湘西青坪生态站乡土树种银鹊生长特性研究

葛文贵，李志辉

(1.湖南省农林工业勘察设计研究总院,湖南 长沙 410007；2.中南林业科技大学，湖南 长沙 410004)

1 引言

乡土树种属本区地带性植物，在生态工程建设上都具有重要地位[1]；且乡土树种种类繁多，适应性和抗逆性强，可很好的适应各种需求，是生态修复的首选树种，对发挥林业综合效益、构建生态文明具有重要意义[1]。

银鹊(Tapiscia sinensis)又名瘿椒树、瘿漆树,省沽油科银鹊树属，落叶速生, 树高可达30m，胸径可达1m，是我国特有的一种古老、珍稀的乔木树种，国家三级保护植物(1984,国家环保局)[2]。喜生于山谷、山坡与溪旁等湿润环境，怕旱不耐涝，耐寒，在-13 ℃低温下无冻害；现不断遭到砍伐，日益减少[3]，有可能进一步变成稀有种或濒危种[1，4]。

2 研究区域概况

2.1 地理位置及地形地貌

本研究所选地位于湖南湘西自制州永顺县内(109°35′12″～110°23′41″E，28°42′24″～29°26′47″N)，属中西部结合地带；该区域内溪流众多，山峦起伏，有着明显的水平地域分部规律；在垂直方向上，随海拔升高，由现代河床向溪谷平原、岗地、丘陵再到山地过度，具有多层性和成层分布规律[5，6]。

2.2 气候与土壤

湖南湘西自治州永顺县地处武陵山脉中段，受季风与山地气候共同影响，境内雨量充沛，光热条件优越，太阳总辐射量为89.9～97.4kcal/cm2,年均日照时数超过1300h，年平均气温16.4 ℃，≥10 ℃的年活动积温4835～5200 ℃，无霜期286d，年平均降雨量1350mm左右；土壤母岩分布主要是白云岩、红色砂岩、凝灰质板、石灰岩等；主要土壤类型有红壤、黄壤、黄棕壤等[6]。

2.3 树种及其它生物资源

湘西自治州青坪生态站地处武陵山腹地，域内物种资源丰富、保存良好。适宜的气候环境与立地条件，为动植物的生存提供了有利场所；域内现有本地和异地引进树种一百多个，现保存有世界闻名孑遗植物水杉、珙桐、银杏等珍稀保护植物，是油桐、生漆及中药材等重要产地[6]。

3 研究方法

3.1 生长规律研究

在标准地中(20m×20m)找出与平均胸径最接近，且干形比较圆满通直的单株木作为标准木，并对其进行树干解析。在立木上标明方向后将其伐倒，测量标准木的实际树高，并在胸径与根径，以及根径上方3.6m、5.6m、7.6m、9.6m等位置各截取厚度约2cm的圆盘，直到树顶部；在不足2m的梢头部底端截取圆盘，确定工作面并做好标记；通过解析，获得标准木树高、树干直径和材积连年生长量与平均生长量，通过对比分析，获得相应的生长特性[7～10]。

3.2 生物量与碳储量的研究方法

生物量是植物群落在其生命过程中所产生干物质的累积量，是自然界中有效的碳载体,计算森林碳储量在监测碳平衡与维护生态平衡上有着重要意义[11～16]。完整的植株生物量计算涉及地上地下两部分，在标准木选定后，以树基部为中心，伐后取圆内的全部树根，并称其重量，以作为树根的鲜重，并选取适宜量带回测其干重和含碳率；数清伐倒木的总枝数，用平均法确定并称量伐倒木的平均枝；摘下平均枝上的所有树叶并称量其鲜重，并采集样品带回处理；称量平均枝的全部大小枝的重量，并带回样品进一步处理；用区分求积法，在量取平均木的实际高度时，计算其中间高度，并在中间处取下一定长度树干的全部树皮，称重并带回样品作进一步处理[17]。

在测定生物量基础，通过含碳率与在生物量的关系，计算出各部位含碳量。

C= B×Cc

(1)

式(1)中：C为碳储量/t；B为生物量/t；Cc为含碳率/%。

乔木层碳储量的计算是以平均木的株行距和保存率为基础，来计算单位面积的碳储量，具体公式 :

T = N/400×a×667×15×T1

(2)

式(2)中：T为乔木层碳储量t/hm2；N为样方内株数；a为保存率；T1为平均木碳储量/t。

4 结果分析

4.1 银鹊树高生长规律

根据解析数据，得出银鹊树高与树干直径生长的基本数据，详见表1。通过表1绘制银鹊树高相应生长曲线图、银鹊直径相应生长曲线图，以及材积生长相应曲线图，详见图1～图3，从图中可以看出：

图3 银鹊材积VZ(t)与VQ(t)关系

(1)银鹊树高连年生长量最大值出现在第10a，达到0.9m以上；树高平均生长量最大值出现第13a；在第14a年银鹊树高平均生长量曲线和连年生长量曲线相交，进入数量成熟龄；银鹊树干直径生长在幼龄阶段较慢，在10～15a间生长较快，最大值出现在第15a；于第18a相交，树干直径生长进入数量成熟龄。

(2)银鹊总的材积生长曲线符合“S”型，即：慢-快-慢的生长特性；连年生长量最大值出现在第15a，平均生长量的最大值出现在第20a，达到0.0051m3以上。银鹊平均生长量曲线在第22a和连年生长量曲线相交。

4.2 银鹊生物量与含碳量特性

从表1可以得出，该样地的银鹊标准木全树生物量达到112.72kg、碳储量达到54.27kg；其生物量由大到小依次是：树干>树皮>树根>树枝>树叶；从地下生物量(树根)和地上生物量(树枝、树干、树叶和树皮)的比值(即R/S)达到27.8%；按照样地现有保存率计算(株行距2m×3m，保存率0.70)，银鹊生物量和固碳量分别达到131.57t/hm2和63.35t/hm2。

图1 银鹊树高HZ(t)与HQ(t)曲线

图2 银鹊树干DZ(t)与DQ(t)关系

表1 银鹊各部位生物量、含碳率与碳储量

5 结论

通过对湖南湘西乡土树种银鹊样地标准木的树干解析，得出银鹊的树高、树干直径和材积的生长特性，为银鹊林的具体培育方向提供有效参考；通过对银鹊标准木各部位生物量、含碳率及碳储量的测定与计算，精确地反应了该树种的碳固碳量，为该林种及类似林种的碳汇林建设，及固碳量计算提供有利参考；通过进一步扩大对该树种的区域性选择，扩大选择样本范围，提供更多更大的参考价值。