劉新亮，章 挺，邱鳳英，符 潮，周 誠

（江西省林業(yè)科學(xué)院 國家林業(yè)和草原局樟樹工程技術(shù)研究中心，江西 南昌 330032）

樟樹Cinnamonum camphora(L.) Presl為樟科Lauraceae樟屬Cinnamomum常綠闊葉大喬木，俗稱香樟、芳樟、油樟、臭樟等，是亞熱帶常綠闊葉林的重要組成樹種之一。樟樹廣泛分布于我國秦嶺、長江流域以南及西南地區(qū)，是南方重要的經(jīng)濟(jì)樹種和用材樹種[1]。樟樹木材屬硬木類，硬度中等堅重，具有材質(zhì)細(xì)膩、耐腐蝕蟲蛀、材性穩(wěn)定等優(yōu)良特性，兼之具有特殊香氣，是木地板、高檔家具、室內(nèi)裝飾、單板貼面的優(yōu)質(zhì)材料，也是建筑和雕刻生產(chǎn)中珍貴良材[2-4]。樟樹生長迅速，對立地的適應(yīng)性強(qiáng)，而且生態(tài)友好，是培育珍貴闊葉材的理想樹種。目前，我國對材用樟樹人工林培育方面的研究較少，主要集中在樟樹種質(zhì)資源搜集、無性繁殖、生長規(guī)律、林地土壤特性等方面[5-9]。盡管胡凌等[10]通過對上海地區(qū)10 a左右的樟樹幼林進(jìn)行間伐調(diào)控，比較了不同間伐密度下林木生長過程和林分生物量，為生產(chǎn)中確定合理的樟樹人工林調(diào)控密度提供了指導(dǎo)，但尚未見樟樹造林密度與林分生長過程及蓄積量間關(guān)系的研究報道。本研究以江西德興的7年生樟樹幼林為對象，通過生長調(diào)查和樹干解析比較不同密度下樟樹幼林的生長狀況，旨在揭示樟樹林木生長和材積隨林分密度不同而變化的規(guī)律，以期為樟樹人工林的高效培育提供依據(jù)。

1 材料與方法

1.1 試驗地概況

試驗地位于江西省德興市張村鎮(zhèn)（28°50′ N，117°33′ E），屬中亞熱帶濕潤季風(fēng)區(qū)，氣候溫暖濕潤，雨量充沛，年平均氣溫17.8 ℃，年平均降水量1 981.7 mm，年平均日照1 625.1 h，無霜期年平均279 d。試驗林海拔約70 m，南坡，土壤為黃紅壤，呈酸性，pH值4.5～5.0，母巖為花崗巖。土壤有機(jī)質(zhì)含量 22.38 g·kg-1，全 N 1.19 g·kg-1，全P 0.43 g·kg-1，全 K 19.53 g·kg-1，有效 N 72.61 mg·kg-1，有效 P 10.83 mg·kg-1，有效 K 65.07 mg·kg-1。試驗林建于2012年3月，造林苗木為1年生的樟樹實生裸根苗。共設(shè)4個造林密度：833、1 111、1 667和2 500株·hm-2，株行距分別為3 m×4 m、3 m×3 m、2 m×3 m、2 m×2 m。對樣地林分進(jìn)行定期除草和防治病蟲害管理。

1.2 研究方法

2017年12年于每個密度林分內(nèi)設(shè)置3個坡位、坡度等立地條件一致并具有代表性的小區(qū)，每個小區(qū)面積約900 m2。每個小區(qū)隨機(jī)設(shè)置一個20 m×20 m的標(biāo)準(zhǔn)地，進(jìn)行每木檢尺，測定胸徑、樹高、冠幅、枝下高等因子。根據(jù)樹高和胸徑的平均值從小區(qū)內(nèi)選取1株平均木作為標(biāo)準(zhǔn)木，共計12株。標(biāo)記標(biāo)準(zhǔn)木南北向、胸高、1/2樹高，然后伐倒進(jìn)行樹干解析，分別于0、1.0、1.3、2.0 m處截取圓盤，之后按1 m為區(qū)分段在全株截取圓盤，圓盤厚度5 cm。將圓盤打磨刨光，判讀年輪，測量每個年輪自東、西、南、北方向至髓心的距離，以精確計算各齡階（1 a）直徑。采用平均斷面積區(qū)分求積法計算標(biāo)準(zhǔn)木單株材積，采用標(biāo)準(zhǔn)木法計算林分蓄積量[11]。應(yīng)用梁林峰[12]的方法計算各齡階樟樹胸徑和材積的連年及平均生長量。

