立地條件對閩楠生長形質和林木分化的影響研究

摘要 為探明立地條件對閩楠人工林生長的影響，以胸高形數、實驗形數和胸高圓錐系數為干形指標，對閩中山地2種立地條件上閩楠人工林樹干生長形質進行了研究，并基于單木競爭指標進行了林木分化研究。結果表明，下坡位閩楠的生長顯著優于上坡位；隨著胸徑的增大，2種立地上閩楠的胸高形數均顯著減小，呈現明顯的反J形曲線。實驗形數雖然隨著胸徑和樹高的變化而變動，但總體幅度很小，胸高圓錐系數也隨胸徑和樹高的變化而變動，其變化幅度高于實驗形數；上坡位閩楠相對胸徑的變異系數顯著高于下坡位。2種立地上Ⅱ級木以下株數比例無顯著差異，而Ⅲ級木以下株數比例顯著差異，下坡位林木均為Ⅲ級木以上。

關鍵詞 閩楠；生長形質；林分分化；立地類型

中圖分類號? S79? ? 文獻標識號 A

文章編號 1007-7731（2023）09-0092-03

樹干的生長形質是重要的林分調查因子，不僅會影響樹干質量和材積大小，而且是測樹用表編制的主要依據，干形的變化會直接影響到林木材積及材種出材量[1]。樹木干形研究主要是針對縱斷面的形狀變化，用樹木從下至上直徑變細的速度（飽滿度）來表達，其隨樹種、個體生長環境的變化而變化[2]。研究表明，不同立地條件對樹木干形及生長會產生顯著影響，在短期和長期的時間尺度上，充足的土壤養分有利于樹木的正常生長發育，從而影響樹木干形的變化[3]。常用的樹木干形數指標有胸高形數和實驗形數[4]，但有研究認為，胸高形數是隨樹高的增長而減小的，這使樹木個體干形在原有的自然差異上增添了一層計算差值，因而不能確切反映樹木的真實干形。吳紀昌等[2]提出胸高圓錐系數，克服了胸高形數隨樹高增長而減小的弊端。

閩楠（Phoebe bournei）是我國東部亞熱帶常綠闊葉林的優勢樹種之一，材質好，適應性強，經濟價值較高，常被用作針葉人工林改造[5]，以解決南方山地生產力下降、地力衰退等生態環境問題[6]。已有研究報道了立地條件對閩楠生長規律[7]、生物量和養分積累的影響[8]，但立地與閩楠干形生長的關系尚少見研究。基于此，為探明立地條件對閩楠人工林生長的影響，筆者以胸高形數、實驗形數和胸高圓錐系數為干形指標，對閩中山地2種立地條件上閩楠人工林樹干生長形質進行了研究，并基于單木競爭指標進行了林木分化研究，以期為南方山地閩楠人工林的生產經營提供理論支撐。

1 研究區概況

研究區域為福建省尤溪縣，位于福建省中部，三明市東部，地理位置位于117°48′30″～118°40′E，25°50′36″～26°26'30″N之間。地處閩中、戴云山脈以北，毗鄰閩清、永泰、沙縣、大田、南平、德化，素有“閩中明珠”之稱。全境地勢東西高、中部低，總面積3 463 km2。

2 材料與方法

2.1 樣地選擇與調查

試驗地位于尤溪縣湆頭國有林場有限公司酒板工區，選擇1984年造林的閩楠純林進行試驗地設置，樣地小班號為001-10-030，面積15.33 hm2，造林密度1 667株/hm2，坡向西南，坡度25°～30°。2020年8月分別對上坡位和下坡位內的閩楠進行每木調查，記錄每株的胸徑、樹高，計算采集各形質指數。

