京山縣太子山林場柏木生長規律研究

周火明 周忠誠 楊 繁 周鳴驚 高樹杰 胡澤軍 何博軒 楊 陽 聞 斌 有楚軍

(1.湖北生態工程職業技術學院 武漢 430200；2.湖北省太子山林管局 荊門 431822；3.武漢市伊美凈科技發展有限公司 武漢 430070；4.南漳縣林業局 襄陽 441500)

柏木Cupressusfunebris柏科Cupressaceae，柏木屬常綠喬木。柏木為中國特有樹種，分布很廣，主要產于華東、中南、西南等地區；以四川、湖北、貴州栽培最多，生長旺盛。柏木在華東、華中地區分布于海拔1 100 m以下，在四川分布于海拔1 600 m以下，在云南分布于海拔2 000 m以下，均長成大喬木。喜生于溫暖濕潤的各種土壤地帶，尤以在石灰巖山地鈣質土上生長良好。柏木心材黃褐色，邊材淡褐黃色，紋理直，耐水濕，抗腐性強。可供建筑、造船、車廂、器具、家具等用材；枝葉可提芳香油；鱗形葉濃密，小枝下垂，樹冠優美，可作園林綠化樹種，是一種優良的工業用材，具有藥用價值。柏木生長快，用途廣，適應性強，可作長江以南濕暖地區石灰巖山地的造林樹種。

本文在研究柏木人工林在低山、丘陵、崗地生長狀況調查的基礎上，通過樹干解析進行分析，為柏木人工林科學管理提供理論依據，同時也為培育柏木速生優質豐產用材林提供參考數據，給經營者提供借鑒。

1 調查地點基本概況

柏木臨時標準地設在湖北省荊門市京山縣太子山林場管理局雁門林場，雁門林場人工柏木林共有109.6 hm2，區劃為52個小班，由于造林時間不同，有5～57 a年齡階段不同的林分，本次在雁門林場設置了25個臨時標準地，采集解析木的柏木人工林標準地，選擇的是1976年造林44 a生的柏木人工林，喬木優勢樹種為柏木，伴生樹種為樟樹2株，麻櫟Quercusacutissima3株，灌木樹種主要有鹽膚木Rhuschinensis、山胡椒Linderaqlauca、柘Macluratricuspidata、白馬骨Serissaserissoides等樹種，草本以禾本科、莎草科、菊科植物為主，還有少量蕨類植物和苔蘚植物，地貌為低山丘陵地，氣候為中亞熱帶季風氣候，年平均氣溫為16.5 ℃，年均降雨量1 095.6 mm，無霜期238 d左右。土壤為黃棕壤、石灰土。在北緯30°55′29″，東經112°51′54″，海撥74 m處，選取1株高度和胸徑接近林分平均值的柏木作為解析木，該標準木是1株樹高18.56 m，胸徑30.1 cm的柏木，按2 m區分段進行樹干解析，共截取圓盤9個。

2 材料與方法

2020年7月，在太子山林場管理局雁門林場1976年造林的柏木人工林內設置面積40 m×40 m臨時標準地1塊，對樣地內喬木層優勢樹種柏木進行了每木胸徑檢尺和高度測量，通過計算林分平均高和平均胸徑，采用平均標準木法在林分內選取1株接近林分平均值的柏木標準木，進行樹干解析和測定。解析木按照2 m區分段截取圓盤(第一段為2.6 m)，共截取圓盤9個，按照10年為1個齡階進行胸徑和樹高生長量測算，用常規方法對圓盤進行年輪和直徑測定，并計算出各因子的連年生長量、平均生長量、生長率、樹干材積等數據。

式中：V—樹干材積；

n—區分段個數；

gi—第i區分段中央斷面積；

li—第i區分段長度；

g'—梢頭底端斷面積；

l'—梢頭長度。

式中：Pv—材積生長率；

Zv—材積連年生長量；

Va—a年樹干材積；

Va-n—a-n年樹干材積；

n—兩次調查間隔年數。

3 研究結果

3.1 柏木各因子生長量

經過對柏木平均標準木進行樹干解析和測定，其胸徑、樹高、材積等各種生長量數據測定結果見表1。

表1 雁門林場柏木解析木胸徑、樹高、材積、形率生長過程分析表

3.2 胸徑生長規律分析

從圖1中可以看出：解析木柏木的胸徑生長量從第10年開始到50年之間一直處于穩步生長趨勢，生長曲線成拋物線形態；從圖2中可以看出柏木胸徑連年生長量與胸徑平均生長量在10～25 a間一直在快速增加，柏木胸徑連年生長量到第25年時達到最大值，然后逐漸處于快速下降趨勢，柏木平均生長量在第30年時達到最大值，然后趨于緩慢下降趨勢，從圖2中可以看出，胸徑連年生長量比平均生長量下降的要快很多，在第36年時胸徑連年生長量與平均生長量相等。

