桉樹紙漿用材林樹冠枝生長規(guī)律初步研究

張水花，劉麗婷，朱英娟，莫曉勇*，張祥宇，鄭 家

(1.華南農(nóng)業(yè)大學林學院，廣東 廣州 510642 ；2.江西林業(yè)科學院，江西 南昌 330032)

桉樹紙漿用材林樹冠枝生長規(guī)律初步研究

張水花1，劉麗婷2，朱英娟1，莫曉勇1*，張祥宇1，鄭 家1

(1.華南農(nóng)業(yè)大學林學院，廣東 廣州 510642 ；2.江西林業(yè)科學院，江西 南昌 330032)

以雷州林業(yè)局紀家林場1 ~ 5年生的華桉1號、DH32-29無性系為研究對象，從一級枝數(shù)量長度直徑、二級枝數(shù)量長度直徑等方面研究其枝生長規(guī)律，結(jié)果表明：華桉1號一級枝、二級枝各特征指標值及樹冠小于DH32-29，華桉1號枝條的柔韌性強于DH32-29，表明樹冠結(jié)構(gòu)與林木的抗風性有關，華桉1號比DH32-29抗風性強，在林業(yè)實踐中已得到驗證；兩個無性系一級枝、二級枝結(jié)構(gòu)因子之間的相關性呈現(xiàn)規(guī)律均基本一致，華桉1號一級枝、二級枝各結(jié)構(gòu)因子之間的相關度低于DH32-29。本研究可為桉樹合理栽植密度的確定、空間結(jié)構(gòu)優(yōu)化及可持續(xù)經(jīng)營提供參考和依據(jù)。

桉樹無性系；樹冠；一級枝；二級枝

目前，我國南方人工林普遍存在經(jīng)營水平不高、穩(wěn)定性低、人工林生物多樣性低、結(jié)構(gòu)簡單、人工林種植區(qū)生態(tài)系統(tǒng)和景觀多樣性差、人工林質(zhì)量差、生產(chǎn)力低等一系列問題。而桉樹(Eucalyptus)作為南方人工林重要的速生短輪伐期樹種也不例外。如何提高桉樹人工林的集約經(jīng)營與管理水平是桉樹面向市場化的核心競爭力、也是我國人工林發(fā)展的必然要求。因此，提高桉樹人工林產(chǎn)量和木材質(zhì)量是當前工作的重要任務之一。

樹冠是樹木進行光合作用的重要場所，其大小直接影響樹木的生長和樹干形狀[1]，其結(jié)構(gòu)決定了樹木的生活力、生產(chǎn)力及生態(tài)效益的發(fā)揮，在樹木生長過程中，其是反映樹木長期競爭水平的重要指標之一[2]。我國對樹冠相關方面的研究多集中在北方如楊樹(Populus)、松類(Pinus)等樹種，桉樹作為南方最主要的速生用材樹種，對其樹冠結(jié)構(gòu)也有一些相關研究[3-8]。但從2006年至今，對桉樹樹冠結(jié)構(gòu)的研究較少報道，尤其是關于桉樹枝生長規(guī)律方面的研究尚未報道。本文以尾細桉(E. urophylla × E. tereticornis)無性系華桉1號、尾巨桉(E. urophylla × E. grandis) DH32-29為研究對象，通過研究2個無性系的樹冠枝生長規(guī)律，可以監(jiān)測林木的長勢，判定林木栽植的合理密度，以期為進行適當?shù)娜斯ち只旖弧⒖臻g結(jié)構(gòu)優(yōu)化經(jīng)營、合理施肥等經(jīng)營措施提供參考，從而改善其生態(tài)問題及提高其木材產(chǎn)量和木材品質(zhì)。

