向祖恒 ,何賢勤,彭先鳳,闕小平,向 明 ,黃正明
(1.湖南省龍山縣林業(yè)局,湖南龍山 416800;2.湖南省桑植縣林業(yè)局,湖南桑植 427100)
川黃柏(Phellodendron chinense),也叫川黃檗、黃柏皮、黃皮樹、灰皮樹、灰皮柏、華黃柏、小黃連樹、檗木等,是蕓香科黃檗屬落葉小喬木[1-2],產(chǎn)自湖南、湖北、江蘇、浙江、臺(tái)灣、廣東、廣西、貴州、云南、四川、重慶及陜西與甘肅兩省南部,生于海拔800~3 000 m 的中山至高山區(qū),低山、丘陵區(qū)多有栽培。川黃柏的干燥樹皮入藥,稱黃柏或川黃柏[3]。同屬的黃檗(Phellodendron amurense)產(chǎn)自我國東北、華北及日本、朝鮮、韓國和俄羅斯遠(yuǎn)東地區(qū),其入藥干燥樹皮稱關(guān)黃柏[3]。黃柏是傳統(tǒng)的“三木藥材”之一,樹皮含小檗堿和黃柏堿,性味苦、寒,歸腎經(jīng)和膀胱經(jīng),具清熱燥濕、瀉火除蒸、解毒療瘡等功能,用于濕熱瀉痢、黃疸尿赤、帶下陰癢、熱淋澀痛、腳氣痿蹩、骨蒸勞熱、盜汗、遺精、瘡瘍腫毒、濕疹濕瘡[3]。川黃柏木材淡黃白色、紋理直、結(jié)構(gòu)細(xì)、堅(jiān)實(shí)而稍輕,是家具、裝飾及人造板的優(yōu)良用材[1],湘西民間常用川黃柏生鮮木材制作木椅。川黃柏是我國南方重要的材藥兩用樹種。從現(xiàn)有文獻(xiàn)看,人們對(duì)黃檗屬植物的研究主要集中在苗木培育、栽培技術(shù)、樹皮環(huán)剝?cè)偕⑺幱贸煞址治?、主要病蟲害防治等方面[4-9],且研究黃檗的較多,研究川黃柏的較少,尚無川黃柏人工林林分結(jié)構(gòu)及林分生長量方面的研究報(bào)道。因此,筆者對(duì)頁巖山地川黃柏13年生人工林的林分結(jié)構(gòu)及林分生長量開展了調(diào)查研究,以期為川黃柏科學(xué)栽培提供必要的依據(jù)。
調(diào)查林分位于湖南省桑植縣八大公山鎮(zhèn)中溝灣村,地處武陵山區(qū)中北部,位于 109°49′03″ E、29°41′25″ N,海拔1 310 m,坡向西南,坡位中,坡度18°,成土母巖為頁巖,土層厚80 cm 以上,土壤為中腐厚土頁巖山地黃棕壤。該地年均氣溫11.5℃,最冷月均溫-0.1℃,最熱月均溫22.8℃,無霜期190 d,年均降水量2 105.4 mm,全年相對(duì)濕度90%以上。
該林分于2011年春季在坡耕地上營造,栽植2年生實(shí)生苗,林分年齡13年,為川黃柏純林。營造前3年間作玉米,以耕代撫;后再連續(xù)砍草撫育3年,于每年夏季砍除林下雜草1 次;7年后不再砍草撫育。未開展修枝及間伐撫育。
2021年12月,選擇生長良好、林相整齊的林分,設(shè)置200 m2的臨時(shí)樣地4個(gè),樣地總面積800 m2。每木實(shí)測胸徑、樹高、分枝高、冠幅等因子。
用Excel 2007 對(duì)調(diào)查數(shù)據(jù)作統(tǒng)計(jì)分析。
4 塊臨時(shí)樣地共調(diào)查13年生川黃柏286 株,滿足林分結(jié)構(gòu)分析不少于250 株樣木的基本要求[10]。調(diào)查數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)結(jié)果見表1。
