随着经济水平的发展及对自然健康和风格品位生活的崇尚，人们对具有特殊工艺性质和美丽外观的珍贵优质阔叶树种木材的需求日益旺盛。为此，世界各国加强了对珍贵优质阔叶用材树种资源的保护、发掘和人工培育(Viquez et al., 2006)。如英国重视橡树等乡土珍贵树种种质资源的发掘和整理，大力培育珍贵阔叶用材林(Ennos et al., 1998); 日本重视日本椴(Tilia japonica)、水曲柳(Fraxinus mandshurica)、山樱(Prunus serrulata)和日本花楸(Sorbus japonicus)等珍贵阔叶树的培育等(邹学忠等，2001)。虽然我国各地蕴藏有丰富的珍贵优质阔叶用材树种资源，但因长期以来对天然林资源的过度采伐利用及忽视对人工林的资源培育，现有资源存量已严重不足。我国自2005年开始启动实施珍贵树种基地建设示范项目，年投资2 000万元，先后在全国20多个省区的90多个县市开展了60多个珍贵树种培育基地建设的示范工作，取得了较好的成效。蔡道雄等(2007)根据多年人工造林和研究结果，以红锥(Castanopsis hystrix)为例，提出了细致规划林地、使用良种壮苗、适时调控林分密度、采用多树种混交、抹芽修枝、实施择伐等热带珍优阔叶树种大径材培育配套技术。相对于松杉等速生针叶用材树种(Wilhelmsson et al., 2002; Fries et al., 2009)，珍贵优质阔叶用材树种对立地条件的要求较高，营林和培育技术也较难。因此，要营造高标准大径阶的珍贵优质阔叶用材林，必须了解不同树种在不同立地条件和营林措施下的生长规律和优质干材形成机制，因地制宜，科学营林。

木荷(Schima superba)属山茶科(Teaceae)木荷属常绿大乔木，是我国亚热带地带性常绿阔叶林的主要建群种。因适应性强、速生丰产性高、材质优异及育苗容易、造林成效好等特点，木荷不仅是我国南方生物防火林带建设的主栽树种和高效的生态树种，而且还是珍贵优质阔叶用材造林树种(阮传成等，1995)。自20世纪60年代以来，福建和广东等南方省区已营建了上万公顷的木荷人工林，但受地理气候因子、立地条件和营林措施等不同因素影响，各地木荷人工造林的成效差异显著。为总结木荷人工林的成功培育技术措施，本文在木荷主产区即营造有较大面积木荷人工林的福建省建瓯市，选择不同林龄、不同立地条件和不同栽种模式的木荷人工林，系统研究木荷人工林生长和木材基本密度的变异规律及林龄、立地条件和栽种模式等对其的影响，以期为木荷人工造林及其优质干材培育提供科学理论依据。

试验材料来自福建省建瓯市林业局于1968—1997年间营造的木荷纯林和木荷/杉木混交林。福建省建瓯市地处福建省北部(117°58'45″—118°57'11″E，26°38'54″—27°20'26″N)，武夷山脉东南面，鹫峰山脉北侧，属中亚热带海洋性季风气候，年均温19.3℃，1月均温8℃，7月均温28.5℃，降雨量1 600~1 800 mm，日照1 612 h，无霜期286天，相对湿度81%。造林地皆为低山丘陵，土壤为山地红壤，肥力中等以上，土层厚80~100 cm。按林龄、立地条件和混交比例的不同，选取8片木荷人工林设立20 m×20 m调查样地，其中4片为人工纯林(1，2，4和5号)、4片为荷杉混交林(8，9，10和14号)，其林分密度在2 500~2 600株·hm^-2间。在各林分的阳坡分别设立下坡和中坡2个样地，此外在造林面积较大的5号林分的阴坡下部、8号林分的阴坡中部，各设立1个与其阳坡样地坡位相同的阴坡样地。各样地的造林生境条件等见表 1。

表 1 木荷纯林及混交林造林地概况 Tab.1 The general site situation about pure and mixed stands of S.superba

表 1 木荷纯林及混交林造林地概况 Tab.1 The general site situation about pure and mixed stands of S.superba