1 研究區(qū)域概況

研究區(qū)域位于湛江雷州林業(yè)局紀家林場，雷州林業(yè)局位于粵西南，跨湛江、廉江、遂溪、雷州、徐聞 5個市縣，地理坐標為 20°15′ ~ 21°38′ N，109°41′ ~ 110°35′ E。屬熱帶北緣海洋性季風氣候，年平均氣溫23.5℃，7月平均氣溫28.9℃，1月平均氣溫15.2℃，極端低溫1.4 ~ 3.6℃，極端高溫37.2 ~ 38.8℃；年降雨量1 855 mm，降水量分配不均，干濕季明顯，5—9月份為雨季，降水量1 586 mm，占年降水量的85%；年蒸發(fā)量1 763 mm，年相對濕度80%左右；夏季盛行東南風、南風及西南風，冬季多北風和西北風，每年6—11月是熱帶風暴和臺風季節(jié)，風力一般9 ~ 10級，最大風力可達12級。各樣地的經(jīng)度和緯度相近，海拔為30 ~ 50 m，地勢平坦，坡度為0°。土類為磚紅壤。

2 研究方法

2.1 野外調(diào)查

2014年3月上旬，在雷州林業(yè)局紀家林場華桉1號、DH32-29無性系人工林中以林齡為單位分別設置固定樣地，華桉1號、DH32-29各設置固定樣地5個，林齡均為1 ~ 5年生，規(guī)格為50 m × 50 m。在樣地內(nèi)逐株測定樹高、胸徑、第一活枝高和冠幅等主要測樹因子。每塊樣地根據(jù)每木檢尺結(jié)果計算出其平均樹高和平均胸徑，然后以此為標準在樣地內(nèi)選擇2 ~ 3株標準木作為解析樣木，并進行林木枝解析。

本研究主要以枝為單位，即一個“一級枝”為一組，華桉1號共調(diào)查樣本數(shù)為360組，DH32-29共為445組，其中，華桉1號360組及DH32-29445組各全部測定一級枝數(shù)量；按照分層抽樣技術(shù)抽取華桉1號124組及DH32-29150組，各詳細測定一級枝長、一級枝基部直徑、一級枝0.5 m處直徑、二級枝活枝數(shù)、最長二級枝長度、最長二級枝直徑，華桉 1號抽樣比例達 34.44%，DH32-29抽樣比例達33.71%。各調(diào)查樣地林分基本生長狀況信息表詳見表1。

表1 樣地林分基本生長狀況信息表

2.2 數(shù)據(jù)分析

用 Excel進行數(shù)據(jù)整理與分析，并利用 SPSS軟件進行一級枝、二級枝各指標統(tǒng)計及指標間的相關性分析。

3 結(jié)果與分析

3.1 華桉1號、DH32-29一級枝結(jié)構(gòu)總體規(guī)律

3.1.1 一級枝長規(guī)律

一級枝是直接從主干上生長出來的枝條，它是決定樹冠大小的重要因子之一。表2中，華桉1號和DH32-29兩個無性系的一級枝總數(shù)及平均一級枝長在輪伐期內(nèi)隨著林齡的增長，均呈現(xiàn)先增加后減少的趨勢，即它們的一級枝數(shù)及平均一級枝長隨著林齡的增長增加到第3 a，從第3 a后，呈現(xiàn)逐漸減少的趨勢，表明前3 a主要是兩個無性系樹冠的形成期及生長期，3 a后，樹冠生長開始下降，并趨于穩(wěn)定。樹冠的形狀由圓扁形趨于尖塔形。兩個無性系的平均一級枝間距隨著林齡的增長也均呈現(xiàn)一致的變化規(guī)律，即呈現(xiàn)增大趨勢。另外，從表中還可得出華桉1號無性系一級枝總數(shù)及平均一級枝長小于DH32-29無性系，其平均一級枝間距較DH32-29無性系的大，表明DH32-29的樹冠較華桉1號大且密集，則DH32-29的生長潛力優(yōu)于華桉1號，故DH32-29無性系的材積大于華桉1號無性系的材積。

