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《云南林产业主要造林树种培育技术丛书》(秃杉)

时间: 2015-07-16  来源: 云南省林业厅  点击: 0

 《云南林产业主要造林树种培育技术丛书》

(秃杉)

 

一、形态特征

秃杉云南林产业主要树种培育技术丛书秃杉别称香杉、木屠杉。常绿高大乔木,树高可达70m,胸径3m。树皮褐灰色,不规则长条形片状开裂,内皮带红褐色。树冠圆锥形,大枝平展,小枝下垂,芽小。叶钻形,螺旋状排列,大树叶长25mm,横切面四棱形,四面有气孔,先端锐尖;幼树叶及萌芽枝叶镰状锥形,长0.61.5cm,直伸或微向内弯。两面有气孔线。雌雄同株异花,雄球花27个簇生小枝顶端,花药24;雌球花单生枝项,直立。球果圆柱形或椭圆形,长1.52.2cm,径约1cm,褐色,种鳞2139片,种子长椭圆形,两侧具膜质翅,连翅长47mm,宽34mm。花期45月,果熟期1011月。

 二、分布与生长特性

1、分布特性

秃杉起源古老,在中生代分布很广,经过新生代第三纪、第四纪冰川之后,大量绝灭,仅存于我国云南、贵州、湖北和缅甸北部山区,呈间断块状分布或单株散生,而成为孑遗植物,被列为国家一级保护植物。

秃杉在云南省的主要分布区是:怒江、澜沧江流域的福贡、贡山、腾冲、龙陵、兰坪、维西、云龙等县。地处北纬25°07′~28°03′,东经98°29′~98°45′,海拔高度16002700m的地段。现在贡山县其期乡沙拉垭口,丙中洛乡湼瓦洛林区海拔高度2200m的山地,尚存比较完整的以秃杉为优势种的天然针阔叶混交林,树种组成是7秃杉1青冈1落叶松1木莲+润楠-木荷,林分郁闭度0.7,平均高39.1m。在腾冲县的大罗绮坪及马占乡、云龙县漕涧乡、维西白济汛乡,存有古秃杉单株。此外,怒江流域的福贡、贡山、龙陵、泸水;澜沧江流域的兰坪、维西等县,也散生有少量的秃杉。

在贵州省黔东南自治州雷公山一带自然分布的秃杉,多生长在海拔高度5001100m的雷山,剑河等县。此外,在湖北省西部,北纬30°20′,东经108°55′的利川县海拔高度800m的山地、沟谷也残存少量的秃杉散生木。

据此,秃杉在我国的现代天然分布范围是北纬25°07′~30°20′,东经98°29′~108°55′;海拔高度为5002700m

云南省为保护秃杉这一珍稀濒危物种,除历史上曾有人工小片种植外(1933年在腾冲县界头乡有小片栽培),近30年来,在省内开展了大面积的秃杉人工造林。人工栽培大大扩展了秃杉在云南的分布范围。除原产地腾冲、昌宁县造林外,1975年开始,通过迁地栽培,秃杉已人工种植到北纬25°01′,东经102°45′,海拔高度19702000m滇中地区的昆明;北纬23°27′,东经104°40′,海拔高度13701450m滇东南的西畴、麻栗坡、屏边县;北纬24°59′,东经104°19′,海拔高度1482m滇东地区罗平县;直至北纬21°50′,东经101°04′,地处北热带的西双版纳普文林场。省外,秃杉已引种栽培到湖南省的安化,江苏省的吴县,浙江省,海拔高度70m具岛屿海洋性气候的舟山。还引种到北纬32°左右四川西部的邛崃山脉。

通过人工迁地栽培和引种,秃杉的水平分布范围已扩大至21°50′~32°,东经98°28′~123°08′,垂直分布范围为海拔高度703000m。在其迁地种植地,秃杉林木生长均为良好,可见秃杉是一种适应性强,适生范围广的珍稀树种。

1)云南秃杉自然分布和人工栽培区的气候环境

有关气象资料表明,云南秃杉自然分布区的年平均气温为11.4℃~16.9,最冷月平均气温3.6℃~10.8,绝对最低温-1.3℃~-8.9,≥10年积温30796063℃,处于暖温带至亚热带的气候环境,表明秃杉对温度的适应范围较广。