表1 286株川黃柏調(diào)查數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)結(jié)果
2.1.1 林分直徑結(jié)構(gòu)分析。林分直徑結(jié)構(gòu)即林分內(nèi)各種大小直徑的林木按徑階的分配狀態(tài),也稱林分直徑分布[10]。將286 株川黃柏胸徑值由大到小排序后等距分成10 組,其分配狀態(tài)見圖1。由圖1 可見,該13年生川黃柏人工林胸徑分布近于正態(tài)分布。由表1 可見,林分胸徑偏度0.07,大于且接近于0,峰度-0.31,小于0,表明該13年生川黃柏人工林已由幼林階段左偏的截尾正態(tài)分布向中林階段的正態(tài)分布轉(zhuǎn)變[10]。
圖1 13年生川黃柏人工林胸徑分布
2.1.2 林分樹高結(jié)構(gòu)分析。林分樹高結(jié)構(gòu)即林分內(nèi)不同樹高的林木按樹高值的分配狀態(tài),也稱林分樹高分布[10]。將286 株川黃柏樹高值由大到小排序后等距分成9 組,其分配狀態(tài)見圖2。由表1 可見,林分樹高眾數(shù)8.00 cm,接近平均樹高7.41 cm,表明林分接近平均樹高的林木株數(shù)最多。表1 和圖2 表明,該13年生川黃柏人工林樹高結(jié)構(gòu)呈接近平均樹高的林木株數(shù)最多的不對(duì)稱單峰山狀曲線,符合林分樹高分布的一般規(guī)律[10]。
圖2 13年生川黃柏人工林樹高分布
4 塊樣地調(diào)查結(jié)果表明(表2),13年生川黃柏人工林平均胸徑6.14 cm,平均胸徑生長量0.47 cm/年;平均樹高7.40 m,平均樹高生長量0.57 m/年;平均高徑比128.9;平均分枝高4.08 m;平均冠幅2.32 m;平均冠高比0.45;平均冠幅面積4.88 m2。
表2 13年生川黃柏人工林樣地調(diào)查結(jié)果
對(duì)286 株川黃柏的胸徑、樹高、分枝高與冠幅面積作相關(guān)分析,結(jié)果表明(表3),川黃柏胸徑與冠幅面積顯著正相關(guān)(相關(guān)系數(shù)0.78),樹高與冠幅面積弱正相關(guān)(相關(guān)系數(shù)0.45),因此,維持較大的冠幅面積是確保川黃柏胸徑生長的關(guān)鍵。分枝高與樹高正相關(guān)(相關(guān)系數(shù)0.53),與冠幅面積不相關(guān)(相關(guān)系數(shù)-0.19),與胸徑不相關(guān)(相關(guān)系數(shù)0.13),由此可見,合理修枝并不會(huì)影響川黃柏的冠幅面積,修枝可以直接促進(jìn)川黃柏樹高生長。胸徑與樹高顯著正相關(guān)(相關(guān)系數(shù)0.75),因此,凡能夠直接促進(jìn)樹高生長的措施都會(huì)間接促進(jìn)川黃柏胸徑生長。影響樹高生長的關(guān)鍵因子是立地條件而非林分密度[10],因此,培育川黃柏中大徑木的關(guān)鍵是優(yōu)先選擇好的立地栽植及合理施肥,其次是適時(shí)合理修枝。
表3 13年生川黃柏人工林胸徑及樹高與冠幅面積的相關(guān)系數(shù)
由表1 可見,該13年生川黃柏人工林平均冠幅面積、分枝高、胸徑、樹高變異系數(shù)分別為74.2%、38.0%、33.6%及21.4%,均很大,表明該林分株間差異大,林木分化嚴(yán)重。由表4 可見,該13年生川黃柏人工林密度介于3 500~3 950 株/hm2,平均 3 700 株/hm2,樣地林木冠幅總面積與樣地面積的比值介于 1.49~2.11,平均 1.80(表 2),說明該林分植株間的樹冠已嚴(yán)重重疊,林分密度過大,亟待間伐撫育。
