直干型大叶相思胸径性状的生长规律研究

黄斌龙

（福建省林业勘察设计院，福建 福州 350001）

0 引言

大叶相思（Acacia auriculiformisA.Cunn.ex Benth.）属豆科金合欢属多年生常绿乔木，高度可达30 m，原产于澳大利亚、印度尼西亚、巴布亚新几内亚等国家，具有耐旱、耐贫瘠、速生、适应性强、可固氮、生物量高等特点。我国于1960年开始引种栽培大叶相思，并在海南、广东、广西、福建等省（自治区、直辖市）广泛栽植［1］。大叶相思不仅蓄水能力强，还可起到保肥改土作用。该树种木材紧实，可作为薪碳、纸浆等原材料树种，同时大叶相思的花具有芳香气味，还是品质优良的蜜源树种［2］。可见，种植大叶相思树兼具经济效益和生态效益。直干型大叶相思于1982年在澳大利亚北部和巴布亚新几内亚的天然林中首次被发现，后经我国学者多年的选种、培育和研究才在中国得到推广种植。直干型大叶相思比普通大叶相思生长更为迅速，材积增长效益可达180%［3］。直干型大叶相思作为大叶相思中的良种，不仅保留了大叶相思原有的适应性强、固氮、速生及提高土壤肥力等良好特性，而且具有主干通直，侧枝小，树冠狭窄，抗寒、抗旱、抗风效果显著等优势。

目前，关于直干型大叶相思的研究主要集中于生长特性研究［3］、抗逆性分析［4］、种子质量研究［5］、扦插育苗研究［6］和无性系多性状综合评价［7］等方面，尚未见有对直干型大叶相思树种生长规律及模型拟合方面的详细研究。因此，该研究通过树干解析法，全面剖析直干型大叶相思的生长规律以及与生长模型的拟合效果，以期为直干型大叶相思树种的大规模人工林培育提供理论依据。

1 材料与方法

1.1 试验地概况

14 年生直干型大叶相思试验林位于福建省漳浦中西国有林场工区，群体树高15～18 m，群体胸径21～25 cm。漳浦县属于亚热带海洋性季风气候区，年均气温21.8 ℃，全年基本无霜；雨量充沛，年平均降水量1 524.7 mm；日照充足，年平均日照时间2 119 h。漳浦县因地处我国东南沿海地区，在夏季时受台风的影响比较显著。漳浦中西国有林场的地带性土壤主要为红壤，林场内蕴含着丰富的植物资源，林木种类繁多。

2005年，直干型大叶相思试验林采用穴状整地造林，种植穴规格50 cm×40 cm×30 cm，株行距2 m×3 m，造林时先对种植穴回填表土至1/3处，每穴施入0.5 kg磷肥作基肥。造林当年追肥两次，一次追施100 g复合肥/株，另一次追施150 g复合肥/株。

1.2 试验方法

栽植后每年进行实地调查，测量试验林大叶相思的胸径性状相关数据。2019年5月，笔者对漳浦中西国有林场试验林所有14年生直干型大叶相思胸径性状年度生长量平均值的数据进行统计分析和总结。

1.3 数据处理

利用SPSS 22.0统计分析软件对解析木的胸径生长量与树龄之间的关系进行曲线估计，并与林业上常用的几种林木生长模型进行拟合，最后选出与直干型大叶相思树种生长曲线最为匹配的数学生长模型［8］。