表2 不同林齡一級枝長規(guī)律

從表3可知，華桉1號無性系的一級枝長多分布在50 ~ 130 cm之間，比例達60.48%，特別是90 ~ 110 cm區(qū)間段占所測一級枝總數(shù)約20%，50 ~ 70 cm、70 ~ 90 cm、110 ~ 130 cm分別達11.29%、15.32%和14.52%；30 cm以下和250 cm以上所占的比例最少，僅為0.81%；30 ~ 50 cm、130 ~ 150 cm、150 ~ 170 cm、170 ~ 190 cm各組所占比例介于5% ~ 10%；190 ~ 210 cm、210 ~ 230 cm、230 ~ 250 cm各區(qū)間段所占比例均不超過5%。

表3 一級枝長頻率分布情況表

DH32-29無性系的一級枝長多分布在 70 ~ 170 cm之間，其比例達66.67%，特別是110 ~ 130 cm區(qū)間段占所測一級枝總數(shù)的20%，70 ~ 90 cm、90 ~ 110 cm、130 ~ 150 cm、150 ~ 170 cm均介于10% ~ 15%；30 cm以下和250 cm以上所占的比例最少，僅為1.33%；50 ~ 70 cm、170 ~ 190 cm、190 ~ 210 cm各組所占比例介于5% ~ 10%；30 ~ 50 cm、210 ~ 230 cm、230 ~ 250 cm各區(qū)間段所占比例均不超過5%?？傮w來說，DH32-29的一級枝長大于華桉1號，說明DH32-29枝的延展性大于華桉1號，則DH32-29的樹冠形狀較華桉1號的圓扁。

3.1.2 一級枝基部直徑和一級枝0.5 m處直徑規(guī)律

由表4可知，華桉1號無性系的一級枝基部直徑主要為5 ~ 17 mm，所占比例高達72.58%，且8 ~ 11 mm、11 ~ 14 mm各分區(qū)間所占的比例基本一致，均各占抽樣樣本總數(shù)的25%左右。2 mm以下和23 mm以上比例較低，各占比例僅為0.81%和1.61%；DH32-29無性系的一級枝基部直徑主要為 8 ~ 20 mm，此區(qū)間段所占比例達到了76.67%，其中11 ~ 14 mm、14 ~ 17 mm所占比例相對較高，分別為23.33%、26.67%，均約為抽樣數(shù)量的25%。而所占比例較低也是 2 mm以下和 23 mm以上，各為0.67%、1.33%。

根據(jù)上述分析結(jié)果可知，華桉1號無性系的一級枝基部直徑小于DH32-29無性系，說明華桉1號的枝細于DH32-29，則其枝的柔韌性強于DH32-29，故華桉1號無性系的抗風性強于DH32-29無性系。

表4 一級枝基部直徑頻率統(tǒng)計情況表

由表5可知，華桉1號、DH32-29兩個無性系一級枝0.5 m處直徑較其一級枝基部直徑分布更為平均，二者的一級枝0.5 m處直徑分布范圍主要在1 ~ 7 mm和4 ~ 10 mm，均占所測枝的60%左右，且1 mm以下、16 mm以上的分布情況基本一致，即所占比例急劇減少，比例均不足 5%。另外，其它區(qū)間段比例在10%左右。

從上述分析結(jié)果可看出，華桉1號無性系的一級枝0.5 m處直徑小于DH32-29無性系，進一步說明華桉 1號枝較 DH32-29枝纖細，其抗風強度大于DH32-29。

表5 一級枝0.5 m處直徑頻率統(tǒng)計情況表

3.1.3 一級枝各基本指標間相關性分析

由表6可知，從整體上來說，兩個無性系的一級枝長、一級枝基部直徑及一級枝0.5 m處直徑均與林齡4個因子相互之間極顯著相關，說明這4個因子之間關系較密切，進一步說明林齡是影響一級枝長、一級枝基部直徑、一級枝0.5 m處直徑的重要因子。