1.3 數(shù)據(jù)處理

采用Excel 2016對數(shù)據(jù)進(jìn)行整理，運(yùn)用SPSS 17.0軟件進(jìn)行統(tǒng)計分析和顯著性檢驗（Duncan's新復(fù)極差法）。

2 結(jié)果與分析

2.1 造林密度對樟樹幼林生長量的影響

2.1.1 造林密度對幼林單株生長量的影響

不同密度樟樹幼樹生長狀況（表1），在1 111～2 500株·hm-2密度范圍內(nèi)，林分平均樹高隨林分密度的增大而呈現(xiàn)減小的趨勢。造林密度2 500株·hm-2林分的平均樹高顯著低于造林密度為 833和 1 111株·hm-2林分，與 1 667株·hm-2林分樹高差異未達(dá)到顯著水平（P＜0.05）。林分平均胸徑隨造林密度的增大而呈現(xiàn)減少的趨勢。造林密度為833株·hm-2時林分平均胸徑最大，2 500株·hm-2林分的平均胸徑顯著低于其他密度林分（P＜0.05）。這說明當(dāng)樟樹林分密度過大時會限制其樹高和胸徑的生長。林分平均冠幅隨林分密度的增大而呈現(xiàn)減小的趨勢，造林密度833株·hm-2林分的平均冠幅顯著高于其他密度林分（P＜0.05）。在1 111～2 500株·hm-2密度范圍內(nèi)，林分平均枝下高隨造林密度的增大而逐漸增高。造林密度1667株·hm-2林分的平均枝下高與其他密度林分無顯著差異（P＜0.05）。

2.1.2 造林密度對材積的影響

林分單株材積隨密度的變化趨勢與胸徑一致。隨著造林密度的增大，林分幼樹單株材積逐漸降低。造林密度為833和1 111株·hm-2林分的平均單株材積無顯著差異，其余各密度間差異顯著（P＜0.05）。造林密度833株·hm-2林分的平均單株材積為造林密度2 500株·hm-2林分的2.93倍。林分單位面積蓄積量隨著密度的增大表現(xiàn)出先增加后減少的趨勢。在1 111～2 500株·hm-2密度范圍內(nèi)，林分蓄積量隨著密度增大而降低，在密度達(dá)到2 500株·hm-2時，由于林分密度過大，林分胸徑和樹高生長受到限制，生長量降低，林分蓄積量降低至23.05 m3·hm-2，顯著低于造林密度為1 111和1 667株·hm-2林分（P＜0.05）。

表1 不同造林密度對樟樹幼林林分生長的影響?Table 1 Effects of planting densities on stand growth of C.camphora plantation

2.2 造林密度對樟樹幼林生長過程的影響

2.2.1 造林密度對胸徑生長過程的影響

不同密度下樟樹幼樹胸徑連年生長量和平均生長量，如圖1所示。從總體變化趨勢上看，各密度條件下樟樹幼林胸徑生長過程相似，3～5年為樟樹胸徑生長的速生期。胸徑生長量在造林后第2年時快速增長，在第3～4年達(dá)到高峰，胸徑連年生長量最高達(dá)到了2.55 cm，此后胸徑連年生長量開始逐年下降。各密度處理間樟樹胸徑平均生長量變化趨勢一致，前期2～4 a逐年增長，第4～5年時達(dá)到高峰，且隨著造林密度的增加，胸徑平均生長量逐漸降低。由表2可知，從第4年開始，造林密度2 500株·hm-2林分的胸徑連年生長量顯著低于其他密度，造林密度1 111和1 667株·hm-2林分的胸徑連年生長量無顯著差異；第6年時，造林密度833株·hm-2林分的胸徑連年生長量顯著高于其他密度。從圖1可以看出，雖然各密度下胸徑生長過程相似，但其胸徑生長旺盛期（胸徑連年生長量＞1.5 cm）持續(xù)時間不同。造林密度833株·hm-2林分的胸徑生長旺盛期為3 a，造林密度1 111和1 667株·hm-2林分的胸徑生長旺盛期為2 a，而造林密度2 500株·hm-2林分的胸徑生長旺盛期僅持續(xù)1 a。因此，林分胸徑生長旺盛期的持續(xù)時間隨造林密度的增大而逐漸變短。