在所设样地内，随机选取50株样木，每木量测树高、胸径、冠幅、树干通直度(按通直、较通直、一般、弯曲、严重弯曲5级，分数越高越通直)、树干圆满度(用树干2 m处直径与胸径之比表示)、分枝性状(一级活侧枝数、最大侧枝角度)、分叉干特性(数目、高度)等指标。同时在每木胸高处上坡方位用5 mm直径的生长锥钻取由髓心至树皮的无疵木芯，对所取的木芯自髓心向外每5个年轮切成一段，分别量测各年轮段的年轮宽度(W_i)，并用最大含水量法(Smith，1954)测定每年轮段的木材基本密度(D_i)。利用各年轮段宽度测定值(W_i)估算其所代表的年轮段面积(A_i)，进而计算每根木芯的加权平均基本密度= Σ A_iD_i /Σ A_i。

采用SAS / TTEST软件进行t检验，验证坡向、坡位、混交对木荷人工林生长和木材基本密度影响的显著性。数据分析时，树干通直度、分枝数的数值经槡数据转换，树干圆满度数值经反正弦数据转换。

选取具有代表性的5号木荷纯林的阳坡和阴坡，及8号混交林的半阳坡和阴坡的2组样地进行t检验，结果表明坡向是影响木荷人工林生长的重要环境因子，但坡向对木材基本密度的影响却较小(表 2)。木荷是喜光且有一定耐阴能力的适应性较强的优良乡土阔叶树种，在5号木荷纯林中，阳坡因光照充足而促进了木荷树高和分枝的生长，其树高、冠幅、最大侧枝角度和枝下高分别较阴坡提高了7.39%，17.93%，26.33%和14.69%，此外阳坡木荷的干形也得到一定改善，通直度较高; 较之于阳坡，阴坡的土壤水肥条件相对较好而有利于木荷的胸径生长，阴坡木荷的平均胸径较阳坡增大了10.62%。对于8号荷杉混交林，混交经营改善了林木的生境条件，导致半阳坡与阴坡间的木荷生长差异减小，除半阳坡木荷的冠幅和最大侧枝角度高于阴坡，及树干圆满度和枝下高低于阴坡外，其他性状在半阳坡和阴坡间的差异均不显著。

表 2 不同坡向木荷人工林生长和木材基本密度表现^① Tab.2 The difference of growth and wood basic density in different slope direction of S.superba plantation

表 2 不同坡向木荷人工林生长和木材基本密度表现① Tab.2 The difference of growth and wood basic density in different slope direction of S.superba plantation

表 3结果表明:木荷纯林或混交林下坡林木的生长皆显著优于中坡林木。下坡土层深厚，水肥条件较好，其平均胸径、树高和冠幅分别较中坡提高了10.03%~29.49%，5.05%~28.59%和7.31%~18.45%，树干通直度也有一定的改善。然而因下坡立地的光照强度弱于中坡，结果下坡木荷的最大侧枝角度和一级侧枝数分别比中坡减小了4.64%~45.72%和2.33%~28.46%。此外木荷纯林中，由于下坡树木为了充分利用林内光照，分枝趋低，与中坡树木的枝下高差异显著，分别比中坡降低22.07%和14.20%。从表 3中还可看出:对于林龄较小的10号荷杉混交林，中坡木荷的木材基本密度明显高于下坡(高出3.95%)，而其他林分的木材基本密度在中坡和下坡间差异不显著。树干圆满度在不同坡位间的变化规律不明显，如2号纯林下坡的树干圆满度大于中坡，而8号混交林则相反。

表 3 不同坡位木荷人工林生长和木材基本密度表现 Tab.3 The difference of growth and wood basic density in different slope position of S.superba plantation

表 3 不同坡位木荷人工林生长和木材基本密度表现 Tab.3 The difference of growth and wood basic density in different slope position of S.superba plantation