式（1）（2）（3）（4）（5）（6）（7）中：Y表示直干型大叶相思胸径的总生长量；B0、B1、B2、B3、u为模型参数，x为树龄。

2 结果与分析

2.1 直干型大叶相思胸径生长曲线

由表1、图1、图2可知，直干型大叶相思在早期生长过程中，胸径年平均生长量总体呈现出较为平稳的趋势，年平均生长量在第3年出现峰值，为1.91 cm/a；而胸径连年生长量起伏较大，前后出现两个峰值，分别为第2年与第8年，峰值分别为3.44 cm/a与2.30 cm/a。胸径连年生长量与年平均生长量在第3年和第4年之间出现第1个相交点，说明对14年生的直干型大叶相思树种来说，前3 a是胸径的快速生长期；第2个交点则出现在第6年和第7年之间，说明胸径在第4～6年生长较为缓慢；第3个交点出现在第8年和第9年之间，说明胸径在第6～9年为快速生长期，但生长速度明显不及第一个峰值处。此后，直干型大叶相思胸径连年生长量连续下降，年平均增长量缓慢下降，胸径生长处于缓慢期。胸径最低连年生长量为0.76 cm/a，最低年平均生长量为1.62 cm/a。

图1 直干大叶相思胸径生长量曲线

图2 直干大叶相思胸径连年生长量与平均生长量

表1 直干型大叶相思生长过程

2.2 直干型大叶相思胸径生长数学模型

对直干型大叶相思的胸径总生长量进行回归分析，7种生长模型仅有4种模型得以拟合，具体拟合结果如表2所示。在7种生长模型中，线性模型、对数模型、二次项模型及立方模型的拟合效果较好，拟合优度R2均在0.9以上。其中，二次项模型和立方模型拟合的效果最好，这两个模型的拟合优度R2均为0.996，但立方生长模型的残差平方和较二次项生长模型小，为2.615。故适宜14年生直干型大叶相思的胸径生长模型为立方模型，所对应的拟合方程应为Y=-1.466+2.210x-0.016x2-0.001x3。

表2 直干大叶相思胸径拟合结果具体参数表

3 结论与讨论

利用树干解析法及生长经验模型的拟合回归分析来探索直干型大叶相思树种胸径性状的生长过程及其规律，以期对直干型大叶相思的良种选育工作提供参考依据，对今后直干型大叶相思在闽南地区的推广发展起到指导作用。

研究表明，14年生直干型大叶相思胸径达到22.67 cm，其快速生长期，分别为第1～3年与7～8年。直干型大叶相思胸径在第1～3年、7～8年处在生长高峰期，第2年胸径连年生长量最大，为3.44 cm/a，生长量的范围为2.19～3.44 cm/a。胸径的平均生长量和连年生长量的曲线共出现3次相交，分别在第3和第4年，第6和第7年、第8和第9年之间。李书平等［9］对马占相思（Acacia mangiumWilld.）的研究结果表明，马占相思生长至第14年时，胸径总生长量为19.0 cm、年平均生长量1.36 cm/a。汤道平［10］对卷荚相思（Acacia cincinnataF.Muell.）的研究结果表明，卷荚相思生长至第14年时，胸径总生长量为18.50 cm、年平均生长量1.32 cm/a。通过与上述相思树种的对比研究发现，直干型大叶相思树种的胸径生长量高于同龄的马占相思和卷荚相思，可见直干型大叶相思的生长速率更高，是相思树种中长势较好的树种。

研究使用的7种经验模型，除幂模型、S模型和Logistic模型的拟合效果较差外，其他模型对直干型大叶相思胸径性状的拟合优度均在0.9以上。根据研究的拟合结果，选出对14年生直干型大叶相思树种的胸径生长量与树龄之间的关系曲线拟合效果最佳的林木生长方程为立方模型，方程为Y=-1.466+2.210x-0.016x2-0.001x3，拟合优度R2为 0.996，残差平方和为2.615。

林木生长与许多因素存在紧密联系，其中与人工林的造林密度、环境条件、立地条件及抚育措施等因素的影响较大。此研究以福建省漳浦中西国有林场直干型大叶相思人工林为研究对象，而在其他生长环境下的直干型大叶相思人工林生长情况可能与此次研究所得结论存在一定的差异。因此，在实际生产活动中，林业人员应根据当地环境下直干型大叶相思的实生情况制订科学、合理的培育方案。