云南秃杉自然分布区的年降水量8792000mm。在云南的秃杉自然分布地,除少数几个地方,如维西、福贡、贡山等县旱季(11月~翌年4月)的降水量在300mm以上,占全年降水量的34%50%外,其余分布地,旱季的降水量都在300mm以下,仅占全年降水量的11%15%。旱季的24月,正值秃杉的萌发生长期,其林木消耗的水分较多,然而在秃杉的自然分布区,春旱期间,植株仍能正常萌发生长,表明秃杉具有一定的耐旱能力。然而,秃杉的自然分布区多为降水量多、湿度大的湿润、半湿润环境,雨季(510月)降水充沛,热量充足,水热同季,十分有利于秃杉林木的生长发育。

在云南的秃杉人工栽培区,气温和水分条件变化很大,超过了自然分布区。年平均气温13.2℃~20.1,最冷月平均气温-3.0℃~15,绝对最低温-13.5℃~2.7,≥10年积温31006500℃,年降水量9001665mm,干湿季节明显,11月~翌年4月为旱季,降水量仅占全年的11%15%,从暖温带跨越到热带北缘的半湿润和湿润气候。在威信县(年平均气温13.2,绝对最低气温-9.8)及罗平县(年平均气温15.1,绝对最低气温-13.5)秃杉人工栽培区,冬季都出现冰凌,但所栽培的秃杉林木无折枝及冻害发生。在昆明的秃杉人工栽培地,19863月出现多年不遇的偶发性倒春寒低温天气过程,日平均气温-0.2℃~-2.3,持续时间72h,当地的145种树木遭受不同程度的冻害,而正值萌发期的秃杉林木,却无冻害发生。1992年,昆明遭遇多年不遇的偶发性特大干旱,全年降水量仅600mm左右,旱季的34月份,降水量仅7.9mm,月平均相对湿度为50.1%47.3%;而正值萌发生长期的秃杉林木,在如此大气干旱的状况下,仅推迟了它的萌发生长,而影响了当年林木的生长量,以及少数植株出现叶发黄掉落、枝梢枯损外,多数林木并无旱害发生,也未出现生理病害。

而普文人工秃杉种植地,已地处北纬21°50′,海拔高度800m,年平均气温20.1,年均降水量1655mm,年相对湿度83%,已属北热带边缘气候类型,但秃杉也能生长,且长势旺盛。

秃杉自然分布区的年日照时数为:13122122h,其中雨季(510月)的日照时数为604.7919.9h,占全年日照时数的36%48%。秃杉林木的不同生长阶段对光照条件有不同的需求。秃杉的种子萌发成苗是在林下荫蔽环境条件下完成的;表明秃杉幼苗生长阶段适应蔽荫微弱的光照环境。随幼苗的成长穿出林下地被物层达幼树期后,随光照条件的逐步改善,而成长为幼龄木,中龄木,直至成熟龄木,树冠超过林上层承受全光照。秃杉林木的这一生长过程,反映了各个不同的生长阶段,对光照条件不同需求的生长习性,也是从幼苗期耐荫蔽,发展到大树时,需求全光照的历程。而秃杉人工栽培区,年日照时数已扩展为10002400h,在全年日照时数较多的地方,510月份秃杉主要生长季节的日照时数为全年的40%50%,而在全年日照较少的地方,如威信年日照1000h左右,其510月份的日照时数为600h,占全年日照时数60%以上,均能满足秃杉林木主要生长季节对光照的需要。综上所述,秃杉在云南人工栽培区的生长表现表明,该树种适应气候环境的能力较强。