表4 13年生川黃柏人工林自然枯死植株統(tǒng)計(jì)
樹干材積大小直接影響干材及干皮產(chǎn)量,決定樹干材積的三大因子是胸徑、樹高和形數(shù),形數(shù)主要由樹種的生物學(xué)特性及發(fā)育階段決定,胸徑和樹高的大小取決于培育的科學(xué)水平,胸徑對(duì)材積的影響顯著大于樹高的影響。如上分析,冠幅面積是影響川黃柏胸徑生長的關(guān)鍵因子,冠幅面積直接受林分密度影響,因此林分密度是影響川黃柏中大徑木培育的關(guān)鍵因子。
由表4 可見,該13年生川黃柏人工林4 塊樣地均存在植株枯死現(xiàn)象,平均枯死株率3.3%,其中樣地4 自然枯死株率達(dá)到7.6%。該批枯死的植株均為林分下層弱木,非有害生物危害致死,屬于正常的自然稀疏。自然稀疏現(xiàn)象的出現(xiàn)表明該林分已結(jié)束幼林階段[10],也表明該林分密度過大。應(yīng)盡快對(duì)該林分開展間伐撫育,及時(shí)收獲弱木樹皮,減少自然枯死損失。
如上所述,林分胸徑分布圖(圖1)及胸徑分布的偏度與峰度值(表1)均表明該林分已結(jié)束幼林階段,林分自然稀疏現(xiàn)象的明顯發(fā)生也說明該林分結(jié)束了幼林階段,據(jù)此可以認(rèn)定該13年生川黃柏人工林處于中齡林階段。中齡林階段是林分材積快速增長階段,需加大培管措施,科學(xué)開展間伐撫育,促進(jìn)林分干材及干皮產(chǎn)量的大幅增長。
(1)頁巖山地川黃柏13年生人工林胸徑結(jié)構(gòu)近于正態(tài)分布,樹高結(jié)構(gòu)呈接近平均樹高的林木株數(shù)最多的不對(duì)稱單峰山狀曲線。
(2)頁巖山地川黃柏13年生人工林平均胸徑6.14 cm,平均胸徑生長量0.47 cm/年;平均樹高7.40 m,平均高生長量0.57 m/年;平均高徑比128.9;平均分枝高4.08 m;平均冠幅2.32 m;平均冠高比0.45;平均冠幅面積4.88 m2。
(3)川黃柏冠幅面積與胸徑顯著正相關(guān),與樹高弱正相關(guān);分枝高與樹高正相關(guān),與冠幅面積及胸徑不相關(guān),修枝可以促進(jìn)川黃柏樹高生長;胸徑與樹高顯著正相關(guān),培育川黃柏中大徑木應(yīng)優(yōu)選良好的立地,并合理修枝。立地、修枝對(duì)川黃柏中大徑木培育的具體影響尚無相關(guān)數(shù)據(jù),有待未來研究。
(4)樹干材積直接影響川黃柏木材及干皮產(chǎn)量,冠幅面積是影響川黃柏胸徑生長的關(guān)鍵因子,林分密度直接影響冠幅面積,林分密度是影響川黃柏中大徑木培育的關(guān)鍵因子。頁巖山地川黃柏13年生人工林,密度3 500~3 950株/hm2時(shí),林分冠幅面積、分枝高、胸徑、樹高變異系數(shù)分別為74.2%、38.0%、33.6%、21.4%,林木分化嚴(yán)重,自然稀疏現(xiàn)象明顯,亟待間伐撫育。川黃柏不同階段的合理密度尚無調(diào)查數(shù)據(jù),有待未來研究。
(5)頁巖山地川黃柏13年生人工林處于材積快速增長的中林階段,需加大培管措施,科學(xué)開展間伐撫育,促進(jìn)林分干材及干皮產(chǎn)量的大幅增長。