷、斷稍情況，2009年清除了雪壓木。至今，3種柏樹林共保留12.93 hm2，其中日本扁柏5.53 hm2，日本花柏6.73 hm2，日本香柏0.67 hm2。

表1 3種日本柏樹引種造林的基本情況Table 1 Plantation of introduced 3 tree species

2 材料與方法

2.1 樣地調查

2016年8月，在3種柏樹林內分別設置面積為25 m×30 m的樣地2個，進行樣地調查及每木檢測，測量胸徑、樹高及枝下高。調查了林下植物種類，零星分布主要有白檀Symplocos pani culata，中國繡球Hydrangea chinensis，微毛柃Eurya hebeclados，白花龍Styrax faberi等灌木，草本主要有牛膝Achyranthes bidentata，淡竹葉Lophatherum gracile，狗脊Woodwardia japonica及薹草Carex sp.等。根據日本扁柏、日本花柏及日本香柏樣地平均胸徑和平均樹高，在每個樣地各選2株平均木，進行樹干解析，以2 m為區分段，用于樹干生長過程分析。在采伐平均木時，分段稱取樹干、樹枝和葉片鮮重；隨機抽取樹干、樹枝和樹葉等一定比例的新鮮樣品帶回實驗室，稱取鮮重后于70℃烘干至衡重，計算各個器官的含水率，進而推算干、枝和葉的生物量。

2.2 數據處理

采用箱線圖分析3種柏樹林樣地內不同大小胸徑和樹高的個體頻度分布特征，箱體為占比50%的個體對應的胸徑和樹高范圍，箱底表示25%的個體對應的胸徑和樹高值，箱頂表示75%的個體對應的胸徑和樹高值，箱內實線為中位值即 50%的個體數所對應的胸徑和樹高值，箱體下端和上端的實線分別代表 0 ～ 25%和 75% ～100%的數值，實線外的實心“〇”和“＊”分別表示標出溫和的異常值和極端的異常值。3種柏樹的樹干、枝條和樹葉中碳含量分別按55.6%，56.4%和56.6%計算[7]，據此推算出單位面積森林碳儲量（株·hm-2）= 保留密度（株·hm-2）×單株碳含量（t·株-1）。所有數據處理均在Excel 2003和SPSS17.0軟件上進行。

3 結果與分析

3.1 3種柏樹生長特征

3個樹種樹高生長高峰在10年生時，胸徑高峰在15年生時（表2）。3種柏樹胸徑速生期大約在10 ～ 15年生期間，20年生以后逐漸下降；樹高速生期在5 ～ 10年生時，30年生以后下降明顯；單株材積連年生長量30年生后的增長率雖有所趨穩，但尚沒到成熟期。

表2 3種日本柏樹的年均生長過程（均值±標準差）Table 2 Annual increment of DBH, height and volume of investigated species (mean± SD)

從圖1中看出，3種柏樹個體胸徑和樹高的頻度分布，日本扁柏和日本香柏的箱體較短，表明其正常值分布相對較為集中；胸徑異常值來源于樹干分叉或主干缺損后的萌條現象，樹高異常值是因為斷稍，例如日本香柏斷稍現象較嚴重，導致樹高分布的異常值較多。日本扁柏胸徑和樹高的中值分別為15.0 cm和10.2 m；日本花柏胸徑和樹高的中值分別為13.9 cm和9.5 m；日本香柏胸徑和樹高的中值分別為14.3 cm和10.8 m。日本花柏胸徑極差（17.7 cm）＞日本扁柏（14.2 cm）＞日本香柏（13.3 cm），日本花柏樹高極差（6.0 m）＞日本扁柏（5.3 m）＞日本香柏（4.0 m），反映了日本花柏個體間分異最大。