2)云南秃杉自然分布和人工栽培区的植被与土壤环境

云南秃杉自然分布区和人工栽培区的植被与土壤状况见表2-1

2-1材料表明秃杉自然分布区和人工栽培区的森林植被主要是亚热带常绿落叶阔叶林和针阔叶混交林,个别地方为热带山地雨林。土壤为黄壤、红壤和棕壤,个别地方为赤红壤。

云南幸存的秃杉天然林,生长在贡山县海拔高度2200m的山地,为以秃杉为优势种的针阔叶混交林,林地土壤为黄棕壤,呈酸性反映,土壤的有机质含量为2%5%,比较肥沃深厚,其林木生长旺盛,虽然是百年以上的秃杉过熟林,但林相完整,林分郁闭度达07,林木的平均高39.1m,胸径61.4cm,每公顷秃杉活立木的木材蓄积量553m3。仍然是一个生长稳定的林分。云南其他自然分布的秃杉,多单株或呈群状散生于针阔叶混交林中,其林木的树冠高出林冠层之上,林地土壤类型多为红壤、黄红壤、黄壤、棕壤、黄棕壤,一般都呈酸性、弱酸性反映,土壤的有机质含量较高。云南秃杉人工栽培区的土壤,也多为红壤、黄壤,呈酸性。土壤有机质含量2%7%,亦较肥沃深厚。其中普文秃杉栽培点的土壤则为赤红壤,秃杉林木生长良好;昆明秃杉栽培点的Ⅲ号试验地,为浅层石砾红壤,其秃杉林木生长不良;而Ⅰ、Ⅱ号试验地,为土层深厚(土层厚度超过2m)的红壤,种植的秃杉林木则生长良好。

2、林木的生长开花结实特性

秃杉寿命长。有记载,腾冲县罗琦坪的一株秃杉古树,为唐代·南诏时期种植,树龄1200年,树高21m(树干几经雷击折断且中空),胸径2.71m,冠幅26.6m×13.4m;云龙县漕涧乡庙丹的一株秃杉古树,树龄约300年,树高20m(主干折断),胸径1.13m,仍能开花结果;腾冲县马占乡的一株秃杉,树龄90年,高33.5m,胸径84.1cm,冠幅21m×12m,正值结果盛期。

此外,据资料记载,云南省昌宁、龙陵、维西、贡山、临沧、福贡等县以及湖北省利川县尚存秃杉的单株活立木,树龄762250年。而贵州雷公山一带的秃杉古树群,胸径1.01.5m,生长仍较旺盛。由此说明秃杉生活周期长,生命力旺盛。

1)林木的生长及分化过程

据秃杉树干解析资料,秃杉天然林木在14年生的苗期,生长较慢;5年生以后,生长逐渐增快,树高平均生长量达0.6m,直径平均生长量达1cm715年生为其林木的快速生长期,树高平均生长量11.2m,胸径平均生长量1.42.0cm,单株立木材积0.0358m316年生林木的树高平均生长量1.01.1m,胸径平均生长量1.61.8cm,高、径生长虽然开始下降,但仍保持有较高的水平,此间林木的材积生长量上升,单株材积达0.11 m3

在云南的秃杉自然分布区,人工营造的秃杉林其林木的生长过程与天然林林木相似。如1933年在腾冲县,海拔高度2300m的天台山营造的一片人工秃杉林,初植密度3m×3m,每公顷1044株,5年生的幼林期内,林木生长较慢,树高平均生长量0.5m,直径平均生长量0.9cm612年生,林木的生长速度增快,树高平均生长量达0.61.0m,胸径平均生长量为2.02.2cm1418年生,林木的树高平均生长量1.0m,胸径平均生长量为1.01.5cm2026年生,林木的树高平均生长量0.7m,胸径平均生长量为1.0cm,生长速度开始减慢;54年生时,林木的树高平均生长量0.30.5m,胸径平均生长量为0.30.4cm54年生林分中林木的平均高32.4m,最大树高38.5m,平均胸径38.5cm,最大胸径55cm,形数0.39,林分郁闭度0.9,每公顷立木蓄积量1340 m3。林下很少有灌木,仅有一些冷水花(Pileasp)等草类。没有天然更新的秃杉幼苗。

在秃杉的迁地栽培区,其环境条件与秃杉自然分布区相比,变化较大,如秃杉的昆明迁地栽培地,属北亚热带山地,半湿润季风气候;秃杉的西畴迁地栽培地,属南亚热带湿润气候,省外的舟山秃杉迁地栽培地,属海洋性湿润岛屿气候。但是这些迁地种植的秃杉人工林林木的生长过程与秃杉自然分布区的天然林和人工林林木的生长过程基本一致,均在5年生的幼林期内,林木生长较慢,5年生以后,生长增快,1020年生为秃杉林木的快速生长阶段,25年生以后,林木的生长速度逐渐减慢,到34年生左右,生长速度迅速减慢。说明秃杉林木的生长习性相当稳定。

秃杉人工林林木的自然整枝,林木分化、自然稀疏进程,与初植密度和环境条件有密切关系。初植密度大(株行距2m×2m),环境条件好(气候、土壤适合)的秃杉人工林,郁闭快,郁闭度大,林木的自然整枝年龄早,较强。