2.2 林木材積及形質性狀測算

材積計算：材積按照福建省地方標準伐區調查設計技術規程DB35/T88—1998中的材積模型來確定：

式中：V為材積，單位m3；D為胸徑，單位cm；H為樹高，單位m。

采用胸高形數、實驗形數[4]和胸高圓錐系數來[2]評價不同立地上閩楠的形質性狀，計算公式如下：

式中：g1.3為胸高斷面積（m2），h為樹高（m），v為材積（m3）。

2.3 單木競爭指標及林木等級劃分

采用單木競爭指標劃分林木等級，按公式[d= r/R]（式中：r為每株樣木胸徑；R為樣地林分平均胸徑；d為單木相對胸徑），求得每株樣木的d值[9]。參照歐建德等提出的林木分級標準，在各樣地按分級木（Ⅰ～Ⅴ級木）歸類，分級標準為Ⅰ級木，d≥1.336；Ⅱ級木，1.026≤d<1.336；Ⅲ級木，0.712≤d<1.026；Ⅳ級木，0.383≤d<0.712；Ⅴ級木，d<0.383[10]。并以樣地為統計單元，分別計算相對胸徑變異系數、Ⅱ級木以下和Ⅲ級木以下的株數比例。變異系數（%）=（標準差/平均值）×100[11-12]。

3 結果與分析

3.1 不同立地條件對閩楠生長和形質的影響

由表1可知，2種立地上閩楠的生長具有顯著差異，其中上坡位徑階分布為12～28 cm，林木胸徑大多集中在20～22 cm徑階，隨著胸徑增大，林木株數顯著減少，26 cm以上僅為14株。下坡位起始徑階為16 cm，林木胸徑集中在20 cm和24 cm徑階，26 cm以上有35株。可見，下頗位的閩楠生長顯著優于上坡位。

根據不同徑階的胸徑和樹高，計算平均材積和胸高形數、實驗形數和胸高圓錐系數，其結果見表1。由表1可知，隨著胸徑的增大，2種立地上閩楠的胸高形數均顯著減小，實驗形數雖然隨著胸徑和樹高的變化而變動，但總體幅度很小，胸高圓錐系數也隨胸徑和樹高的變化而變動，其變化幅度高于實驗形數。

3.2 閩楠樹干形質性狀與胸徑和樹高的關系

采用對數關系模型擬合2種立地上閩楠胸高形數、實驗形數和胸高圓錐系數與胸徑和樹高的關系。由表2可知，3種樹干形質性狀與胸徑、樹高均呈明顯的對數關系，尤其以胸高形數為最優，其擬合結果呈現明顯的反J形曲線。

3.3 立地條件對閩楠林木分化的影響

相對胸徑是與距離無關的單木競爭指標，具有測量精確與操作方便的特點，可作為等級木劃分的依據。由表3可知，上坡位閩楠相對胸徑的變異系數為16.89%，顯著高于下坡位（13.24%），說明上坡位閩楠林木胸徑分布的離散性更強，而下坡位林木胸徑分布更為集中。從林木分化數據可見，2種立地上Ⅱ級木以下株數比例無顯著差異，分別為48.35%和52.22%，而Ⅲ級木以下株數比例差異顯著，其中上坡位為6.22%，下坡位為0，可見，下坡位林木均為Ⅲ級木以上。

4 結論

本文以胸高形數、實驗形數和胸高圓錐系數為干形指標，對閩中山地2種立地條件上閩楠人工林樹干生長形質進行了研究，并基于單木競爭指標進行了林木等級分化，得出如下結論。

（1）下坡位閩楠的生長顯著優于上坡位，與下坡位水熱等生境條件良好、土層更厚、養分含量更好有關。

（2）隨著胸徑的增大，2種立地上閩楠的胸高形數均顯著減小，呈現明顯的反J形曲線。實驗形數雖然隨著胸徑和樹高的變化而變動，但總體幅度很小，胸高圓錐系數也隨胸徑和樹高的變化而變動，其變化幅度高于實驗形數。

（3）上坡位閩楠相對胸徑的變異系數顯著高于下坡位的。2種立地上Ⅱ級木以下株數比例無顯著差異，而Ⅲ級木以下株數比例差異顯著，下坡位林木均為Ⅲ級木以上。

參考文獻

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（責編：張宏民）

作者簡介 許婷鈴（1978—），女，福建閩清人，助理工程師，從事森林培育研究工作。