從華桉1號無性系一級枝各基本指標間的相關性來看，林齡與一級枝長、一級枝基部直徑、一級枝0.5 m處直徑的相關性：一級枝長一級枝0.5 m處直徑＞一級枝基部直徑，說明3個指標中一級枝長受林齡的影響最大；DH32-29無性系一級枝的3個基本指標與林齡的相關性呈現(xiàn)基本一致的規(guī)律：一級枝長＞一級枝0.5 m處直徑＞一級枝基部直徑，雖兩個無性系一級枝的3個基本指標與林齡的相關性呈現(xiàn)的規(guī)律基本一致，但兩個無性系各一級枝對應指標與林齡之間的相關性(如 DH32-29一級枝長和林齡的相關性與華桉1號一級枝長和林齡的相關性比較) DH32-29均大于華桉1號，說明DH32-29無性系的一級枝長、一級枝基部直徑、一級枝0.5 m處直徑受林齡的影響更大，即在樹冠形成期和生長期階段，DH32-29無性系一級枝3個基本指標的生長隨著樹木林齡的增加其生長速度比華桉 1號無性系的快，DH32-29無性系形成的樹冠大于華桉1號無性系的，但DH32-29的枝條比華桉1號的枝條粗，其枝條的柔韌性弱于華桉1號枝條，因此DH32-29無性系的抗風性較華桉1號無性系的弱。華桉1號相對而言，是一個抗風性強的無性系，沿海地區(qū)桉樹經(jīng)營中的主要自然災害是臺風，每年的臺風災害都導致桉樹人工林的產(chǎn)量嚴重損失，這也是在一些沿海地區(qū)大面積種植華桉1號且大力推廣應用的原因之一。

表6 一級枝各基本指標間相關性分析

華桉1號無性系的一級枝長與林齡、一級枝基部直徑、一級枝0.5 m處直徑的相關性，其中與林齡的相關性最大, 一級枝0.5 m處直徑次之，一級枝基部直徑最小，可看出一級枝0.5 m處位置與一級枝基部位置相比，一級枝0.5 m處位置是影響一級枝粗細度的一個重要因子。DH32-29無性系一級枝長與林齡、一級枝基部直徑、一級枝0.5 m處直徑的相關性與華桉1號無性系一級枝長與林齡、一級枝基部直徑、一級枝0.5處直徑的相關性呈現(xiàn)規(guī)律基本一致；華桉1號無性系的一級枝基部直徑與林齡、一級枝長、一級枝0.5處直徑之間的相關性，三者相差不大，但相對而言，與一級枝0.5 m處直徑的相關性最大。DH32-29無性系一級枝基部直徑與林齡、一級枝長、一級枝0.5 m處直徑之間的相關性與華桉1號一級枝基部直徑與林齡、一級枝長、一級枝0.5 m處直徑之間的相關性呈現(xiàn)基本一致的規(guī)律；華桉1號一級枝0.5 m處直徑與林齡、一級枝長、一級枝基部直徑的相關性，與一級枝長相關性最大，其次為林齡，由此可知，林齡、一級枝長是影響一級枝0.5 m處直徑的重要因子。DH32-29一級枝0.5 m處直徑與其他3個指標的相關性呈現(xiàn)規(guī)律基本一致。

3.2 華桉1號、DH32-29二級枝結(jié)構(gòu)總體規(guī)律

3.2.1 二級枝基本特征指標統(tǒng)計信息

由圖1可知，華桉1號無性系每個一級枝存活的二級枝數(shù)以3 ~ 15枝的情況最為常見，DH32-29最為常見的是3 ~ 18枝，3枝以下及22枝以上的情況兩個無性系均比較少見，各所占比例都不足 5%；由圖2可知，華桉1號、DH32-29最長二級枝長度均多分布于40 ~ 80 cm之間，不同的是華桉1號最長二級枝長度在這個區(qū)間段多集中在40 ~ 50 cm之間，而DH32-29多集中在60 ~ 70 cm之間；由圖3可知，兩者的最長二級枝直徑分布情況基本一致，即多集中在1 ~ 5 mm之間，華桉1號偏向于1 ~ 3 mm，而DH32-29偏向于3 ~ 5 mm。

由表7結(jié)合圖1 ~ 3可知，DH32-29無性系二級枝活枝數(shù)、最長二級枝長度、最長二級枝直徑均高于華桉1號無性系，表明DH32-29無性系樹冠的橫向生長比華桉1號無性系的快，DH32-29樹冠比華桉1號密集，DH32-29二級枝的柔韌性低于華桉1號，可知DH32-29無性系的樹冠比華桉1號的圓扁，樹冠的大小是決定林木生長的重要指標，故一般而言，DH32-29無性系的生長量較華桉1號大，DH32-29的材積高于華桉1號，但DH32-29的抗風性較華桉1號弱。

