卢晶晶
（广西壮族自治区国有维都林场，广西 来宾 546100）
红锥（Castanopsis hystrix）属壳斗科栲属，为常绿阔叶乔木，具有生长迅速、萌芽力强、混生性能好的特点［1］，其树干通直，材质优良，可用来建筑、造船等［2］，是中国南亚热带地区重要的优质乡土珍贵用材树种［3］。红锥的研究主要集中在优质种质资源收集［4，5］、苗期的家系研究［6］、栽培技术研究［7，8］、红锥天然林土壤理化性质及水源涵养功能及天然分布与适生条件研究［9，10］，关于人工林生长规律和生产力方面的研究较少［11，12］。尚未有对36 年生广西壮族自治区红锥人工林生长规律的研究。为此，该研究在实地调查、树干解析基础上进行树高、胸径、材积生长分析，揭示红锥人工林的生长规律，为红锥人工林发展提供参考依据。
1.1 试验地概况
试验地位于广西壮族自治区国有维都林场（109°14′3.88′′E，23°46′33.84′′N）。地处北回归线以南，属热带季风气候区，温暖湿润，光热充足，无霜期长，雨量充沛，土地肥沃。年平均气温为21.8 ℃，≥10 ℃年积温达5 000～8 300 ℃，持续日数为270～340 d，无霜期354 d 以上；
年降雨量1 592 mm，4—8月下旬为雨季；
年平均气温18.1～21.2 ℃。试验地平均海拔325 m，土壤为沙页岩黄壤，土层平均厚度100 cm 以上。红锥人工林由维都林场于1978 年春季采用实生苗造林，栽植株行距为3 m×4 m，调查时林分保存密度为450 株∕hm2，林分郁闭度0.6。调查时林下植被较丰富，草本层以弓果黍（Cyrtococcum patens）、渐尖毛蕨（Cyclosorus acuminata）为优势种，少量分布有凤尾蕨（Pteris cretica）等，平均高度50 cm；
灌木层以阴香幼树（Cinnamomum burmannii）、小叶女贞（Ligustrum quihoui）为优势种，分布有少量的猪肚簕（Randia spinosa）等，平均高度为2.4 cm；
林下植被覆盖度约为80%，枯落物层厚度为2～3 cm。
1.2 试验方法
在全面实地调查并分析林分状况的基础上按照典型选样原则，在红锥人工林林分内选择母岩一致、海拔、坡向、坡位等立地条件相近的3 块标准地，设置规格为20 m×20 m，并进行每木检尺，测量其树高和胸径［13］。在标准地内按不同径阶伐取6 株生长正常、无病虫害、不断梢的优势木作为解析木；
记录该树所处的立地条件、林分状况，解析木冠幅及与邻近树木的位置关系等；
伐倒前确定根颈位置和胸径，标明胸高直径位置和南北方向；
伐倒后分别测定由根颈至第1 个死枝和活枝高度，在树干上标明南北向。在树干底部和胸高处截取约5 cm 厚的圆盘，以2 m为一区分段截取圆盘，在梢头底直径的位置截取圆盘；
在圆盘的非工作面上标明南北向，并以分式形式注记。查定各圆盘年轮个数，刨光圆盘工作面，并通过髓心划出东西、南北2 条直径线，查数圆盘年轮个数；
各龄阶直径的测量，用直尺测每个圆盘东西、南北2 条直径线上各龄阶的直径，2 个方向上同一龄阶的直径平均数即为该龄阶的直径；
各龄阶树高的测定，树龄与各圆盘的年轮个数之差，即为林木生长到该断面高度所需的年数，根据断面高度以及生长到该断面高度所需的年数绘制树高生长过程曲线；
绘制树干纵断面图，以横坐标为直径、纵坐标为树高，在各断面高的位置上，按各龄阶直径的大小绘制纵断面图；
各龄阶材积的计算，首先确定龄阶的梢头长度，梢头长度等于该龄阶树高减去等长区分段的总长度，由此可知梢头底断面在树干上的具体位置，从而确定梢头底直径的大小。
1.3 生长规律分析以及生长方程建立
采用多组回归方程拟合树木生长，通过对比分析相关指数R2等拟合统计量找出比较理想的生长方程。本研究主要选取以下常用生长模型（表1），运用最小二乘估计法理论，运用SPSS 17.0 软件对红锥树高、胸径及材积的生长量与年龄之间的关系进行非线性迭代回归分析，获得所需数据，对树高、胸径及材积的生长随年龄变化关系进行拟合［14］。
表1 回归方程模型
2.1 胸径生长规律分析
为分析红锥胸径的生长特性及规律，对树干解析的数据进行计算，得出36年生红锥生长过程见表2、图1 及图2。由图1 可知，红锥胸径总生长量在1～14年斜率较大，说明胸径生长迅速，14～21 年曲线斜率较平缓，说明胸径生长较缓慢，21～36 年曲线斜率较大，说明红锥胸径仍有较大增长空间。由表2 和图2可知，胸径平均生长量曲线起伏较小，说明红锥生长的环境条件在较长时间内比较稳定；
而连年生长量表现出较大的波动性，可能是由年际间环境的变化，尤其是水热条件的变化和激烈的种内竞争造成的。胸径连年生长量出现3 次峰值，分别是第3 年的2.8 cm、第6 年的1.8 cm 和第10 年的1.6 cm，在第3～4 年、第6～9 年、第10～13 年、第15～17 年出现急剧下降，之后趋于平稳，增长量稳定在0.5～1.0 cm。胸径平均生长量高峰出现在第7 年，速生期在第2～7 年，随后2 年略有下降，第9～12 年略有回升，第15 年后缓慢下降，平均生长量约为1.0 cm。胸径连年生长量与平均生长量在第8、10、12、14、16 年时相交，第16 年后，连年生长量总体小于平均生长量。36 年生红锥胸径可达36.4 cm。
