利川市紅椿林場鵝掌楸生長規律研究

周鳴驚 唐志強 來羽 戴薛 楊佳偉 張家來

摘 要： 以利川市紅椿林場17 a生鵝掌楸為研究對象，通過樹干解析對其生長狀況進行初步研究，結果表明：17 a生鵝掌楸樹高15.50 m，胸徑12.90 cm，單株材積0.090 91 m3;樹高、胸徑的平均生長量、連年生長量均出現先增加后減少的生長規律。在15 a時，胸徑與樹高連年生長量與平均生長量相交。因17 a時材積平均生長量與連年生長量并未出現相交，表明17 a生鵝掌楸處于生長旺盛期。因材積未達到數量成熟，故其主伐年齡暫無法確定。

關鍵詞： 石灰巖山地;鵝掌楸;樹干解析;生長規律;利川市

中圖分類號：S792.21 文獻標識碼：A 文章編號：1004-3020（2022）01-0005-05

Growth Regularity ofLiriodendron chinensein Hongchun Forest Farm in Lichuan City

Zhou Mingjing（1） Tang Zhiqiang（1） Lai Yu（1） Dai Xue（2） Yang Jiawei（2） Zhang Jialai（2）

（1.Hubei Ecology Vocational College Wuhan 430200;2.Hubei Academy of Forestry Wuhan 430075）

Abstract： 17-year-oldLiriodendron chinensefrom Hongchun Forest Farm in Lichuan City as the research object，and conducts a preliminary study on its growth by stem analysis.The results showed that its height of 17 year-old tree was 15.5 m，DBH was 12.90 cm，and the volume per plant was 0.090 91 m3;the average growth of tree height，DBH，and annual growth all appear to increase first and then decrease.At 15th year，the DHB and its height of the tree intersect with the average annual growth.Because the average volume growth did not intersect with the annual growth at 17th year，it indicated that the 17 year-oldL.chinensewas in a period of vigorous growth.Because the volume has not reached the maturity of the quantity，the harvesting age of it cannot be determined temporarily.

Key words： Limestone mountain; Liriodendron chinense ;stem analysis;growth pattern;Lichuan

鵝掌楸 Liriodendron chinense 又名馬褂木，是木蘭科鵝掌楸屬植物。落葉喬木，樹高可達40 m，胸徑1 m以上。鵝掌楸為古老的孑遺植物，在日本、格陵蘭、意大利和法國的白堊紀地層中均發現化石，到新生代第三紀本屬尚有10余種，廣布于北半球溫帶地區，到第四紀冰期才大部分絕滅，現僅存鵝掌揪和北美鵝掌楸 Liriodendron tulipifera 兩種，成為東亞與北美洲際間斷分布的典型實例，對古植物學系統學有重要科研價值[1-2]。鵝掌楸花大而美麗，秋季葉色金黃，形似一個個黃馬褂，是珍貴的行道樹和庭園觀賞樹種;它生長快，耐旱，對病蟲害抗性極強，栽種后能很快成蔭，其木材建筑及制作家具的上好用材;鵝掌楸葉和樹皮均可入藥，味辛、性溫。有祛風除濕，散寒止咳的作用，主治風濕痹痛，風寒咳嗽[3]。近二十年來，湖北省開展了很多鵝掌楸研究，如鵝掌楸的天然分布并進行了遺傳多樣性研究，開展了優樹選擇和種質資源保存，雜交的基本規律，還營建了優良無性系采穗圃等。湖北省是鵝掌楸的天然分布區，且分布范圍廣，適于各種不同立地種植，因而開展石灰巖山地鵝掌楸生長狀況研究具有重要的理論意義與生產實踐價值[4]。

1 研究區概況

鵝掌楸林地位于利川市紅椿林場境內。該林場位于鄂西南隅，地處巫山流脈和武陵山北上余支交會部。屬亞熱帶大陸性季風氣候，又因山巒起伏，溝壑幽深，為典型的山地氣候。夏無酷暑，云多霧大，日照較少，雨量充沛，空氣潮濕。海拔800～1 500 m的低山帶，四季分明，冬暖夏熱，年平均氣溫16.7 ℃，年降水量1 300～1 600 mm，日照時數1 409.2 h，無霜期232 d。

