井冈山自然保护区罗浮栲生长过程研究

吴春生 舒春节 刘苑秋 魏晓华 莫其峰

(1.江西农业大学林学院，江西 南昌 330045；2.加拿大不列颠哥伦比亚大学(Okanagan)地球与环境科学系，温哥华 加拿大；3.中国科学院华南植物园，广东 广州510520)



井冈山自然保护区罗浮栲生长过程研究

吴春生1舒春节1刘苑秋1魏晓华2莫其峰3

(1.江西农业大学林学院，江西 南昌 330045；2.加拿大不列颠哥伦比亚大学(Okanagan)地球与环境科学系，温哥华 加拿大；3.中国科学院华南植物园，广东 广州510520)

以江西井冈山国家级自然保护区内的罗浮栲为研究对象，利用典型样地选择、每木检尺及树干解析等方法，对罗浮栲的生长过程及各器官生物量分配情况进行了初步研究。结果表明：罗浮栲胸径连年生长量为0～10、30～40 a，胸径生长迅速，连年生长量高峰达0.585 cm，60 a胸径达到27.2 cm；罗浮栲高生长量在30 a达到9.80 m，成为优势木；罗浮栲材积生长量在0～20 a生长缓慢，20～60 a一直处于快速生长阶段，连年生长量60 a达到0.022 6 m3；罗浮栲平均生长量与连年生长量曲线没有相交，说明罗浮栲到60 a还未达到数量成熟龄。罗浮栲的生长发育分3个时期，0～20 a为幼龄期，20～50 a为速生期，50～60 a为壮龄期。

罗浮栲；树干解析；生长规律；生物量；自然保护区

罗浮栲(Castanopsisfabric)又称罗浮锥，是壳斗科(Fagaceae)栲属(Castanopsis)木本植物，在我国主要分布于四川、云南及长江以南亚热带海拔350～900 m地区，一般生长于湿润的山地林中，是常绿阔叶林的主要伴生树种，较少成为建群种，纯林较少，但在森林生态系统中具有重要地位。罗浮栲具有栲胶产量高、质量好、材质好，为加工及化工提供了较好的原材料，且具有很好的水土保持作用，是目前发展商品林很好的选择树种之一[1-3]。

目前，国内对罗浮栲有一定的研究，吴文谱[4]报道了我国罗浮栲林的主要林型;陈坚等[5]研究了福建建瓯万木林自然保护区罗浮栲群落特征;毕晓丽[6]对万木林自然保护区罗浮栲群落的物种多样性进行了分析；刘仁林等[7]对江西井冈山罗浮栲林群落种群生态数量场特征进行了研究；陈宏伟等[8]对广西受干扰罗浮栲林进行了群丛分类；付达靓等[1]对戴云山国家级自然保护区罗浮栲群落特征进行了报道。以上研究成果主要集中在罗浮栲林的生态学方面，对于罗浮栲解析木的研究文献不多。罗浮栲的多种用途已经受到越来越多的人关注，其木材畅销不衰，供不应求，而且发展前景很好，但随着大量天然林被采伐，后备资源有枯竭之势，而人工栽培还缺少经验。

井冈山位于江西省西南部，森林植被为亚热带常绿阔叶林，其中罗浮栲林是最常见的森林类型之一，主要分布在沟谷和山坡中、下部。本研究利用典型样地选择、每木检尺及解析木等方法，运用数理统计分析方法对其生长规律进行研究，以期掌握罗浮栲的特殊生长规律，从而为其人工培育和科学管理提供理论依据。

1 研究地自然概况

研究地设井冈山自然保护区内，位于江西省西南部， 地处湘赣两省交界的罗霄山脉中段、万洋山的中部，西与湖南省炎陵县接壤， 西南、西北分别与江西省遂川县、井冈山市大垅镇、鹅岭乡相邻。保护区内气候温暖湿润，属亚热带湿润季风气候区。区内四季分明，夏季多暴雨，冬季多浓雾。年均气温为14～17 ℃，年均降水量1 856.5 mm，年均蒸发量728.3 mm，相对湿度84%；年均有雾日78 d，无霜期247 d。井冈山自然保护区区内地貌较为复杂，按照形态不同，地貌可分为山体、河谷、构造盆地和岩溶等类型，最高海拔1 799.4 m，最低海拔仅230 m[9]。