圖1 不同造林密度下樟樹胸徑生長量比較Fig.1 Comparison of DBH of C.camphora stands with different forestation densities

表2 造林2 a后不同密度樟樹幼林的胸徑連年生長量Table 2 Current annual increment of DBH of C.camphora trees under different densities after planted 2 years

2.2.2 造林密度對材積生長過程的影響

不同密度下樟樹材積連年生長量和平均生長量隨年齡的變化趨勢，如圖2所示。從總體上看，樟樹材積連年生長量首先隨年齡的增加而不斷上升，在4～6 a時達(dá)到最大值后開始下降，不同密度單株材積快速增長期所持續(xù)時間不同。造林密度2 500株·hm-2和1 667株·hm-2林分的材積連年生長量分別在第4年和第5年時達(dá)到最大值（0.001 7 m3和0.004 0 m3），此后開始逐年下降；造林密度1 111株·hm-2林分的材積連年生長量在第4年時達(dá)到最大值（0.004 5 m3），并持續(xù)2年處于較高水平；造林密度833株·hm-2林分的材積連年生長量在第4年時達(dá)到最大值（0.006 4 m3），并持續(xù)3 a處于較高水平，明顯高于其他密度。因此，樟樹林分材積的快速增長期持續(xù)時間隨造林密度的增大而縮短。6年生時，造林密度2 500株·hm-2林分材積連年生長量與平均生長量相交，其他密度下林分尚未相交。這說明6年生時，2 500株·hm-2密度下樟樹林分材積生長達(dá)到了數(shù)量成熟，其他密度林分未達(dá)到數(shù)量成熟。

圖2 不同造林密度下樟樹材積生長量比較Fig.2 Comparison of volume growth of C.camphora stands with different densities

3 結(jié)論與討論

在人工林培育過程中，林分密度是影響林木生長發(fā)育的關(guān)鍵因素，直接影響著人工林生產(chǎn)力的提高和生態(tài)功能的發(fā)揮。確定合理的造林密度是營造人工林的關(guān)鍵技術(shù)環(huán)節(jié)，造林密度決定人工林林分后期密度大小，是影響人工林郁閉時間、發(fā)揮森林功能和木材產(chǎn)量質(zhì)量的重要因素[13-15]。本研究中，隨著造林密度的增加，樟樹幼林平均胸徑、冠幅和單株材積呈減少趨勢，各密度間差異達(dá)到了顯著水平（P＜0.05）。這是由于隨著造林密度的增加，單株林木的生長環(huán)境變得狹小，林木對光、養(yǎng)分和水等林地資源爭奪激烈，使得單株林木的生長相對緩慢，胸徑和冠幅的生長明顯減小，這種現(xiàn)象符合密度競爭效應(yīng)的一般規(guī)律[16-18]。在高密度（1 667和2 500株·hm-2）條件下，樟樹個體的生長發(fā)育明顯的受到抑制，平均胸徑和單株材積顯著低于其他兩個較低密度的林分（P＜0.05）。

