陈卫国

(1.广西维都国有林场，广西 来宾 546100；2.广西高峰国有林场，广西 南宁530001)

广西维都林场阴香人工林生长规律研究

陈卫国1，2

(1.广西维都国有林场，广西 来宾 546100；2.广西高峰国有林场，广西 南宁530001)

采用树干解析法对广西维都林场32年生阴香人工纯林生长规律进行研究，将解析木的树高、胸径和材积同林分树龄之间建立回归方程，并确定为最优生长模型。结果表明：阴香树高、胸径和材积总生长量在32 a时分别为17.6 m、32.55 cm和0.539 m3；树高连年增长量在0～6 a逐年增加，第6年达到峰值，为0.90 m/a，第6年之后树高生长速度总体呈下降趋势；胸径生长与树高生长规律相似，在第4年达到生长峰值，为2.42 cm/a；材积连年生长量随树龄递增先增长后下降，连年生长量峰值出现在第22年，峰值为0.035 m3/a，连年生长曲线与平均生长曲线相交于第32年，由此确定材积数量成熟的年龄为32 a。生长规律回归方程拟合中，树高、胸径与林龄回归模型以理查德模型最优，材积以苏马克模型为最优，拟合相关系数R2均在0.997以上，残差平方和较小，拟合效果良好。

阴香；人工林；生长规律；回归模型；广西

阴香(Cinnamomumburmannii(Nees et T. Nees))是樟科樟属常绿阔叶大乔木，又名假玉桂、野玉桂、小桂皮、山肉桂、香胶叶、阿尼茶(云南)等，树高可达20 m，胸径80 cm，树形美观，主干通直，材质优良，适应性广，生长迅速，枝叶浓密，油绿常青，既是优良用材、芳香油及药用树种，又是庭院绿化、行道树、四旁植树及培养嫁接肉桂砧木的良好树种[1]。阴香在中国主要分布于海南、广东、广西、云南、四川等地，越南,印度尼西亚,菲律宾等国也有分布[2]。目前，阴香林分多以散生木或园林绿化树为主，人工林栽培较少。

阴香的分布范围较广，利用价值高，目前对于阴香也有较多的研究，其中，张中华、李峰等对桂林岩溶地区阴香生态群落进行研究[3-8]发现，阴香种群年龄与胸径呈线性相关；张镜、刘发光、骆焱平等对阴香果实和叶提取精油、提取物抑菌活性方面开展研究[9-13]，进一步扩大阴香的加工利用空间；刘秀萍、刘淑明等对阴香苗木抗逆性研究结果表明，阴香具有较好的抗寒、抗涝、抗旱能力[14-20]，而对其生长特性及生长历程鲜见报道，更没有树龄长达32 a的生长规律研究。因此，深入了解成熟阴香树种的生长规律，可为阴香人工林的经营管理方案的制定以及阴香的发展利用提供科学依据，对加快阴香的推广应用也具有重要意义。

1 研究地概况

阴香人工纯林林分位于广西维都林场，地处北纬23°16′～26°29′、东经108°24′～110°28′。具有典型的亚热带季风气候特征，气候温和、雨量充沛。年均日照 1 325～1 734 h；平均年降水量 1 225～1 942 mm，4月下旬到8月下旬为雨季，是洪涝多发季节；年平均气温18.1～21.2 ℃。试验地平均海拔150 m，土壤为砂页岩红壤，土层平均厚度80 cm以上。样地阴香人工林是1980年春季采用实生苗造林，栽植株行距为3 m×2 m。栽培10 a后间隔一排作为绿化苗移走，株行距变为3 m×4 m，保留林分以用材林作为培育目的。调查时林分保存密度为610株/hm2，林分郁闭度0.8。调查时林下植被较丰富，草本层主要有弓果黍(Cyrtococcumpatens)、渐尖毛蕨(Cyclosorusacuminata)、凤尾蕨(Pteriscretica)、茅莓(Rubusparvifolius)，平均高度20 cm；灌木层主要有阴香幼树(Cinnamomumburmannii)、小叶女贞(Ligustrumquihoui)，还零星分布有少量的水苎麻(Boehmeriamacrophylla)，平均高度为1.8 m。