表7 二級枝統(tǒng)計情況表

3.2.2 二級枝各指標間相關性分析

由表8可知，從整體上看，華桉1號、DH32-29的二級枝各基本指標間的相關性一致，即二級枝活枝數(shù)與林齡、最長二級枝長度與林齡、最長二級枝直徑與最長二級枝長度極顯著相關，最長二級枝直徑與林齡顯著相關。

從華桉1號無性系二級枝各基本指標間的相關性來看，二級枝活枝數(shù)、最長二級枝長度、最長二級枝直徑三者與林齡的相關性：二級枝活枝數(shù)＞最長二級枝長度＞最長二級枝直徑，說明3個指標中二級枝活枝數(shù)受林齡的影響最大；DH32-29無性系二級枝的3個基本指標與林齡的相關性呈現(xiàn)基本一致的規(guī)律：二級枝活枝數(shù)＞最長二級枝長度＞最長二級枝直徑，雖兩個無性系二級枝的3個基本指標與林齡的相關性呈現(xiàn)的規(guī)律基本一致，但兩個無性系各二級枝對應指標與林齡之間的相關性 DH32-29均大于華桉1號，說明DH32-29無性系的二級枝活枝數(shù)、最長二級枝長度、最長二級枝直徑受林齡的影響更大，即在樹冠形成期和生長期階段，DH32-29無性系二級枝3個基本指標的生長隨著林齡的增加其生長速度比華桉1號無性系的生長速度快。

華桉1號無性系的二級枝活枝數(shù)僅與林齡相關,與最長二級枝長度、最長二級枝直徑不相關，說明二級枝活枝數(shù)對其最長二級枝長度及最長二級枝直徑?jīng)]有決定性作用。DH32-29無性系其二級枝活枝數(shù)與林齡、最長二級枝長度、最長二級枝直徑的相關性與華桉1號無性系的基本一致；華桉1號無性系的最長二級枝長度與林齡、二級枝活枝數(shù)、最長二級枝直徑的相關性，其中與林齡、最長二級枝直徑相關，而與二級枝活枝數(shù)無關，且與最長二級枝直徑相關性最大，說明最長二級枝長度對二級枝活枝數(shù)不產(chǎn)生決定性的作用，且是決定其直徑大小的一個重要因子。DH32-29無性系其最長二級枝長度與林齡、二級枝活枝數(shù)、最長二級枝直徑的相關性與華桉1號無性系的基本一致； 華桉1號無性系的最長二級枝直徑與林齡、二級枝活枝數(shù)、最長二級枝長度的相關性，其中與林齡、最長二級枝長度相關，而與二級枝活枝數(shù)無關，且與最長二級枝長度相關性最大，說明最長二級枝直徑對二級枝活枝數(shù)不產(chǎn)生影響作用，但卻影響其長度。DH32-29無性系其最長二級枝直徑與林齡、二級枝活枝數(shù)、最長二級枝長度的相關性與華桉1號無性系的基本一致。

表8 二級枝各基本指標間相關性分析

4 結(jié)論與討論

本文從一級枝數(shù)量長度直徑、二級枝數(shù)量長度直徑對華桉1號、DH32-29樹冠枝生長規(guī)律進行研究，發(fā)現(xiàn)華桉 1號一級枝、二級枝各特征指標值小于DH32-29，華桉1號枝條的柔韌性強于DH32-29，表明樹冠結(jié)構(gòu)與林木的抗風性有關，華桉1號比DH32-29抗風性強，在林業(yè)實踐中已得到驗證，具體表現(xiàn)的總體規(guī)律為：

