湘西青坪生態(tài)站鄉(xiāng)土樹種銀鵲生長特性研究

葛文貴，李志輝

(1.湖南省農(nóng)林工業(yè)勘察設(shè)計研究總院,湖南 長沙 410007；2.中南林業(yè)科技大學(xué)，湖南 長沙 410004)

1 引言

鄉(xiāng)土樹種屬本區(qū)地帶性植物，在生態(tài)工程建設(shè)上都具有重要地位[1]；且鄉(xiāng)土樹種種類繁多，適應(yīng)性和抗逆性強(qiáng)，可很好的適應(yīng)各種需求，是生態(tài)修復(fù)的首選樹種，對發(fā)揮林業(yè)綜合效益、構(gòu)建生態(tài)文明具有重要意義[1]。

銀鵲(Tapiscia sinensis)又名癭椒樹、癭漆樹,省沽油科銀鵲樹屬，落葉速生, 樹高可達(dá)30m，胸徑可達(dá)1m，是我國特有的一種古老、珍稀的喬木樹種，國家三級保護(hù)植物(1984,國家環(huán)保局)[2]。喜生于山谷、山坡與溪旁等濕潤環(huán)境，怕旱不耐澇，耐寒，在-13 ℃低溫下無凍害；現(xiàn)不斷遭到砍伐，日益減少[3]，有可能進(jìn)一步變成稀有種或?yàn)l危種[1，4]。

2 研究區(qū)域概況

2.1 地理位置及地形地貌

本研究所選地位于湖南湘西自制州永順縣內(nèi)(109°35′12″～110°23′41″E，28°42′24″～29°26′47″N)，屬中西部結(jié)合地帶；該區(qū)域內(nèi)溪流眾多，山巒起伏，有著明顯的水平地域分部規(guī)律；在垂直方向上，隨海拔升高，由現(xiàn)代河床向溪谷平原、崗地、丘陵再到山地過度，具有多層性和成層分布規(guī)律[5，6]。

2.2 氣候與土壤

湖南湘西自治州永順縣地處武陵山脈中段，受季風(fēng)與山地氣候共同影響，境內(nèi)雨量充沛，光熱條件優(yōu)越，太陽總輻射量為89.9～97.4kcal/cm2,年均日照時數(shù)超過1300h，年平均氣溫16.4 ℃，≥10 ℃的年活動積溫4835～5200 ℃，無霜期286d，年平均降雨量1350mm左右；土壤母巖分布主要是白云巖、紅色砂巖、凝灰質(zhì)板、石灰?guī)r等；主要土壤類型有紅壤、黃壤、黃棕壤等[6]。

2.3 樹種及其它生物資源

湘西自治州青坪生態(tài)站地處武陵山腹地，域內(nèi)物種資源豐富、保存良好。適宜的氣候環(huán)境與立地條件，為動植物的生存提供了有利場所；域內(nèi)現(xiàn)有本地和異地引進(jìn)樹種一百多個，現(xiàn)保存有世界聞名孑遺植物水杉、珙桐、銀杏等珍稀保護(hù)植物，是油桐、生漆及中藥材等重要產(chǎn)地[6]。

3 研究方法

3.1 生長規(guī)律研究

在標(biāo)準(zhǔn)地中(20m×20m)找出與平均胸徑最接近，且干形比較圓滿通直的單株木作為標(biāo)準(zhǔn)木，并對其進(jìn)行樹干解析。在立木上標(biāo)明方向后將其伐倒，測量標(biāo)準(zhǔn)木的實(shí)際樹高，并在胸徑與根徑，以及根徑上方3.6m、5.6m、7.6m、9.6m等位置各截取厚度約2cm的圓盤，直到樹頂部；在不足2m的梢頭部底端截取圓盤，確定工作面并做好標(biāo)記；通過解析，獲得標(biāo)準(zhǔn)木樹高、樹干直徑和材積連年生長量與平均生長量，通過對比分析，獲得相應(yīng)的生長特性[7～10]。