2 研究方法

2013年12月对井冈山进行森林碳汇调查，在林分踏查的基础上，选择具有代表性的3块罗浮栲常绿阔叶林标准样地，样地情况见表1。样地面积0.08 hm2(28.28 m×28.28 m)，用罗盘仪定边界，闭合差不超过1/200。对样地内所有罗浮栲进行每木检尺，计算出每一标准样地内罗浮栲活立木的平均树高和平均胸径，选择生长正常、无偏冠、无病虫害，不断稍的平均木或标准木作解析木(取3株)，以2 m为一区分段进行树干解析，在高度为0、1.0、1.3、3.0、5.0、7.0、9.0 m等直至树顶各区分段分别取1个约4～5 cm厚的圆盘，打磨好带回实验室，并以10 a为1龄阶距查数各圆盘的年轮数，进行树干解析测算，分析其生长规律[10-11],并对各部分分树干、枝、叶、根分别称取生物量，测得鲜质量。数据分析及制图采用Excel 2003等软件完成。

表1 样地基本情况Tab.1 Sample basic situation

注：样地信息来源于2013年12月对井冈山森林碳汇调查数据。甜槠(Castanopsiscandata),木荷(Schimasuperba),虎皮楠(Daphniphyllumoldhamii)。

3 结果与分析

3.1 胸径生长过程分析

罗浮栲解析木胸径生长过程见图1。由图1可以看出，罗浮栲胸径连年生长量出现2个阶段：一个是快—慢—快阶段，另一个是下降—回升阶段。快—慢—快生长阶段中，0～10、30～40 a胸径处于快速生长，连年生长高峰达0.585 cm；10～30 a胸径连年生长变的缓慢。下降—回升阶段中，40～50 a胸径生长明显下降，下降至0.490 cm；50～60 a胸径连年生长量稍微回升，回升至0.495 cm。

胸径平均生长量初期生长较快，10 a后缓慢生长，一直保持缓慢生长到60 a，平均生长量仍没有出现最大值，此时平均生长量达0.453 cm。树木胸径连年生长量与平均生长量呈现出如下关系：

1) 连年生长量和平均生长量随着年龄的增加都在增加，且树木在10 a以下的幼龄阶段，连年生长量与平均生长量其增长速度相当，差别较小。

2) 在树木生长10 a以后，树木慢慢地进入了快速生长阶段，连年生长量增加速度明显大于平均生长量；且最大生长速率出现在30～40 a。

3) 生长到达40 a后，树木生长速率开始下降，此时，连年生长量达到高峰时，而平均生长量却还在增加。

从两者的关系可知，胸径连年生长量曲线与平均生长量曲线会在某一年相交，此时平均生长量达到最大值，之后平均生长量大于连年生长量，此时胸径生长达到数量成熟龄。图中显示2条曲线还未到达相交的生长年龄，罗浮栲60龄树还处于生长期，未达到成熟龄。

3.2 树高生长过程分析

罗浮栲解析木树高生长过程见图2。

由图2可以看出，在整个生长过程中，树高连年生长量曲线呈现升—降—升—降的过程。0～10 a连年生长量达到高峰，为0.40 m；10～30 a树高连年生长量开始下降，其中10～20 a下降缓慢，20～30 a下降较快，从0.38 m下降到0.20 m；30～50 a连年生长量有所回升，从0.20 m上升到0.25 m；50～60 a连年生长量又开始下降，下降到60 a的0.20 m。连年生长量在30 a有一个回升的过程，从影响树高生长的主要因素考虑， 10～30 a生长下降是由于树木还处在幼龄时期，生长受到周围树木干扰，成为被压木，生长到达30 a，树高达到9.80 m，30～50 a生长量出现回升时因为树高达到了脱离周围树木影响的高度，成为样地中的优势木。

平均生长量前期较大，10 a达到最大值，为0.40 m，此后渐渐下降，60 a平均生长量为0.27 m。连年生长量在10 a出现最大值，在50 a再次出现峰值。平均生长量曲线与连年生长量曲线交于10 a，此后连年生长量小于平均生长量，此时应进行抚育间伐，以保证林木充足的营养空间，满足树冠生长发育的需要。

