基于树干解析的千果榄仁生长规律和材性特征分析*

卢靖，周长富，董诗凡

(1.德宏州林业科学研究所,云南　瑞丽 678600;2.湖南省农业科学院园艺研究所,湖南　长沙 410125)



基于树干解析的千果榄仁生长规律和材性特征分析*

卢靖1，周长富2，董诗凡1

(1.德宏州林业科学研究所,云南瑞丽 678600;2.湖南省农业科学院园艺研究所,湖南长沙 410125)

千果榄仁是热区较为优质的珍贵用材树种。以德宏州天然千果榄仁林木为材料，采用树干解析法，研究千果榄仁的生长规律和木材物理性状，结果表明43年树龄的千果榄仁年平均高生长为0.898m，年平均胸径生长量为1.0cm，年材积生长量为0.051 4m3。其材积计算公式为,Y=0.16X1-0.165X2-0.038X12-0.024X22+0.062X1X2。材性特征分析表明，千果榄仁密度为0.475g/cm3，通过与秃杉的各项材性特征进行比较，千果榄仁的材质密度、抗压强度和硬度均比常见的优质用材树种秃杉高。本研究结果表明，该树种生长速度较快，材性较好，可作为优良的珍贵用材树种进行大面积栽培。

千果榄仁；树干解析；生长规律；材性特征

随着社会发展，人们对优质木材需求量增长与资源日益短缺的矛盾日益突出。由于前期过度开发，我国现有可利用珍贵用材林自然资源极度稀缺，甚至一些珍贵用材树种濒临灭绝。当前我国的优质材种特别是珍贵木材，主要依赖进口[1]，目前针对热区速生用材林如思茅松(Pinuskesiyavar.langbianensis)、西南桦(Betulaalnoides)等常见人工林的生长特性研究较多，但对稀有珍稀树种的开发研究相对较少[2～5]。

千果榄仁(Terminaliamyriocarpa)，又名卡石拉(景颇语)，窝罗树(德昂语)，为使君子科(Combretaceae)使君子属(TerminaliaL.)的高大乔木。木树高可达35m，胸径可达1m以上，具大形板状根。千果榄仁为国家Ⅲ级保护植物，分布于我国的广西龙州，云南西双版纳、德宏，西藏墨脱等省(区)。生于温暖、湿润的小环境。千果榄仁生长较快，是一种生长较快的珍贵用材林树种。当前针对千果榄仁树种开展研究极少，主要集中在树皮化学成分分析[6]、生物学特性及迁地保护[7]、育苗试验[8]等方面，而关于其林木生长规律及木材物理性状研究未见报道。

本文以德宏州天然分布的千果榄仁为材料,通过树干解析法，对千果榄仁的木林生长特性及材性特征进行研究，从而为今后千果榄仁的推广栽培和加工利用提供参考。

1　材料与研究方法

1.1材料

在千果榄仁的自然分布区的云南省德宏州的盈江县太平乡、芒市中山乡、芒市龙江边、德宏州林科所后山，每个点采用“五株木法”各选一株标准木，伐倒。

1.2方法

1.2.1树干解析方法

伐倒前，准确确定根颈位置和实测胸径，在树干上标明胸高直径的位置和南北方向。伐倒后，先测定由根颈至第1个死枝和活枝在树干上的高度，然后打去枝丫，在全树干上标明北向。测量树干1/4、1/2以及3/4处的带皮和去皮直径。在胸高及每个区分段的中点位置垂直截取2～5cm厚的圆盘[9]。

首先将圆盘工作面刨光，并通过髓心划出东西、南北2条直径线；然后查数各圆盘上的年轮个数，年轮数以5年为1个龄阶。用直尺量测每个圆盘东西、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。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要的年数(横坐标)，绘制出树高生长过程曲线。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，绘成纵断面图。按伐倒木区分求积法计算各龄阶材积、形数、生长量，并绘制各种生长量的生长过程曲线图。计算各龄阶材积时，包括计算各树种的胸径、树高和材积的总生长量、连年生长量(各龄阶5年间的年平均生长量)和平均生长量(测定当年树龄总的平均生长量)，并根据各龄阶所测定的胸径、树高和材积大小，利用DPS软件二元回归推算出千果榄仁的材积计算公式[10]。

