页岩山地川黄柏13年生人工林林分结构与生长量研究

向祖恒 ，何贤勤，彭先凤，阙小平，向 明 ，黄正明

（1.湖南省龙山县林业局，湖南龙山 416800；2.湖南省桑植县林业局，湖南桑植 427100）

川黄柏（Phellodendron chinense），也叫川黄檗、黄柏皮、黄皮树、灰皮树、灰皮柏、华黄柏、小黄连树、檗木等，是芸香科黄檗属落叶小乔木[1-2]，产自湖南、湖北、江苏、浙江、台湾、广东、广西、贵州、云南、四川、重庆及陕西与甘肃两省南部，生于海拔800～3 000 m 的中山至高山区，低山、丘陵区多有栽培。川黄柏的干燥树皮入药，称黄柏或川黄柏[3]。同属的黄檗（Phellodendron amurense）产自我国东北、华北及日本、朝鲜、韩国和俄罗斯远东地区，其入药干燥树皮称关黄柏[3]。黄柏是传统的“三木药材”之一，树皮含小檗碱和黄柏碱，性味苦、寒，归肾经和膀胱经，具清热燥湿、泻火除蒸、解毒疗疮等功能，用于湿热泻痢、黄疸尿赤、带下阴痒、热淋涩痛、脚气痿蹩、骨蒸劳热、盗汗、遗精、疮疡肿毒、湿疹湿疮[3]。川黄柏木材淡黄白色、纹理直、结构细、坚实而稍轻，是家具、装饰及人造板的优良用材[1]，湘西民间常用川黄柏生鲜木材制作木椅。川黄柏是我国南方重要的材药两用树种。从现有文献看，人们对黄檗属植物的研究主要集中在苗木培育、栽培技术、树皮环剥再生、药用成分分析、主要病虫害防治等方面[4-9]，且研究黄檗的较多，研究川黄柏的较少，尚无川黄柏人工林林分结构及林分生长量方面的研究报道。因此，笔者对页岩山地川黄柏13年生人工林的林分结构及林分生长量开展了调查研究，以期为川黄柏科学栽培提供必要的依据。

1 调查研究方法

1.1 调查林分所在地自然概况

调查林分位于湖南省桑植县八大公山镇中沟湾村，地处武陵山区中北部，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°，成土母岩为页岩，土层厚80 cm 以上，土壤为中腐厚土页岩山地黄棕壤。该地年均气温11.5℃，最冷月均温-0.1℃，最热月均温22.8℃，无霜期190 d，年均降水量2 105.4 mm，全年相对湿度90%以上。

1.2 林分营造及经营概况

该林分于2011年春季在坡耕地上营造，栽植2年生实生苗，林分年龄13年，为川黄柏纯林。营造前3年间作玉米，以耕代抚；后再连续砍草抚育3年，于每年夏季砍除林下杂草1 次；7年后不再砍草抚育。未开展修枝及间伐抚育。

1.3 林分调查方法

2021年12月，选择生长良好、林相整齐的林分，设置200 m2的临时样地4个，样地总面积800 m2。每木实测胸径、树高、分枝高、冠幅等因子。

1.4 数据统计处理

用Excel 2007 对调查数据作统计分析。

2 结果与分析

2.1 林分结构分析

4 块临时样地共调查13年生川黄柏286 株，满足林分结构分析不少于250 株样木的基本要求[10]。调查数据统计结果见表1。

表1 286株川黄柏调查数据统计结果

2.1.1 林分直径结构分析。林分直径结构即林分内各种大小直径的林木按径阶的分配状态，也称林分直径分布[10]。将286 株川黄柏胸径值由大到小排序后等距分成10 组，其分配状态见图1。由图1 可见，该13年生川黄柏人工林胸径分布近于正态分布。由表1 可见，林分胸径偏度0.07，大于且接近于0，峰度-0.31，小于0，表明该13年生川黄柏人工林已由幼林阶段左偏的截尾正态分布向中林阶段的正态分布转变[10]。

图1 13年生川黄柏人工林胸径分布

2.1.2 林分树高结构分析。林分树高结构即林分内不同树高的林木按树高值的分配状态，也称林分树高分布[10]。将286 株川黄柏树高值由大到小排序后等距分成9 组，其分配状态见图2。由表1 可见，林分树高众数8.00 cm，接近平均树高7.41 cm，表明林分接近平均树高的林木株数最多。表1 和图2 表明，该13年生川黄柏人工林树高结构呈接近平均树高的林木株数最多的不对称单峰山状曲线，符合林分树高分布的一般规律[10]。

图2 13年生川黄柏人工林树高分布

2.2 林分生长量分析

4 块样地调查结果表明（表2），13年生川黄柏人工林平均胸径6.14 cm，平均胸径生长量0.47 cm/年；平均树高7.40 m，平均树高生长量0.57 m/年；平均高径比128.9；平均分枝高4.08 m；平均冠幅2.32 m；平均冠高比0.45；平均冠幅面积4.88 m2。