3.3 材积生长过程分析

罗浮栲解析木材积生长过程见图3。

由图3可知，材积连年生长量前20 a生长缓慢，20 a后生长大幅度上升。20～60 a一直处于速生期，连年生长量60 a达到0.022 6 m3。材积平均生长量前20 a较小，20 a平均生长量为0.000 8 m3，此后生长逐渐加快，60 a平均生长量达到0.008 7 m3，仍处于上升期。连年生长量与平均生长量未相交，且两者都未达到最大值，说明罗浮栲到60 龄时仍处于生长旺盛期，没有达到数量成熟龄。罗浮栲材积连年生长量与平均生长量没有相交的原因比较复杂，主要有树种的生物学特性及树木所处的生长环境等。从罗浮栲的生物学特性看：前20 a生长缓慢，20 a后进入速生阶段，直到60 a生长速度还很快，由此判断该树还未达到数量成熟年龄。从树木所处的生长环境分析：天然林中树木的生长很容易被周围大树所压，生长呈现被压状态，从而生长变得缓慢，当周围的大树被砍掉或者自己生长到一定的高度后，有良好的生长空间和光照，此时会出现短暂的快速生长现象，其材积连年生长量也会短暂的快速增加，当树木达到一定高度，生长环境和周围的树种达到平衡之后，材积连年生长量速率会下降，而材积平均生长量却会一直增加。因此，材积连年生长量和平均生长量到一定年龄时总会相交，此时罗浮栲也就达到数量成熟阶段。

3.4 罗浮栲不同器官的生物量及分配率

经过对罗浮栲树干进行解析分析，各部分生物量鲜质量见表2。从表2可知，树干鲜质量为613.15 kg，占全株总生物量(956.50 kg)的64.10%；地下部分的生物量为214.60 kg，占全株总生物量的22.44%；枝叶部分的生物量为128.75 kg，占总生物量的13.46%。生物量总体分配格局为干材部分>地下部分>枝叶部分。

表2 罗浮栲各器官生物量及其分配率Tab.2 Castanopsis fabri organ biomass and its allocation rate

4 结 语

1) 罗浮栲胸径初期生长较快，0～10、30～40 a处于生长高峰期，到40 a才缓慢下来，50 a后生长缓慢上升，呈现快—慢—快和下降—回升2个过程；树高生长呈现升—降—升—降的过程，2个生长高峰树高分别为10 龄(4.0 m)和50龄(14.4 m)；材积在前20 a生长缓慢，20 a之后生长大幅度上升，60 a材积达到0.520 1 m3，60 a材积平均生长量与连年生长量曲线未相交，罗浮栲生长未达到数量成熟龄。根据罗浮栲胸径、树高、材积连年生长量，可将60a生罗浮栲生长发育分3个时期：0～20 a为幼龄期，20～50 a为速生期，50～60 a为壮龄期。从不同生育阶段的生长情况看，罗浮栲幼龄期胸径与树高生长迅速，此时应根据林分状况，加强林地管理，及时施肥和抚育间伐，以改善林分卫生状况。增加林木树冠的营养空间，从而提高林分产量和质量。壮龄期材积生长迅速增加，树高生长开始逐渐下降。

2) 在罗浮栲的生物量空间分配上，干材部分占全株生物量的64.10%，总趋势为干材部分>地下部分>枝叶部分。不同地区罗浮栲群落在群落结构上相同，均可分为乔木层、灌木层、草本层3个层次，保证乔木层的充分生长就可以产生最大的木材生物量。因海拔、坡向、土壤类型、人为干扰以及群落演替情况各有特点，不同区域的罗浮栲数量及组成、群落外貌、物种多样性等方面会存在一定差异，所以科学管理对于促进罗浮栲的生长具有重要的意义。

3) 罗浮栲群落植物生活型以高位芽植物占优，叶片以革质的中小型全缘单叶为主。群落结构复杂，成层现象明显，乔木层以罗浮栲为建群种，在群落中占主导优势，但是其幼树幼苗较少。罗浮栲速生期较长，用途广泛，只要适地适树，不仅20 a后材积生长量大，而且生长能适应环境，提供大量栲胶，经济效益较好，有很大培育前景，是重要的优良造林树种。

[1] 付达靓，刘金福，黄志森，等.戴云山国家级自然保护区罗浮栲群落特征[J].福建林学院学报，2009，29(2)：97-102.