2 研究方法

2.1 样地设置与调查

对32年生阴香人工纯林进行调查，按照典型选样原则，在林分内布设3个具有代表性的标准样地，每个样地的面积为400 m2(20 m×20 m)。对标准样地内的林木进行每木检尺，测量记录胸径、树高、枝下高、冠幅等测树因子，其中胸径用胸径尺测定，树高用测高器测定。通过统计林木胸径分布，计算出平均木胸径的大小。

2.2 解析木测定

测定标准地内林木的树高和胸径，求算林分平均胸径和断面积；树高用测高器逐株测量，并绘制树高生长曲线，以林分平均胸径与树高曲线上求得林分平均树高。每个标准地选择3株平均木作为解析木，按2 m区分段取圆盘带回室内。根据解析木的胸径、树高及材积的生长量，绘制生长曲线。

2.3 生长模型的拟合

分别将解析木的树高、胸径和材积同林分树龄之间建立回归方程，采用具有典型代表的逻辑斯蒂(logistic)模型、苏马克(schumacher)模型、坎派兹(compertz)模型、考尔夫(korf)模型、幂函数(power)模型、理查德(richards)模型6种经验方程进行拟合，分别选出树高、胸径和材积生长曲线中相关性R2最高、最小残差平方和确定为最优生长模型[21-23]。

2.4 数据处理

采用Excel 2003及SPSS 17.0数据处理软件，对数据进行统计和分析处理。

3 结果与分析

研究林木的年龄与树高、胸径、材积之间的相关性，对于掌握该树种在本地区的生长动态，制定有效的经营措施，对提高森林资源的质量和数量具有重要的现实意义。将阴香平均木进行树干解析后，分别计算各株标准木的树高、胸径、材积的总生长量、连年生长量、平均生长量，最后取其平均值，结果见表1。

3.1 阴香人工林生长过程

3.1.1 树高生长规律 对32年生阴香树高的分析(表1和图1)结果表明：阴香在32 a时单株树高的总生长量达到17.6 m；树高连年增长量在0～6 a逐年增加，第6年达到峰值，为0.90 m/a；6～32 a树高生长速度总体趋势下降，但是在20～30 a树高的生长也出现一定幅度的增长；30 a之后，树高的生长速度出现明显的降低。而14～20 a处于低生长期，原因可能是由于林分之前的高生长在到第14年的时候林木已经充分郁闭，林木之间的竞争相对强烈，林分正处在自然稀疏的生长阶段，故在14～20 a时应该通过间伐等经营手段来维持林木和林分的快速生长。平均生长量曲线相对于连年生长量曲线要稍微稳定，波动性较小，并且与连年生长曲线相交于第9年左右，此时的平均生长量最大，达到了0.75 m/a。由图1还可以看出，在4～8 a 时树高生长正处于最旺盛时期，此期间树高的连年生长都在0.80 m/a以上，说明了阴香树高的生长在此期间生长条件充足，对于水、肥、热等因子以及自身之间的竞争很小。

表1 阴香人工林生长过程

3.1.2 胸径生长规律 对32年生阴香的胸径生长过程进行分析(表1和图2)，结果表明，阴香单株的胸径生长在树龄达到32 a时，树木的平均胸径为32.55 cm。胸径连年生长量总体呈先快后慢的趋势，胸径连年生长量在0.17～2.42 cm/a波动，胸径连年生长峰值为2.42 cm/a出现在造林后第4年，0～4 a胸径生长速度随树龄增长而增加，4～32 a胸径连年生长量增长总体呈现随树龄增长而下滑的趋势。平均生长量曲线同样也呈现先是增长后下降的状况，平均生长曲线与连年生长曲线相交于第6年，此时的平均生长量最大，最大值为2.02 cm/a，平均生长峰值出现的时间要晚于连年生长量峰约2 a，阴香在32 a里的平均生长量为1.02 cm/a。