秃杉人工林林木的分化与其林分郁闭度的大小亦关系密切。郁闭度较大的林分,林木分化更为明显。一般按林木在林分中生长状况的差别,将秃杉林木分为五级,一级木是粗壮高大,树冠伸出主林冠之上的林木,二级木次之,三级木是组成林分的主体,其林木的树高、胸径值处于林分的平均值区间,四、五级木则是处于林冠下层,甚至是枝、干受损,生长衰退的被压木。秃杉林分因林木的分化,而产生林木自然稀疏的现象,其林木的自然稀疏过程从林分郁闭、林木分化开始,而贯穿于整个林分发育的全过程。由于秃杉林多为以秃杉为优势种的林分,自然分布区54年生的秃杉林以及迁地栽培区(昆明)34年生的秃杉人工林,虽然出现了林木分化,但尚未产生林木的自然稀疏现象,究其原因是秃杉具有既耐荫又喜光的特性,林分中出现的四、五级木,在林冠下仍能生活较长时间。为提高秃杉林分的总体生长力,采取人工间伐抚育仿效林分的自然稀疏措施,而伐除被压的45级木及清除部分生长差的3级木。

2)林木的年生长节律

自然分布区秃杉天然林的林木年生长节律很难观测。现将观测到的昆明、西畴迁地栽培区秃杉人工林林木的年生长节律列如表2-2

在昆明迁地栽培区秃杉人工林林木的树高、直径的年生长高峰期都出现在三季度,而在西畴迁地栽培区,秃杉人工林林木的树高和直径的生长高峰期出现在二季度。这与两迁地栽培区的气候条件密切相关。西畴迁地栽培区气温高,湿度较大,其林木从一季度开始就有一定的生长量;19901992年,三年二季度的平均气温在20以上,降水量在700mm以上,具有较佳的温湿环境条件,所以此期间秃杉林木的生长量最高。三季度虽是雨季,但降水量减少至250mm,平均气温下降到19左右,故此期间的秃杉林木生长量略有下降。林木二、三季度的树高、直径生长量之和,分别占其林木全年树高、直径生长量的80%90%。在昆明迁地栽培区,一季度的降水少,气温低,秃杉林木仍处于休眠期,至二季度四月份林木才展叶抽梢,仅有微弱生长,至5月后气温上升到18左右,降水增加(二季度降水量400mm左右),秃杉林木的生长速度增快,三季度平均气温达17以上,降水量高于400mm,此期间秃杉林木的生长量略高于二季度,成为生长峰期,二、三季度秃杉林木树高、直径生长量之和,也占其林木全年树高、直径生长量的90%。从两迁地栽培区秃杉人工林林木的年生长节律看出,秃杉喜温暖、湿润的环境。相比较,西畴迁地栽培区的环境条件,更适合于秃杉的生长。

3)林木主干与侧枝的生长特性

在昆明迁地栽培区,秃杉人工林林木主干的年生长量达81cm,为侧枝年生长量15.6cm5倍多,形成主干突出,顶端优势明显的树势,而林木各方位侧枝生长量较为一致,因而形成整齐圆满的塔形树冠,显现出秃杉林木出材率高的特性。

在西畴迁地栽培区,秃杉人工林林木主干与侧枝生长都很旺盛。主干年平均生长量达122.7cm,为侧枝年生长量36.8cm3倍多,其林木主干仍较突出,顶端优势也较明显,林木各方位生长整齐发达的侧枝形成庞大的树冠,而聚集成为浓郁的林冠。使其林分显得浓密郁闭。由此看来,在环境条件较好的地方,秃杉人工林的初植密度应当放小。

在不同生境的秃杉迁地栽培区,秃杉人工林主干与侧枝的生长有一定差异,但主干突出,顶端优势明显,树冠整齐,是秃杉林木稳定的生长特性。

4)林木的根系生长特性

在昆明迁地栽培区,1.5年生的秃杉幼苗,苗高0.7m,根颈直径1.44cm;其苗木的主根长达43.6cm,径1.32cm;具长8.631.4cm,径0.320.67cm的一级侧根8条;具长3.418.8cm,径0.080.2cm的二级侧根24条;具须根36条,长2.37.8cm,径0.030.08cm。其苗木的根系生长发育良好。

该迁地栽培区6年生的秃杉人工林,树高2.7m,胸径2.6cm,主根不明显,从其幼树根颈部的四个方向分生出四条粗根,根粗分别为0.7cm1.0cm1.5cm2.0cm;其中1.0cm