表2 13年生川黄柏人工林样地调查结果

2.3 川黄柏林分生长因子间的相关关系

对286 株川黄柏的胸径、树高、分枝高与冠幅面积作相关分析，结果表明（表3），川黄柏胸径与冠幅面积显著正相关（相关系数0.78），树高与冠幅面积弱正相关（相关系数0.45），因此，维持较大的冠幅面积是确保川黄柏胸径生长的关键。分枝高与树高正相关（相关系数0.53），与冠幅面积不相关（相关系数-0.19），与胸径不相关（相关系数0.13），由此可见，合理修枝并不会影响川黄柏的冠幅面积，修枝可以直接促进川黄柏树高生长。胸径与树高显著正相关（相关系数0.75），因此，凡能够直接促进树高生长的措施都会间接促进川黄柏胸径生长。影响树高生长的关键因子是立地条件而非林分密度[10]，因此，培育川黄柏中大径木的关键是优先选择好的立地栽植及合理施肥，其次是适时合理修枝。

表3 13年生川黄柏人工林胸径及树高与冠幅面积的相关系数

2.4 林分密度分析

由表1 可见，该13年生川黄柏人工林平均冠幅面积、分枝高、胸径、树高变异系数分别为74.2%、38.0%、33.6%及21.4%，均很大，表明该林分株间差异大，林木分化严重。由表4 可见，该13年生川黄柏人工林密度介于3 500～3 950 株/hm2，平均 3 700 株/hm2，样地林木冠幅总面积与样地面积的比值介于 1.49～2.11，平均 1.80（表 2），说明该林分植株间的树冠已严重重叠，林分密度过大，亟待间伐抚育。

表4 13年生川黄柏人工林自然枯死植株统计

树干材积大小直接影响干材及干皮产量，决定树干材积的三大因子是胸径、树高和形数，形数主要由树种的生物学特性及发育阶段决定，胸径和树高的大小取决于培育的科学水平，胸径对材积的影响显著大于树高的影响。如上分析，冠幅面积是影响川黄柏胸径生长的关键因子，冠幅面积直接受林分密度影响，因此林分密度是影响川黄柏中大径木培育的关键因子。

2.5 林分自然稀疏情况分析

由表4 可见，该13年生川黄柏人工林4 块样地均存在植株枯死现象，平均枯死株率3.3%，其中样地4 自然枯死株率达到7.6%。该批枯死的植株均为林分下层弱木，非有害生物危害致死，属于正常的自然稀疏。自然稀疏现象的出现表明该林分已结束幼林阶段[10]，也表明该林分密度过大。应尽快对该林分开展间伐抚育，及时收获弱木树皮，减少自然枯死损失。

2.6 林分生长阶段分析

如上所述，林分胸径分布图（图1）及胸径分布的偏度与峰度值（表1）均表明该林分已结束幼林阶段，林分自然稀疏现象的明显发生也说明该林分结束了幼林阶段，据此可以认定该13年生川黄柏人工林处于中龄林阶段。中龄林阶段是林分材积快速增长阶段，需加大培管措施，科学开展间伐抚育，促进林分干材及干皮产量的大幅增长。

3 结论与讨论

（1）页岩山地川黄柏13年生人工林胸径结构近于正态分布，树高结构呈接近平均树高的林木株数最多的不对称单峰山状曲线。

（2）页岩山地川黄柏13年生人工林平均胸径6.14 cm，平均胸径生长量0.47 cm/年；平均树高7.40 m，平均高生长量0.57 m/年；平均高径比128.9；平均分枝高4.08 m；平均冠幅2.32 m；平均冠高比0.45；平均冠幅面积4.88 m2。

（3）川黄柏冠幅面积与胸径显著正相关，与树高弱正相关；分枝高与树高正相关，与冠幅面积及胸径不相关，修枝可以促进川黄柏树高生长；胸径与树高显著正相关，培育川黄柏中大径木应优选良好的立地，并合理修枝。立地、修枝对川黄柏中大径木培育的具体影响尚无相关数据，有待未来研究。

（4）树干材积直接影响川黄柏木材及干皮产量，冠幅面积是影响川黄柏胸径生长的关键因子，林分密度直接影响冠幅面积，林分密度是影响川黄柏中大径木培育的关键因子。页岩山地川黄柏13年生人工林，密度3 500～3 950株/hm2时，林分冠幅面积、分枝高、胸径、树高变异系数分别为74.2%、38.0%、33.6%、21.4%，林木分化严重，自然稀疏现象明显，亟待间伐抚育。川黄柏不同阶段的合理密度尚无调查数据，有待未来研究。

（5）页岩山地川黄柏13年生人工林处于材积快速增长的中林阶段，需加大培管措施，科学开展间伐抚育，促进林分干材及干皮产量的大幅增长。