[2] 林珊，刘金福，付达靓，等.戴云山罗浮栲林群落主要树种空间分布格局[J].福建林学院学报，2010，30(1)：15-18.

[3] 刘金福，黄志森，陈金英，等.戴云山罗浮栲群落维管植物组成及其地理成分研究[J].武汉植物学研究，2010，28(1)：27-33.

[4] 吴文谱.中国罗浮栲林的研究[J].南昌大学学报(理学版)，1995，19(4)：396-397.

[5] 陈坚，高峻，杨斌生，等.福建建瓯市万木林罗浮栲群落特征的研究[J].上海师范大学学报(自然科学版)，1996，25(6)：67-73.

[6] 毕晓丽.福建万木林珍稀植物群落学研究及其可持续经营[D].福州：福建农林大学，2002：27-30.

[7] 刘仁林，王琅，杜天真.井冈山罗浮栲群落种群生态数量场特征[J].林业科学，2008，44(2：1-7.

[8] 陈宏伟，王献溥，于顺利.广西受干扰罗浮栲林群丛的分类[J].浙江林学院学报，2008，25(2)：169-175.

[9] 彭子恒，王怀领，王宇欣.井冈山国家级自然保护区森林生态系统服务功能价值测度[J].林业经济问题，2008，28(6)：512-516.

[10] 孟宪宇.测树学[M].3版.北京：中国林业出版社，2006：197-201.

[11] 赵羿涵，刘兰妹，高露双，等. 气候变化后杉木人工林单木径向生长规律研究[J].西南林业大学学报，2013，33(5):9-16.

(责任编辑 韩明跃)

A Preliminary Study of the Jinggangshan Nature ReserveCastanopsisfabricGrowth Pattern of Biomass Allocation

WU Chun-sheng1，SHU Chun-jie1，LIU yuan-qiu1，WEI Xiao-hua2，MO Qi-feng3

(1.College of Forestry, Jiangxi Agricultural University，Nanchang Jiangxi 330045,China；2.Earth and Environmental Science Department, University of British Columbia,Okanagan Vancouver, Canada;3.South China Botanical Garden, Chinese Academy of Sciences,Guangzhou Guangdong 510520,China )

This article took the Jiangxi Jinggangshan National Nature Reserve ofCastanopsisfabricas the research object,through the use of typical sampling,each wooden foot and trunk analysis and other methods,to undertake preliminary study ofCastanopsisfabrigrowth and biomass allocation pattern.The results showed that,at twoCastanopsisfabrigrowth periods:0-10 a,30-40 a,DBH growth in successive years was rapid,the peak of 0.585 cm.DBH of 60 a reached 27.2 cm.Castanopsisfabritree height growth in 30 a to 9.80 m,become the dominant tree;Castanopsisfabrivolume in 0-20 a was slow growth,yet 20-60 a has been a rapid growth phase,annual growth volumeof 60 a to 0.022 6 m3.Castanopsisfabriaverage growth rate and the annual growth volume curves did not intersect,indicating thatCastanopsisfabriof 60 a also did not reach maturity age.The growth ofCastanopsisfabriwas divided into 3 periods:0-20 a for the juvenile stage，20-50 a for a fast-growing period,50-60 a for strong age.

Castanopsisfabric;stem analysis;growth rhythm;biomass; nature protection area

2014-12-19

中国科学院战略性先导科技专项项目(XDA05050205)资助。

刘苑秋(1963—)，女，博士，教授。研究方向：森林生态、恢复生态。Email：liuyq404@163.com。

10.11929/j.issn.2095-1914.2015.04.010

S758.5

A

2095-1914(2015)04-0058-04

第1作者：吴春生(1990—)，男，硕士生。研究方向：森林培育。Email:1013259834@163.com。