(1) 一級枝：華桉1號多分布在50 ~ 130 cm之間，比例達60.48%，特別是90 ~ 110 cm區(qū)間段分布最多，占所測一級枝總數(shù)的近 20%。而 DH32-29多分布在70 ~ 170 cm之間，比例達66.67%，其中分布最多的是110 ~ 130 cm區(qū)間段，占所測一級枝總數(shù)的20%；從一級枝基部直徑來看，華桉1號主要為5 ~ 17 mm，所占比例高達72.58%。DH32-29主要為8 ~ 20 mm，此區(qū)間段所占比例達到了76.67%；從一級枝0.5 m處直徑來看，相比華桉1號、DH32-29一級枝基部直徑分布來說，它們的一級枝0.5 m處直徑分布更為平均，其分別主要在1 ~ 7 mm和4 ~ 10 mm，均占所測枝的60%左右；從相關性來看，兩個無性系呈現(xiàn)一致規(guī)律，即一級枝長、一級枝基部直徑、一級枝0.5 m處直徑以及林齡4個因子相互之間相關性極顯著。

(2) 二級枝：華桉1號二級枝活枝數(shù)以3~15枝的情況最為常見，DH32-29以3 ~ 18枝最為常見；二者的最長二級枝長度雖多分布于40 ~ 80 cm之間，不同的是華桉1號在該區(qū)間段多集中在40 ~ 50 cm之間，而DH32-29多集中在60 ~ 70 cm之間；最長二級枝直徑分布情況也基本一致，即多集中在1 ~ 5 mm之間，華桉1號偏向于1 ~ 3 mm，而DH32-29偏向于3 ~ 5 mm；從相關性來看，二級枝活枝數(shù)與林齡、最長二級枝長度與林齡、最長二級枝直徑與最長二級枝長度極顯著相關，最長二級枝直徑與林齡顯著相關。

鑒于樹木樹冠的枝葉系統(tǒng)比較繁雜，本文僅研究華桉1號、DH32-29的一級枝及附著在其上的二級枝，對其三級枝及其以上枝干不再進行研究。另外，由于枝解析的工序比較繁雜，工作量大，歷經(jīng)時間長，且適于研究的樣地也較少，導致本研究的樣本量較少，因此在總結(jié)規(guī)律方面上，仍存在著很大的欠缺與不足，在今后的研究中需要不斷地改進。

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Branch Grow th in Eucalyptus Pulp Plantations

ZHANG Shui-hua1, LIU Li-ting2, ZHU Ying-juan1, MO Xiao-yong1, ZHANG Xiang-yu1, ZHENG Jia1
(1. College of Forestry, South China Agriculture University, Guangzhou 510642, Guangdong, China; 2. Jiangxi Academy of Forestry, Nanchang 330032, Jiangxi, China)

This paper examines branch grow th from ages 1 to 5 years of Eucalyptus clones ‘huaan 1’ and DH32-29at Jijia Forest Farm on the Leizhou Peninsula. Traits exam ined included numbers, lengths and diameters of both primary and secondary branches. It was concluded that: characteristic indices of primary and secondary branches of clone ‘huaan 1’ were less than the equivalent indices of clone DH32-29. The crown of Eucalyptus clone ‘huaan 1’ was smaller than that of clone DH32-29, and branch flexibility of clone ‘huaan 1’was higher than clone DH32-29. The results showed that differences in crown structure resulted in clone ‘huaan 1’ having higher w ind resistance than DH32-29, and this has been verified in plantations. The structure factors of primary and secondary branches of the two clones were found to be similar, and the correlation between the structure factors of primary and secondary branches of Eucalyptus ‘huaan 1’ was less than the correlation between the structure factors of primary branch and secondary branches of DH32-29. This study can provide an important reference and basis for determ ining reasonable planting densities for Eucalyptus pulpwood plantations, including the optim ization of space available for tree crown development and ensuring sustainable management.

Eucalyptus clones; crown; primary branch; secondary branch

S758.5+2

A

2015-05-15

廣東省林業(yè)科技創(chuàng)新專項資金項目 (2013KJCX013-01)

張水花(1988— )，女，在讀碩士研究生，主要從事森林經(jīng)理學研究

＊莫曉勇為通訊作者