圖1 胸徑生長曲線

圖2 胸徑連年生長與平均生長曲線

3.3 樹高生長規律分析

從圖3中可以看出，柏木樹高在10～44年間一直處于穩定生長逐漸增加狀態；從圖4中可以看出柏木樹高連年生長量從第10年到20年期間趨于快速生長狀態，第20年時樹高連年生長量達到最大值，第40年時生長最慢，從第40年開始生長速度有緩慢增加；柏木樹高平均生長量從第10年開始一直在穩步增加，到第30年時達到最大值，然后緩慢下降，在第36年時樹高的平均生長量和連年生長量相對，此時兩條樹高生長曲線相交。

圖3 樹高生長曲線

圖4 樹高連年生長與平均生長曲線

3.4 材積生長規律分析

從圖5中可以看出，柏木材積從第10年開始到第30年期間一直趨于緩慢生長狀態，材積增加速度比較慢，從第30年開始到44年期間柏木材積趨于快速生長趨勢；從圖6中可以看出：柏木材積連年生長量和平均生長量從10～40 a一直在增加，材積連年生長量在第40年時達到最大值，之后材積平均生長量開始快速下降，而材積平均生長量在40 a之后仍然在增加，材積平均生長量生長速度很均勻。柏木材積平均生長量到50 a時還沒有達到最大值，證明柏木材積數量成熟齡還沒有到來，預計柏木材積44 a之后仍然可以增加。

圖5 材積生長曲線

圖6 材積連年生長與平均生長曲線

3.5 胸徑、樹高、材積生長率規律分析

從圖7中可以看出，柏木胸徑生長率和樹高生長率，隨著時間的推移逐漸下降；柏木材積生長率從10～20 a之間一直在增加，從第20年開始柏木材積生長率逐漸下降；從3種生長率下降的速度來看，胸徑生長率下降最快，其次是樹高生長率，材積生長率下降最慢。

圖7 胸徑、樹高與材積生長率曲線

4 結論與討論

柏木的胸徑、樹高生長快速期都出現在10～20 a期間，胸徑生長率和樹高生長率最大值是出現在第10年，材積生長率最大值出現在第20年，比胸徑和樹高生長率晚10 a。柏木材積的連年生長量和平均生長量在10～40 a期間一直呈現較快的增長趨勢，材積連年生長量從40 a開始逐漸下降，但是材積平均生長量40 a之后仍然在增加，沒有達到最大值，證明材積平均生長量還有生長的空間，數量成熟齡還未到來。從這一結論結合筆者以前研究喜樹、泡桐、楓香的生長規律可以看出柏木比前面幾種樹種生長期長，柏木材積生長的時間比一般樹種長，壽命長，44 a之后仍然有較大的生長空間，柏木人工林可以做長遠林分撫育管理計劃。需要說明的是盡管解析木選擇的是接近標準地平均林分平均標準木，但是畢竟是一棵解析木，所以調查的數據的代表性還是具有一定的局限性。但是筆者通過對太子山林管局分屬的仙女林場、石龍林場、雁門林場、王嶺林場等4個林場的不同類型的地形地貌100個人工柏木林樣地調查的結果可以看出，柏木是一種適應性非常強的樹種，不論是酸性、中性還是堿性土壤均能適應，尤其是特別適應石灰巖發育的土壤上生長，極少感染病蟲害。建議在培育柏木速生優質豐產林過程中要采取以下措施，柏木人工林頭10年需要加強水肥管理；從第10年開始到第20年期間，隨著胸徑、樹高、冠幅、材積的增加，需要加強柏木林分的衛生伐和間伐等撫育管理；從第20年開始到第30年加強柏木林疏伐管理；從第40年開始一直到50年之后一直到柏木林達到數量成熟齡之前，需要加強漸伐、擇伐、生長伐等管理措施。綜上所述，通過筆者對太子山林管局柏木人工林調查計算數據結果表明，只要遵循適地適樹的原則，選擇良種壯苗，加強林分生長期撫育經營管理，就可達到培育柏木速生豐產林的效果。