北美香柏生长规律研究

邓 煜， 江 薇， 张湘婕， 张 傲， 林桂清， 孙长彬

(长春市林业科学研究院， 吉林 长春 130117)

北美香柏(Thujaoccidentalis)为柏科(Cupressaceae)崖柏属(Thuja)常绿乔木，高可达20 m，原产北美，在我国山东、江西、江苏、上海、浙江、湖北和黑龙江等地均有引种记录。喜光，并具有一定耐阴能力，耐寒性强，对土壤和环境要求不严，能在盐碱地潮湿环境中生长，抗烟尘和有毒气体。树形优美，树冠塔形，耐修剪，鳞叶有香味，木材质软，耐腐而芬芳，是良好的园林造型树种、重要香料树种和优良家具用材[1]。虽然在我国多地均有引种，但在吉林省仍处于起步阶段。本文以长春市林业科学研究院苗圃内培育的幼龄北美香柏为研究对象，选择标准木进行树干解析，绘制生长曲线，进行分析，旨在掌握其在吉林省的生长变化规律，为应用推广奠定基础。

1 试验区概况

试验地设在长春市林业科学研究院苗圃，位于吉林省长春市净月潭国家森林公园，地理位置125°21′E、43°52′N，属长白山余脉向松辽平原过渡的低山丘陵地带，海拔230 m，属温带大陆性半湿润气候向半干旱气候过渡地带，年平均气温4.60 ℃，10 ℃以上积温2 950 ℃，1月平均最低气温约-22.40 ℃，个别年份最低气温可达-36.50 ℃，7月平均最高气温约28.30 ℃，年均降水量约645.30 mm，年均蒸发量约1 719.30 mm，年均相对湿度69 %左右。年均日照时数2 641 h，无霜期145 d，土壤类型为暗棕壤，pH 6.5～7.0，有机质含量约为0.655 %[2]。

2 材料与方法

2.1 解析木的选择与测定

2021年3月，在长春市林业科学研究院科研苗圃的北美香柏人工幼龄林内设置标准地1块，面积40 m×40 m，对标准地内北美香柏进行胸径每木检尺，并测量树高。根据胸径和树高平均值，采用平均标准木法在林分内选取1株标准木进行树干解析。解析木要求生长健壮、冠型丰满、无病虫害、不断梢。林分密度株行距1.00 m×1.40 m。

解析木按0.50 m区分段进行解析，圆盘测量按3年为一龄阶查数年轮数，不足一个龄阶的作为一个不完整的龄阶。0号圆盘从圆心处查数龄阶，其余圆盘从外到内查数龄阶。

2.2 数据处理与分析

按照梁林峰的方法[3]，根据树干解析计算的基本原理，通过Excel函数和图表工具，计算各龄阶树高、胸径和材积，分析解析木生长数据，绘制胸径、树高、材积生长量曲线，并用Excel 2019绘制各指标曲线图。

3 结果与分析

3.1 生长分析

经树干解析和测定，胸径、树高、材积生长过程结果见表1。第18年时胸径总生长量8.40 cm，树高总生长量5.55 m，材积总生长量0.018 0 m3。树高总生长量、胸径总生长量和材积总生长量与树龄呈正相关关系。

表1 北美香柏生长过程

3.2 树高生长分析

从图1中可以看出，树高总生长量为5.55 m，3～15年内一直处于快速生长期，但在第9年时有所减弱，15～18年内生长速度稍有减缓，但生长依然旺盛。从图2中可以看出，树高平均生长量在3～12年内处于上升期，12～18年间趋于平缓，最大值0.33 m出现在第12年。连年生长量在3～6年内快速增长，6～9年内趋于平缓，9～12年间又快速增长，并在第12年时达到峰值0.50 m，12年后连年生长量开始逐年降低，并在第15年时与树高平均生长量曲线相交，达到数量成熟龄。

图1 北美香柏树高生长量Fig. 1 Total increment of tree height of Thuja occidentalis

图2 北美香柏树高连年生长量和平均生长量Fig. 2 Current and average annual increment of tree height of Thuja occidentalis

3.3 胸径生长分析

从图3的胸径总生长量来看，6～18年内一直处于旺盛生长阶段。从图4中可以看出，胸径平均生长量在6～12年内快速增长，12～15年内缓慢增长，15～18年内处于平台期，平均生长量最大值为0.47 cm。连年生长量在6～9年内快速增长，并在第9年时达到峰值0.88 cm，此后连年生长量以较快的速度逐年减小，在大约第17年时平均生长量和连年生长量曲线相交，达到数量成熟龄。

图3 北美香柏胸径生长量Fig. 3 Total increment of DBH of Thuja occidentalis

图4 北美香柏胸径连年生长量和平均生长量Fig. 4 Current and average annual increment of DBH of Thuja occidentalis

3.4 材积生长分析

从图5中可以看出，材积总生长量在6～9年内增长缓慢，9～18年内一直处于快速增长阶段。从图6中可以看出，材积平均生长量在6～9年内处于缓慢增长阶段，9～15年内快速增长，但在15～18年内增长速度呈减弱趋势。材积连年生长量在6～9年内缓慢增长，9～15年间快速增长，并在第15年时达到峰值0.002 5 m3，15年后开始减弱，第18年时尚未与材积平均生长量曲线相交。

图5 北美香柏材积生长量 Fig. 5 Total increment of timber volume of Thuja occidentali

图6 北美香柏材积连年生长量和平均生长量 Fig. 6 Current and average annual increment of timber volume of Thuja occidentali

4 结论

在长春地区，北美香柏18年时胸径、树高和材积的总生长量分别为8.40 cm、5.55 m和0.018 0 m3。树高生长从林龄3年开始进入快速生长期，12年时连年生长量达到峰值0.50 m，15年时达到数量成熟龄；胸径生长从第6年开始进入快速生长期，连年生长量在第9年时达到峰值0.88 cm，大约第17年时达到数量成熟龄；材积生长从第9年开始进入速生期，并一直处于旺盛生长阶段，第15年时连年生长量达到峰值0.002 5 m3，第18年时材积尚未达到数量成熟龄。