2 材料與方法

2.1 標準地設置與調查

2020年8月按常規方法對紅椿林場鵝掌楸林采用隨機設置標準地方式進行了林分調查。標準地面積20 m×30 m，共5塊。在各標準地內對所有鵝掌楸進行每木檢尺，并以林分平均樹高以及平均胸徑為標準，選擇1株最接近于平均高和平均胸徑的鵝掌楸作為標準木。

2.2 樹干解析

按常規方法對標準木進行伐木，按2 m區分段截取圓盤。根據樹齡、樹高等情況采用3 a為一個齡階進行樹干解析。對所截取的圓盤進行年輪和直徑測定得出各齡階胸徑及樹高等數據[5]。

2.3 數據處理

運用Excel通過各齡階階胸徑及樹高計算出對應的材積，并進一步計算鵝掌楸各齡階胸徑、樹高和材積的連年生長量、平均生長量及生長率。用Origin 9.1繪制樹高、胸徑、材積和生長率生長曲線圖。

3 結果與分析

3.1 利川市石灰巖山地鵝掌楸生長狀況

3.1.1 同一標準地內鵝掌楸生長差異

利川市紅椿林場境內鵝掌楸林生長狀況如表1所示。本次試驗所選取的5個標準地113株平均胸徑為11.80～13.50 cm，平均樹高為14.80～16.30 cm，平均單株材積為0.08～0.11 m3。胸徑變動系數為3.9%～5.2%，樹高變動系數為3.5%～4.1%，材積變動系數為7.7%～13.7%（表1）。

3.1.2 不同標準地內鵝掌楸生長差異

由表1可知，本次試驗所選取的5個標準地內17 a生鵝掌楸平均胸徑12.72 cm，平均樹高15.50 m，平均單株材積0.092 m3。5個標準地間，胸徑變動系數4.2%，樹高變動系數3.8%，材積變動系數10.6%。通過SPSS對5個標準地內所有鵝掌楸進行方差分析，5個標準地間鵝掌楸的胸徑（ P =0.092>0.05）、樹高（ P =0.119>0.05）、材積（ P =0.056>0.05）間均不存在顯著差異。因此，在5個標準地中選取1株高15.50 m，胸徑12.90 cm且長勢良好、無病蟲害的17 a鵝掌楸做為此次分析對象。

3.2 利川市石灰巖山地鵝掌楸生長過程分析

3.2.1 鵝掌楸胸徑生長過程分析

3.2.2 樹高生長規律分析

從表2可以看出，17 a生鵝掌楸樹高15.50 m，平均年生長0.91 m。從圖3中可以得出，0～15 a，鵝掌楸樹高生長快速，年均樹高增長約0.97 m，15 a后生長速度減慢，15～17 a年均生長量為0.45 m。通過圖4可以看出0～12 a，鵝掌楸樹高平均生長量呈快速上升趨勢，12 a后生長速度開始放緩，0～9 a連年生長量也出現快速上升趨勢，12 a后連年生長量出現大幅度下滑。在第15年時，樹高連年生長量與平均生長量相交，樹高達到樹齡成熟。

鵝掌楸標準木解析數據，從表2可以看出，17 a生鵝掌楸胸徑總生長量、平均年生長量分別為12.90 cm、0.76 cm。從圖2可以看出，0～12 a鵝掌楸平均生長量呈逐年上升趨勢，隨后增長開始放緩。0～9 a連年生長量快速上升，9～12 a開始出現下降趨向，12 a后出現大幅度下降。第15年胸徑平均生長量與連年生長量相交，胸徑達到數量成熟。從胸徑總生長量來看，0～12 a胸徑生長速度快，年均生長量約為0.82 cm。12 a后生長開始出現減緩。16～17 a期間生長極為緩慢，年增長率約為1.96 cm。

3.2.3 材積生長規律分析

從表2可以看出，17 a生鵝掌楸總蓄積量為0.090 91 m3，平均年蓄積量為0.005 35 m3，從圖5看出，0～3 a材積總量生長慢，6 a以后總材積開始出現快速上漲階段，至17 a仍未出現下降趨勢。6～17 a材積年均生長量為0.008 m3。分析圖6后可得出，0～6 a材積平均生長量、連年生長量都呈緩慢上升趨勢。6～12 a，材積連年生長量快速上漲，6～15 a平均生長量也呈上升趨勢。15 a后平均生長量和連年生長量開始出現下降趨勢。至17 a材積平均生長量與連年生長量并未相交。