从图2中连年生长量曲线与平均生长量曲线还可以看出，阴香胸径的生长在造林的早期相对较高，造林前2 a胸径生长较为缓慢的原因可能是因为根系和叶的比重都较小，植株不能吸收足够多的养分并合成自身的物质。造林后第4年的时候，由于林木对环境的充分适应，植株各个器官的不断生长，植株对林地资源的利用率不断提高，胸径的生长进入第1个快速生长期。在第4～20年的时间段中，胸径生长量呈逐年下降的趋势，但是也维持着一个较高的生长速度(平均1.00 cm/a)，随着林分的不断郁闭以及林木本身对自然资源需求的不断增强，个体之间的竞争不断加强，在第20～32年林木的胸径生长量增速出现明显下滑，直至第32年时胸径的连年生长量仅为0.17 cm/a。

3.1.3 材积生长规律 32年生阴香人工林材积生长规律见图3。

对32年生阴香的材积的计算分析(表1和图3)结果表明：阴香的总材积生长量随树龄的增加而增加，到第32年时阴香单株的总材积生长量达到0.539 m3；材积的连年生长量随着树龄的递增先增长后下降，连年生长曲线出现一个明显的峰值，峰值出现在造林后第22年，最大材积连年生长量可达0.035 m3/a；在0～22 a时段材积连年生长量不断增长，在22～32 a总体出现随着树龄的再度增加而减少。材积的生长高峰期要比树高、胸径生长高峰期要晚16 a左右，10～30 a为材积快速增长期，第30年之后材积生长量的增速出现迅速的下滑，到第32年时材积的连年生长量仅为0.015 m3/a。连年生长量曲线与平均生长量曲线相交于32 a，由此可得，阴香人工林在第32年的时候达到材积数量成熟，这是确定林分可以进行采伐或者主伐的重要依据之一，此时的材积平均生长量达到最大值，为0.017 m3/a。

3.2 生长模型拟合

3.2.1 树高、胸径和材积生长模型的拟合 以2 a为1个龄级，分别将树高、胸径和材积生长量代入6种生长模型，经SPSS 17.0处理，得到各因子与林龄的回归方程。将树高、胸径及单株材积回归方程相关决定系数R2最高、残差平方和最小的模型作为最优模型，结果见表2。

表2 树高、胸径和材积最优生长模型

式中：A为林龄。

阴香人工林的树高、胸径测树因子与林龄最优回归模型为理查德模型，拟合精度分别为 0.997 8、0.998 7，说明阴香人工林的树高、胸径与林龄存在密切的相关性，拟合的模型能够很好地反映林木生长情况。材积的最优模型是苏马克模型，拟合相关系数高达 0.997 9，残差平方和仅为 0.001 1，拟合效果最好，说明阴香的材积随着林龄的增加均匀递增。

3.2.2 生长模型的验证 通过建立阴香树高、胸径和材积与林龄的回归方程可知,其相关性较高，拟合效果比较理想，为了进一步验证阴香人工林生长模型的可靠性，将林龄带入生长模型进行各测树因子的预测，结果见表3。

表3 阴香人工林树高、胸径和材积生长模型检验

表3(续)