1.2.2材性特征分析方法

以常见的优质用材林树种秃杉(Taiwaniaflousiana)作为对照，秃杉样品采集地点为云南省德宏州梁河县平山乡。木材物理学性质测定方法与千果榄仁一致，测定内容包括基本密度、气干密度、干缩系数、抗弯强度、抗弯弹性模量、顺纹抗压强度、冲击韧性和硬度。采用国家标准对试验的尺寸、个数和具体要求进行小样制备[11～17]，具体如表1。

表1　各物理特性检测试样标准Tab.1　Sample standard of wood property test

2　结果与分析

2.1树干解析纵断面图

根据树干解析方法，按照适当比例电脑绘制出千果榄仁的树干解析纵断面图(图1)。样株为43年的树龄，以5年做为1个龄阶，最后41-43年3年作为1个龄阶，所以共将样株分为9个龄阶，对不同龄阶的胸径、树高和材积进行分析。

图1　千果榄仁树干解析纵断面图Fig.1　Vertical section of T.myriocarpa stem

2.2千果榄仁年度生长量分析

2.2.1胸径生长分析

根据树干解析，测定出各树龄的胸径大小，并算出逐年胸径生长年和年平均生长量。从图2可知，千果榄仁从生长到采伐，胸径为42.7cm，平均年生长量为1cm。每个年龄段的胸径生长量存在较大的差异，其中前5年胸径平均生长量最小，仅为0.5cm/a，除16-20年间，生长速度低于前期，其他年龄基本随着树龄增大，胸径年生长量也逐步增加，直到第30年达到最高值(30.3cm)，后生长速度放缓，26-30年胸径平均生长量最大，每年平均生长量达到1.48cm。

图2　各龄阶胸径大小Fig.2　DBH of different age grades

图3　各龄阶胸径生长量Fig.3　DBH growth of different age grades

2.2.2树高生长分析

各龄阶的千果榄仁林木的树高及树高生长量分析结果见图4～图5。从图4可以看出，树高随着树龄的增加也在逐年递增，到43年树龄高生长还在继续，平均每年生长量为0.898m。不同龄阶，树高生长量也存在差异，其中生长量最大的为11-15年，达到1.36m/a，其次是36-40年，达到1.3m/a，而最低为16-20年，树高生长量仅为0.5m/a。

图4　各龄阶树高Fig.4　Tree height of different age grades

图5　各龄阶树高生长量Fig.5　Tree height growth of different age grades

2.2.3材积生长分析

不同龄阶的材积生长量测定结果见图6～图7。

图6　各龄阶的材积Fig.6　Volume of different age grades

图7　各龄阶的材积生长量Fig.7　Volume growth of different age grades

由图6～图7可知，9个不同龄阶的材积生长量分别为0.001 6m3、0.021 7m3、0.089 4m3、0.174m3、0.381 1m3、1.323 4m3、1.757 4m3、2.208 7m3，树龄25年以下，千果榄仁的材积增长速度较慢，而26年后材积积累速度明显增快。

2.2.4材积公式计算

以树龄为横坐标，材积为纵坐标，实际测量材积为观测值，根据二元回归方程以胸径、树高测定值计算出的材积为拟合值，绘出图8。

图8　不同树龄材积观测值与拟合值Fig.8　Determined values and fitted values of volumes of different tree ages

从图8看出，拟合值与观测值基本重合，拟合系数P值达到0.996 4。表明在43年以内的千果榄仁活立木，可通过测定胸径和树高，利用材积计算公式较为精确地计算出材积。

表2　千果榄仁和秃杉的材性特征比较Tab.2　Timber comparative analysis between T.myriocarpa and T.flousiana

注：千果榄仁(Terminaliamyriocarpa)，秃杉(Taiwaniaflousiana)。

2.3材性特征

通过测定千果榄仁和秃杉的材性特征，并进行对比分析，表明千果榄仁的物流材性基本都高于秃杉，千果榄仁基本密度为0.475g/cm3，而秃杉仅为0.295g/cm3，千果榄仁的基本密度是秃杉的1.61倍；千果榄仁抗压强度为85.6MPa，而秃杉仅为48MPa，前者是后者的1.78倍；千果榄仁冲击韧性为62.6kJ/m2，是秃杉的2.23倍，径面硬度更是达到秃杉的2.8倍。