圖1 3種日本柏樹胸徑和樹高分布圖Figure 1 Distribution of DBH and height of investigated species

3.2 引種地比較

根據解析木數據，通過比較不同引種地相同樹齡的生長情況發現，蓮都林場3種柏樹30年生時胸徑略低于廬山，但樹高與廬山地區相近；蓮都林場3種柏樹7年生的胸徑和樹高均低于括蒼山，14年生胸徑和樹高也均低于北天目山；蓮都林場22年生3種柏樹的胸徑低于景寧赤木山，但日本扁柏和日本香柏的樹高卻高于景寧（表3）。

表3 3種日本柏樹在其他地區的生長表現Table 3 Growth of investigated species in other places

3.3 地上生物量及碳儲量

在地上生物量和碳儲量分布方面，單株生物量依次為日本扁柏（89.56 kg）＞日本香柏（68.78 kg）＞日本花柏（62.57 kg），樹干生物量為日本扁柏＞日本香柏＞日本花柏，樹枝生物量為日本扁柏＞日本花柏＞日本香柏，樹葉生物量為日本花柏＞日本香柏＞日本扁柏。單株及各個器官含碳量與生物量特征一致。全株含碳量依次為日本扁柏（50.04 kg）＞日本香柏（38.4 kg）＞日本花柏（34.99 kg），由于單位面積保留株數的差異，單位面積地上生物量及碳密度表現為日本香柏＞日本扁柏＞日本花柏（表4）。

表4 3種柏樹林單株生物量及林分喬木層碳密度估算Table 4 Individual biomass and organic carbon content of 3 forest stand

4 結論與討論

日本扁柏、日本香柏和日本花柏具有相近的生長發育特征，在中低山地區具有較強的環境適應性，尤其是日本扁柏和日本香柏，對土壤類型和坡向要求不嚴，具有較強的抗風雪冰凍能力，可耐-10 ～ -20℃低溫[2-3]，它們在蓮都林場也表現出較強的適應性和速生性特征。3種柏樹在蓮都林場的生長發育特征與諸多調查結果基本一致，胸徑速生期大約在10 ～ 15年生期間，20年生以后逐漸下降；樹高速生期在5 ～ 10年生，30年以后下降明顯[3,8-11]；單株材積年生長自30年生后開始下降，采集成熟期至少在35年后[3,5]。雖然沒有開展與當地鄉土樹種的比較研究，但根據氣候環境相近地區的研究報道，說明這3個樹種的生長表現強于或接近本地鄉土樹種，例如在景寧草魚塘和四明山引種的日本花柏年均生長量超過鄉土樹種黃山松，日本扁柏和日本香柏生長也與黃山松生長相近[3]；寧波四明山引種的11年生的日本花柏和日本扁柏胸徑高于杉木和柳杉，樹高生長差異不大，日本香柏低于杉木和柳杉；天目山引種的3個樹種的生長表現均強于杉木和黃山松[3]。

通過與相關研究結果比較，3個樹種在蓮都林場的單株及其林分地上生物量表現為較高水平。例如與同齡的鄉土樹種黃山松和柳杉相比，3種柏樹單株生物量顯著高于大小相近的黃山松（干重23.20 kg）[12]，除日本花柏外，日本扁柏和日本香柏單株生物量高于31年生的柳杉（干重66.45 kg）[13]，3種柏樹林分生物量皆高于柳杉林生物量（120.24 t·hm-2）[13]。與低海拔的針葉和闊葉樹種相比，除日本香柏林外，日本扁柏和日本花柏林分生物量均低于馬尾松林（204.37 t·hm-2）[14]和甜櫧林生物量（262.00 t·hm-2）[15]，但3種柏樹林生物量皆高于25～ 35年生的近熟杉木林平均生物量（137.91 t·hm-2）[16]。

我國自上世紀30年代開始引種造林試驗，并于上世紀70年代開始在中低海拔山區推廣應用，各地試種結果表明，這些樹種是我國亞熱帶尤其是華東中低山地區優良速生造林及景觀樹種，也是本地區提高森林生產力的優良樹種。

[1] 劉永書. 江西省引種國外優良樹種工作概況[J]. 江西林業科技，1981，2：30－36.