目前國內(nèi)外在密度對樹高生長作用方面的研究較多，但由于樹種、立地條件和造林密度等不同，結(jié)論也不盡相同。一般情況下，密度對樹高生長的作用，比對其他生長指標(biāo)的作用弱，在相當(dāng)寬的一個中等密度范圍內(nèi)，密度對樹高生長無顯著影響[19-20]。本研究中，造林密度對林分平均樹高有一定的影響，但在833～1 667株·hm-2密度范圍內(nèi)，各密度間林分平均樹高差異不顯著，這表明在該密度范圍內(nèi)密度對林分平均樹高生長影響不明顯。高密度條件（2 500株·hm-2）下，由于林木對地上空間、水肥等資源競爭的激烈，限制了林木個體樹高的生長，樹高為1 111株·hm-2密度時的0.91倍。隨著林分密度的增大，林分內(nèi)幼樹枝下高表現(xiàn)出增高的趨勢。這是因為隨著密度的增大，林分林木間的競爭更加激烈，高密度林分地上部分光照不足，低于光補(bǔ)償點(diǎn)，枝葉逐漸死亡而形成自然整枝[21-22]?？傊谝欢ǖ母偁幊潭葍?nèi)，林木為了爭奪光照而快速向上生長，密度對胸徑生長的影響更大，但密度過高時，生長所需的資源嚴(yán)重供應(yīng)不足，對高、徑生長均產(chǎn)生了顯著的影響。

林分蓄積主要由單株材積和造林密度兩個因子決定，在幼林階段前期林分未充分郁閉時，造林密度對蓄積量的影響起主導(dǎo)作用，隨著林齡的增長，林分個體間競爭開始變得激烈，單株材積逐漸成為主導(dǎo)因子[23]。就林分整體而言，隨著造林密度的增加，林分對林地資源的獲取和利用越多，林分總生長量就越大。前人對火炬松Pinus taeda、濕地松Pinus elliottii和雜交楊Populus canadensis×P.maximowiczii等的研究表明，在一定密度范圍內(nèi)，造林密度對林分蓄積量、地上木材產(chǎn)量和地上生物碳儲量影響較小，而在過高密度的林分內(nèi)，林分總生長量會出現(xiàn)減小現(xiàn)象[16,24]。本研究中不同密度下樟樹林分蓄積量表現(xiàn)出相似規(guī)律，林分蓄積量在中等密度（1 111和1 667株·hm-2）條件下最大，過高（2 500株·hm-2）或過低（833株·hm-2）密度林分蓄積均顯著低于中等密度（P＜0.05）。

本研究通過樹干解析方法對不同密度下樟樹生長過程進(jìn)行分析，結(jié)果表明3～5 a為樟樹胸徑生長的速生期，在這個時期應(yīng)加強(qiáng)撫育和水肥管理，對大密度林分應(yīng)適度間伐以調(diào)控密度。樟樹林分胸徑生長旺盛期的持續(xù)時間總體上隨造林密度的增大而減小，這與王春勝等[25]對西南樺Betula alnoides幼林的研究結(jié)果一致。各密度下樟樹林分的胸徑連年生長量在前3年均表現(xiàn)出快速增長的趨勢，說明這時林分內(nèi)部競爭較弱，各密度林分間林木生長狀況差異不大。第4年時，高密度條件（2 500株·hm-2）下樟樹胸徑連年生長量下降幅度明顯高于其他密度條件，林木生長開始受到抑制，這種情況下需要對林分進(jìn)行適度間伐，以確保林木正常生長，而其他密度則推遲到5 a以后。造林密度1 111和1 667株·hm-2林分的胸徑生長旺盛期持續(xù)時間相同，且林分蓄積量無顯著差異，但是1 111株·hm-2林分材積連年生長量維持在較高水平時間較長，說明1 111株·hm-2林分單株生長狀況優(yōu)于1 667株·hm-2林分。

本研究綜合考慮樟樹的生長表現(xiàn)、生長過程及林分蓄積等因素，初步確定樟樹的適宜造林密度為1 111株·hm-2，合理造林密度范圍為1 111～1 667株·hm-2。在實際造林中，不同地區(qū)應(yīng)根據(jù)當(dāng)?shù)亓⒌貤l件和經(jīng)營水平等因素，綜合考慮以確定合理的造林密度?？刹捎貌煌铸g動態(tài)密度管理機(jī)制，根據(jù)林分生長過程的動態(tài)變化不斷調(diào)整林分密度，合理控制林分密度與林木生長之間的制約關(guān)系，以確保林分個體正常生長發(fā)育，林分空間得到充分利用。