由表3可知，实测值与预测值比较接近，各测树因子不同林龄的残差值均较小，预测值能很好的反应林分生长情况，拟合的生长预估模型较科学，可以直接应用于生产。

4 结论与讨论

1) 32 a生阴香的树高、胸径和材积总生长量都是随着阴香年龄的增长而增长，第32年时分别为17.6 m、32.55 cm和0.539 m3。树高的与胸径的生长在林木生长的前期(2～16 a)处于快速生长期，林木生长后期(16～30 a)树高与胸径的生长都处于较稳定的阶段，到30 a以后树高与胸径的生长基本已经到达较稳定的自然高度，树高的连年生长量与胸径的连年生长量急剧降低。阴香材积快速生长期处在林木生长的后期，与树高和胸径的生长截然不同。在林木生长前半段(0～16 a)阴香的材积生长虽然在不断增加，但是总体而言速度较慢(0.009 m3/a)，此阶段材积的累积量为0.146 m3，仅占材积总生长量的27.14%。林木生长后半段(16～30 a)才是材积增长的高峰期，平均为0.026 m3/a，为前者平均水平的2.8倍，32 a以后材积增长迅速下降。在32 a树龄时材积平均生长量可达0.017 m3/a。阴香连年生长量曲线与平均生长量曲线相交于32 a，说明阴香人工林在第32年时达到材积数量成熟，从而确定阴香人工林的主阀年龄应该为32 a。

2) 阴香生长规律回归方程拟合中，树高、胸径与林龄回归模型以理查德模型最优，材积以苏马克模型为最优，拟合相关系数R2均在0.997以上，残差平方和较小，生长预估模型具有较高的精度，可应用于生产实践中。

3) 研究发现阴香侧枝生长能力很强，因此在以用材林为培育目的时要做好修枝工作，保证主干明显；阴香在前16 a生长相对迅速，因此在该阶段做好水肥管理，保证养分供给充足，对用材林培育具有重要作用；密度设置方面可以在初期密植，促进苗木高生长，减少侧枝发育，生长过程中通过移栽、间伐等措施，减少竞争，保证林木有足够的生长空间，获得最大的生长蓄积。

致谢：感谢广西大学及广西国有维都林场对该论文资料的调查和撰写提供帮助和支持,同时也非常感谢秦武明教授、蒋燚教授、曾辉高级工程师、吕曼芳、吴敏、江德侯及覃林海等各位同事的关心和支持。

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(责任编辑 韩明跃)

Studies on Growth Rhythm of 32 aCinnamomumburmanni

CHEN Wei-guo1，2

(1. Wei Duo State-Owned Forest Farm, Laibin Guangxi 546100, China; 2.Gao Feng State-Owned Forest Farm, Nanning Guangxi 530001, China)

By the stem analysis method, the growth rhythm of 32-year-oldCinnamomumburmanniplantation in Guangxi Weidu forest farms was analyzed. Base on the data of tree height, DBH, total volume growth and stand age, we established regressive equation and determined the optimum growth model. The results showed that the tree height, DBH and volume of the 32-year-oldCinnamomumburmanniwere 17.6 m, 32.55 cm and 0.539 m3, respectively. The annual increment of tree height was increase gradually in the first 6 years, and then reached the peak in the 6thyear, which was 0.90 m/a. After that, tree height gradually decreased with age. Also, DBH growth have the similar change rule, in which annual increment of DBH reached the peak in the 4thyear, with the value of 2.42 cm/a. What′s more, the annual increment of volume was increase first and then declining with age, the growth peak of which appeared in 22-year, with the value of 0.035 m3/a. The annual growth curve and average growth curve intersected in 32-year, thus we could determine the age of volume mature was 32 years. After fitting by growth regularities regression equation, we found that, among the regression models of tree height, DBH and forest age, Richard model was optimal, and SuMaKe model was optimal for volume, fitting correlation coefficientR2were all above 0.997, the sum of squared residuals was lesser, growth prediction model has higher accuracy.

Cinnamomumburmanni; forest plantation; growth regularity; regression model; Guangxi

2013-09-29

中央财政林业科技推广项目[桂林办科字(2013)8号]资助。

陈卫国(1972—)，男，硕士，工程师。研究方向：森林培育理论与技术及营林管理。Email：chenwg218@163.com。

10.3969/j.issn.2095-1914.2014.04.012

S758.5

A

2095-1914(2014)04-0064-06