3.2 生物量與碳儲量的研究方法

生物量是植物群落在其生命過程中所產(chǎn)生干物質(zhì)的累積量，是自然界中有效的碳載體,計算森林碳儲量在監(jiān)測碳平衡與維護(hù)生態(tài)平衡上有著重要意義[11～16]。完整的植株生物量計算涉及地上地下兩部分，在標(biāo)準(zhǔn)木選定后，以樹基部為中心，伐后取圓內(nèi)的全部樹根，并稱其重量，以作為樹根的鮮重，并選取適宜量帶回測其干重和含碳率；數(shù)清伐倒木的總枝數(shù)，用平均法確定并稱量伐倒木的平均枝；摘下平均枝上的所有樹葉并稱量其鮮重，并采集樣品帶回處理；稱量平均枝的全部大小枝的重量，并帶回樣品進(jìn)一步處理；用區(qū)分求積法，在量取平均木的實(shí)際高度時，計算其中間高度，并在中間處取下一定長度樹干的全部樹皮，稱重并帶回樣品作進(jìn)一步處理[17]。

在測定生物量基礎(chǔ)，通過含碳率與在生物量的關(guān)系，計算出各部位含碳量。

C= B×Cc

(1)

式(1)中：C為碳儲量/t；B為生物量/t；Cc為含碳率/%。

喬木層碳儲量的計算是以平均木的株行距和保存率為基礎(chǔ)，來計算單位面積的碳儲量，具體公式 :

T = N/400×a×667×15×T1

(2)

式(2)中：T為喬木層碳儲量t/hm2；N為樣方內(nèi)株數(shù)；a為保存率；T1為平均木碳儲量/t。

4 結(jié)果分析

4.1 銀鵲樹高生長規(guī)律

根據(jù)解析數(shù)據(jù)，得出銀鵲樹高與樹干直徑生長的基本數(shù)據(jù)，詳見表1。通過表1繪制銀鵲樹高相應(yīng)生長曲線圖、銀鵲直徑相應(yīng)生長曲線圖，以及材積生長相應(yīng)曲線圖，詳見圖1～圖3，從圖中可以看出：

圖3 銀鵲材積VZ(t)與VQ(t)關(guān)系

(1)銀鵲樹高連年生長量最大值出現(xiàn)在第10a，達(dá)到0.9m以上；樹高平均生長量最大值出現(xiàn)第13a；在第14a年銀鵲樹高平均生長量曲線和連年生長量曲線相交，進(jìn)入數(shù)量成熟齡；銀鵲樹干直徑生長在幼齡階段較慢，在10～15a間生長較快，最大值出現(xiàn)在第15a；于第18a相交，樹干直徑生長進(jìn)入數(shù)量成熟齡。

(2)銀鵲總的材積生長曲線符合“S”型，即：慢-快-慢的生長特性；連年生長量最大值出現(xiàn)在第15a，平均生長量的最大值出現(xiàn)在第20a，達(dá)到0.0051m3以上。銀鵲平均生長量曲線在第22a和連年生長量曲線相交。

4.2 銀鵲生物量與含碳量特性

從表1可以得出，該樣地的銀鵲標(biāo)準(zhǔn)木全樹生物量達(dá)到112.72kg、碳儲量達(dá)到54.27kg；其生物量由大到小依次是：樹干>樹皮>樹根>樹枝>樹葉；從地下生物量(樹根)和地上生物量(樹枝、樹干、樹葉和樹皮)的比值(即R/S)達(dá)到27.8%；按照樣地現(xiàn)有保存率計算(株行距2m×3m，保存率0.70)，銀鵲生物量和固碳量分別達(dá)到131.57t/hm2和63.35t/hm2。

圖1 銀鵲樹高HZ(t)與HQ(t)曲線

圖2 銀鵲樹干DZ(t)與DQ(t)關(guān)系

表1 銀鵲各部位生物量、含碳率與碳儲量

5 結(jié)論

通過對湖南湘西鄉(xiāng)土樹種銀鵲樣地標(biāo)準(zhǔn)木的樹干解析，得出銀鵲的樹高、樹干直徑和材積的生長特性，為銀鵲林的具體培育方向提供有效參考；通過對銀鵲標(biāo)準(zhǔn)木各部位生物量、含碳率及碳儲量的測定與計算，精確地反應(yīng)了該樹種的碳固碳量，為該林種及類似林種的碳匯林建設(shè)，及固碳量計算提供有利參考；通過進(jìn)一步擴(kuò)大對該樹種的區(qū)域性選擇，擴(kuò)大選擇樣本范圍，提供更多更大的參考價值。