[2] 楊建國，劉永書，桂少初，等. 冷杉等六個樹種的生長適應性調查[J]. 江西林業科技，1978，2：8－18.

[3] 洪昌端，沈辛作，張都海. 日本扁柏等7個樹種在浙江引種總結[J]. 浙江林業科技，1993，13（4）：1－9.

[4] 雷小華，張鳳芝，陳雙田，等. 日本花柏不同立地條件下生長差異研究[J]. 湖北林業科技，2005，6：13－16.

[5] 徐有明，史玉虎，徐自學，等. 日本花柏人工林生長規律與晚材率、木材密度的變異[J]. 東北林業大學學報，2006，1：48－51.

[6] 陳春成. 日本扁柏引種栽培試驗初報[J]. 安徽農學通報，2010，16（15）：204－205.

[7] 李斌，方晰，田大倫，等. 湖南省現有森林植被主要樹種的碳含量[J]. 中南林業科技大學學報，2015，35（1）：71－78.

[8] 居翔漢，徐正法. 日本柳杉、日本扁柏生長情況的調查研究[J]. 林業科技通訊，1986，12：18－21.

[9] 李華. 日本香柏引種馴化的研究[J]. 江西林業科技，1990，5：5－8.

[10] 杜有新. 優良速生風景樹種日本香柏的研究[J]. 江西林業科技，1997，2：3－6，11.

[11] 杜有新. 優良速生用材樹種日本花柏的研究[J]. 江西林業科技，1999，3：9－10.

[12] 華偉平，丘甜，江希細，等. 天然黃山松單木生物量模型及碳貨幣收獲研究[J]. 林業科技通訊，2015，8：6－10.

[13] 樊吉尤，覃德文，蔣林. 柳杉人工林生物量及生產力研究[J]. 福建林業科技，2011，38（4）：1－5.

[14] 樊后保，李燕燕，蘇兵強. 馬尾松-闊葉樹混交異齡林生物量與生產力分配格局[J]. 生態學報，2006，26（8）：2463－2473.

[15] 林益明，林鵬，李振基，等. 武夷山甜儲群落的生物量和生產力[J]. 廈門大學學報（自然科學版），1996，35（2）：269－275.

[16] 侯振宏，張小全，徐德應. 杉木人工林生物量和生產力研究[J]. 中國農學通報，2009，25（05）：97－103.

Growth Properties of Three Introduced Tree Species in Lishui

JI Zhi-li1，DU You-xin2，LU Li-ping1，HE Xiao-yong2

(1. Lishui Liandu Forest Farm of Zhejiang, Lishui 323000, China; 2. Lishui Forestry Institute of Zhejiang, Lishui 323000, China)

Investigations were carried out in 2016 in Liandu Forest Farm of Zhejiang province on growth traits and aboveground biomass by sample plots and analytic wood of Chamaecyparis obtusa, C. pisifera and Thuja stardishii introduced in 1979 by cuttings. The results showed that fast growth period of DBH of three determined species was between 10-year and 15-year and that of height was between 5-year and 10-year. The individual tree volume increment was gradually stable after 30-year. Above ground biomass of individual tree of tested species were 89.56 kg, 62.57 kg and 68.78 kg respectively, and that of stands were159.86 t/ ha, 138.91 t/ ha and 212.74 t/ha respectively.

Chamaecyparis obtuse; C. pisifera; Thuja stardishii; growth properties; biomass; Liandu Forest Farm

S758.5，S722.7

A

1001-3776（2017）01-0001-05

10.3969/j.issn.1001-3776.2017.01.001

2016-09-08；

2016-11-30

浙江省重點研發計劃“浙西南山區美麗林相改造關鍵技術集成研究與示范”（2015C02SAB00004）

季志利，工程師，從事森林培育；E-mail:1048587035@qq.com。通信作者：何小勇，教授級高工，博士研究生，從事森林培育研究；E-mail：332744534@qq.com。