3　结论与讨论

通过树干解析，计算出了千果榄仁逐年的胸径、树高和材积生长量，不同树龄，树体的生长速度存在较大差异，从本研究分析结果表明，在天然生长条件下，云南德宏地区千果榄仁10年后，其高生长速度加快，而到35年后，树高生长速度变缓；而胸径一直生长较快，直至第35年后，胸径生长速度速度逐渐变慢；但材积生长量从第25年开始才迅速增加，在本次调查中，千果榄仁到第43年都还未出现材积增长平台期，因此可推断千果榄仁适合树龄43年后继续培育，将大径材作为其经营目标，但通过人工抚育，在较好的肥水等环境条件下，千果榄仁有可能生长速度加快，提前采伐作为用材。第16-20年这个龄阶5年期间，本次解析的千果榄仁样株在树高和胸径生长方面相比前后龄阶都有较大的放缓，是千果榄仁树种的本性生长特征还是由于当前的自然气候和环境因素导致的，还需通过进一步多点采集千果榄仁样本进行树干解析才能得出结论。

根据各树龄的材积、胸径和树高大小，通过回归方程，得出的千果榄仁的材积计算公式，Y=0.16X1-0.165X2-0.038X12-0.024X22+0.062X1X2。在今后调查和实际生产过程中，可根据千果榄仁树体的胸径和树高较为准确地计算出立木材积。也可以根据树体大小基本估算出树龄。材性特征表明，千果榄仁是一种较好的优质用材林，材性各项指标都好于材质较好的秃杉。因此千果榄仁是可作为一种优质珍贵用材林开展人工栽培。

本研究千果榄仁的采样的地点为云南省德宏州，与前人对生长在云南省西双版纳州勐海县材性研究结果基本一致[18]。但前人未对西双版纳千果榄仁进行树体生长速度分析，因此，两地气候差异并未对千果榄仁树体材性有较大影响，而对树体生长速度的是否存在影响还需进一步开展分析和对比。

本次材性分析的取样材料为天然林中生长状况，在人工栽培的条件下，具有较好的光热水肥条件其生长速度是否更快，其人工林是否还可以保持其天然的材性特征仍需后续进一步研究。

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[18]罗良才.云南经济木材志[M].昆明:云南人民出版社,1989:31-32.

Growth Rule and Wood Property of Terminalia myriocarpa based on Stem Analysis

LU Jing1，ZHOU Chang-fu2，DONG SHI-Fan1

(1.Forest Institute of Dehong，Ruili Yunnan 678600，P.R.China;2.Horticulture Institute of Hunan Academy of Agricultural Sciences,Changsha Hunan 410125，P.R.China)

This study was conducted to identify the growth rule and wood property ofTerminaliamyriocarpa,which is a kind of precious timber tree in tropical areas.A 43 years old tree naturally grew in Dehong prefecture of Yunnan province was chosen to conducted the stem analysis,the results showed that the annual average growth of tree height,DBH(Diameter at Breast Height) and volume were 0.898 m,1cm and 0.051 4 m3respectively.The volume calculation formula was developed to beY=0.16X1-0.165X2-0.038X12-0.024X22+0.062X1X2.The results of wood analysis indicated that the wood basic density ofT.myriocarpawas 0.475 g/cm3,It was found that the density,compressive strength and hardness of timber ofT.myriocarpawere higher thanTaiwaniaflousiana.Based on stem analysis,it was concluded thatT.myriocarpawas a promising timber used tree species characterized by fast growing and good timber quality,and recommended to be a precious timber use species suitable for artificial cultivation.

Terminaliamyriocarpa;stem analysis;growth rule;wood property

10.16473/j.cnki.xblykx1972.2016.05.008

2015-12-30

云南省技术创新人才培养对象(2012HB079)。

卢靖(1976-)，男，高级工程师，主要从事林业基础研究。E-mail:hubeilujing@126.com

S 792.99

A

1672-8246(2016)05-0044-05