3.2.4 連年生長率分析

鵝掌楸胸徑、樹高、材積生長率如圖7所示，可以看出，17 a生鵝掌楸胸徑、樹高、材積生長率均呈現出隨樹齡增加而出現下降的趨勢。其中，胸徑、樹高、材積生長率0～3 a出現快速上升趨勢并達到巔峰，分別為33.33%、33.08%、37.50%，第15～17 年，胸徑的生長率出現微小幅度的上漲。

4 結論與討論

對湖北省典型地區之一的石灰巖山地的鵝掌楸進行樹干解析，可以揭示其生長規律，以推測其速生期、輪伐期，對其林分管理，營造有利生長發育條件具有重要意義。本研究通過解析17 a生鵝掌楸發現，17 a生鵝掌楸樹高、胸徑及材積處于生長旺盛期，尚未達到生長最高峰，還存在生長空間。樹高和胸徑的平均生長量、連年生長量出現先增加后減少的生長規律。鵝掌楸胸徑生長快速期為0～9 a，9 a后開始放緩，15 a胸徑連年生長量與平均生長量相交。樹高生長快速期為0～12 a，12 a后樹高生長開始減緩，在15 a時，樹高連年生長量與平均生長量相交。材積生長量前3 a較為緩慢，3 a后開始進入快速生長期，在17 a時，材積平均生長量與連年生長量并未出現相交。因17a鵝掌楸并未達到數量成熟，故暫無法確定主伐年齡。李輝虎等在2020年通過研究江西省高安市19 a鵝掌楸時也發現鵝掌楸生長呈現S型生長規律，并且直到19 a仍未達到數量成熟。對比李輝虎的研究可以看出，雖然紅椿林場鵝掌楸樹高生長量大于江西，但胸徑與材積生長量小于[6]。這可能是品種以及立地條件差異所致。

我們將繼續監測本地區鵝掌楸生長趨勢，以取得本區域鵝掌楸的生長完整過程。通過完善生長期、主伐期及形成等數據，構建生長過程數學模型，為湖北省特殊立地條件下鵝掌楸的生產提供技術支撐。

參 考 文 獻

[1]惠利省.馬褂木遺傳多樣性及系統地理學研究[D].南京：南京林業大學，2010.

[2]陸暢，李斌，劉儒，等.不同種源鵝掌楸抗寒性綜合評價[J].浙江農林大學學報，2016，33（3）：455-461.

[3]蔡浩，金志農.鵝掌楸生理生態研究現狀綜述[J].江西林業科技，2014，42（4）：40-44.

[4]董梅，曹健，蔣祥娥，等.湖北省鵝掌楸屬研究現狀[J].湖北林業科技，2021，50（1）：29-32.

[5]劉琪璟.樹干解析中圓盤直徑及樹皮斷面積精準測定的方法[J].生態學雜志，2009，28（6）：1194-1200.

[6]李輝虎，劉巧麗，吳照祥，等.木蘭科鵝掌楸的樹干解析研究[J].江西科學，2020，38（4）：537-540.

[7]魏安超，熊河先，胥輝，等.基于樹干解析的高山松天然林單木木材生物量生長模型[J].廣東農業科學，2017，44（1）：66-75.

[8]陳力，尹云鶴，趙東升，等.長白山不同海拔樹木生長對氣候變化的響應差異[J].生態學報，2014，34（6）：1568-1574.

[9]關追追，趙江寧，邱權，等.楸樹人工林生長規律及其最優生長模型研究——以河南省洛寧縣楸樹為例[J].森林工程，2021，37（2）：1-10.

[10]薩如拉，徐加睿，王智慧，等.基于樹干解析的興安落葉松人工林單木生長模型研究[J].林業資源管理，2019（2）：88-92.

[11]黃永彬，馮立新，朱能武，等.馬蹄荷樹干解析[J].安徽農業科學，2016，44（9）：197-199.

[12]潘文婷，夏莘，夏良放，等.造林密度對近熟期鵝掌楸生長和材質的影響[J].南京林業大學學報（自然科學版），2018，42（5）：46-52.

[13]郝自遠，李火根，康昊，等.北美鵝掌楸人工林生長規律及早期選擇可行性探究[J].林業科學研究，2017，30（5）：878-885.

（責任編輯：鄭京津）