图1 胸径总生长量曲线
图2 胸径平均生长量及连年生长量曲线
2.2 树高生长规律分析
红锥树高的生长特性见图3、图4。由图3 可知，第1～7 年红锥树高总生长量曲线斜率较平缓，树高生长较缓慢，第7～16 年，曲线斜率较大，树高生长迅速，第16 年后，曲线斜率平缓，树高缓慢增加，第36年，树高可达28.7 m。由表2 和图4 可知，树高连年生长量波动较大，在第1～7 年树高连年生长量在0.5～1.0 m，第8 年达到峰值2.0 m，第9～12 年在1.0 m 波动，第13 年再次到达峰值2.0 m，随后2 年下降到1.0 m，第16 年达到峰值2.0 m，第16 年后，生长量急剧下降，在第22 年和24 年有所回升，但树高连年生长量稳定于0.5 m 左右，在第30 年后波动较小。平均生长量除在第1～2 年和第4～7 年呈下降趋势外，在第16 年前，树高平均生长量呈缓慢上升趋势，并在第16 年达到峰值1.08 m，后呈缓慢下降趋势，稳定于0.8 m 左右，总体而言，树高平均生长量变化波动不大。连年生长量3 次达到峰值，主要是由于当年的夏秋季温度较高，降水量大，蒸发量大，植物蒸腾量也大，有利于增强植物生长过程中营养物质的吸收与代谢，故林木生长快。2 个曲线在第2、4、7、11、14、16 年相交，之后树高平均生长量均大于连年生长量。
图3 树高总生长量曲线
图4 树高平均生长量与连年生长量曲线
2.3 材积生长规律分析
材积是树木高度、粗度和干形交互影响的结果，从利用角度上，树干材积的经济价值最大。红锥材积的生长特性及规律见图5、图6。材积生长受到胸径和树高生长的影响，由表2 和图5 可知，红锥在生长前36 年的材积总生长量一直处于递增状态，第2～9 年生长缓慢，第9 年后材积迅速生长。由表2 和图6 可知，材积连年生长量总体呈波动上升趋势，在0～9 年缓慢上升，第9 年之后迅速上升，第19～21 年有所下降，之后迅速上升，在第29～32 年急剧下降，之后2 年急剧上升，并且在第34 年达到峰值0.082 5 m3。材积平均生长量总体呈缓慢上升趋势，前13 年上升幅度较小，第13 年之后上升幅度较大。第36 年，材积总生长量大农业1.356 7 m3。
图5 材积总生长量曲线
图6 材积连年生长量与平均生长量曲线
2.4 生长模型的建立
树木的生长速度随年龄的增加而变化，呈缓慢、旺盛、缓慢，最终停止的生长规律，其总生长量变化过程呈S 型曲线。由于树木生长易受到外界环境以及人为干扰等因素影响而发生波动，尤其是连年生长量对外界环境变化比较敏感而波动较大。本研究运用6 种常用的树木生长方程，拟合出红锥树高、胸径及材积生长量与年龄间的关系，结果见表3。以相关系数（R2）最大作为判断最优方程的标准，拟合方程的参数估计值以及利用胸径生长模拟方程的预测值与实测值进行X2检验，分别得出胸径、树高、材积的最优生长方程见表4，材积最优模拟方程为考尔夫（Korf）方程，Y=329.728e-19.569T-0.354，相关系数R2为0.999。
表3 红锥树高、胸径及材积与年龄的回归分析数据
表4 胸径、树高、材积的最优生长方程
胸径是衡量树木大小的重要指标，也是林分调查最常用的调查因子，对树木的材积影响最大。红锥的树高、胸径生长量随着年龄的增大而增加。胸径生长分3 个阶段，第1～14 年生长迅速，第14～21 年生长缓慢，第21 年后生长迅速。树高生长分3 个阶段，第1～7 年生长缓慢，第7～16 年生长迅速，第16 年之后生长缓慢。材积生长分2 个阶段，第1～9 年生长缓慢，第9 年之后生长迅速。树高、胸径、材积生长量均随年龄的增长而增加，但生长缓慢期和迅速期各不相同。红锥的材积连年生长量曲线与平均生长量曲线没有交点，材积尚未达到数量成熟龄，红锥的后期生长和成熟龄还有待进一步研究。
红锥的胸径、树高、材积的平均生长量和连年生长量曲线图反映红锥的生长规律。胸径连年生长量波动较大，可能是由年际间环境的变化，尤其是水热条件的变化和激烈的种内竞争造成的，在第3 年出现最大值，第1～15 年生长处于旺盛期，第15 年之后生长趋势明显减缓；
胸径平均生长量波动小，第7 年出现峰值，2 条曲线在第8、10、12、14、16、29 年时相交，这与林分的经营措施、气候因素等影响有关。树高连年生长量波动较大，第7～16 年为速生期，第1～16 年树高平均生长量波动上升，之后缓慢下降，2 曲线在第2、4、7、11、14 和16 年相交，生长量峰值分别出现在第8 年和第16 年。材积连年生长量呈波动上升趋势，而平均生长量呈平缓上升，第9～29 年连年生长量增长较快，第29 年后生长较为缓慢。材积平均生长量与连年生长量曲线没有相交。红锥人工林早期生长迅速，但在生长过程中，林木间对水、肥、气、热的竞争激烈，必定会在一定程度上抑制林木的生长，出现生长缓慢现象，而胸径和树高在第16 年之后生长开始减缓，建议可在7 年内进行抚育间伐，为林木生长提供一个良好的生长空间。