选取立地条件相似、林龄一致的2号纯林和10号混交林(荷杉比为1:3) 及14号(荷杉比为3:7) 和9号(荷杉比为1:3) 混交林的2组林分样地进行t检验。表 4结果表明:木荷按一定比例与杉木混交有利于木荷个体的生长，如从木荷纯林至荷杉比为1:3的混交林，或荷杉比从3:7至1:3，木荷平均胸径、树高、冠幅和枝下高增加了10.32%~39.19%，这意味着在生产上应提倡按适当比例营建荷杉混交林，有利于形成良好的种间结构和生境条件，与杉木混交对木荷的树干通直度的影响也达到显著性水平。虽然按一定比例与杉木混交有利于木荷个体的生长，但其树干通直度却有所降低。木荷树干圆满度在2组林分样地间差异不显著，说明木荷具有树干圆满的特性，混交育林对其影响较小。此外，未观测到木荷一级侧枝数、最大侧枝角和木材基本密度在2组林分间的变化存在明显规律性。

表 4 混交造林和混交比例对木荷生长和木材基本密度的影响 Tab.4 The effect of mixed forestation and proportion on growth and wood basic density of S.superba

表 4 混交造林和混交比例对木荷生长和木材基本密度的影响 Tab.4 The effect of mixed forestation and proportion on growth and wood basic density of S.superba

包括木荷在内的一些阔叶树种，易形成多个分叉干从而影响植株生长和优质干材形成。分别估算不同坡位、坡向及林分类型样地的分叉干率，并将所有样地的上坡和下坡、5号和8号样地的阴坡和阳坡，及林龄相近的纯林(2号)、混交林(9号和10号)分别归为2组，计算其分叉干率均值。结果(表 5)表明:木荷人工林的分叉干率在22.50%~35.75%间，以1叉干为主，而2叉干和多叉干的比例较小，且分叉干多发生在植株的较低部位(17.00%~28.00%)，较高部位(大于0.5 m)分叉干发生的几率很小(2.00%~7.50%)，这有异于乳源木莲(Manglietia yuyuanensis)分叉干多发生在较高部位(谢芳，2003)。比较不同生境条件下木荷人工林的分叉干率(表 5)可以看出:地处下坡和阳坡及与杉木混交时木荷分叉干率相对较低，其中坡位对木荷分叉干形成的影响较大，如地处下坡的木荷分叉干率为27.75%，较中坡的分叉干率35.75%降低了28.83%。与坡位比较，坡向对木荷分叉干形成的影响较小，阳坡的分叉干率(22.50%)仅比阴坡(24.00%)低6.67%。这一结果说明木荷分叉干的形成与其生境条件有关，在立地条件好的生境中分叉干率较低。表 5结果还显示:木荷与杉木混交后因生境条件得到改善，其分叉干率也明显降低，如在荷杉比例为1:3的混交林中，木荷的分叉干率为28.00%，较木荷纯林(33.00%)降低了5个百分点。

表 5 木荷侧枝形成分叉特性 Tab.5 Characteristics of stem forking(SF) by branch formed of S.superba

表 5 木荷侧枝形成分叉特性 Tab.5 Characteristics of stem forking(SF) by branch formed of S.superba

选择林龄较大的1号(42年生)和4号(20年生)木荷纯林及8号荷杉混交林(20年生)来研究木荷人工林年轮宽度和木材基本密度的径向变异规律。图 1结果表明:木荷人工林木材基本密度的径向变异符合Panshin等(1980)所述的第Ⅲ种类型，即由髓心向树皮大体呈逐渐减小的趋势。如42年生的1号木荷人工纯林其木材基本密度在髓心处最大，5~20年间逐渐下降，20年以后趋于平缓，30~35年间达到最低，35年以后又略有增加。与1号林分比较，4号和8号林分的木荷径生长速率明显较高，结果其木材基本密度不仅较低(同一年轮段至少低2.44%)，而且由髓心向树皮的降幅也较大，这意味着木荷人工林木材基本密度的径向变异明显受到径生长速率的影响。木荷人工林年轮宽度径向变异规律与木材基本密度有所差异，即由髓心向树皮先增大后减小，5~15年为木荷人工林径生长的速生期，年轮最宽，其后年轮逐渐变窄(图 2)。类似于木材基本密度，速生的4号和8号林分其木荷年轮宽度达到最大值后下降的幅度明显地大于1号林分。

图 1 木荷人工林分木材基本密度的径向变异 Figure 1 The radial variation of wood basic density in artificial stands of S.superba

图 2 木荷人工林分木材年轮宽度的径向变异 Figure 2 The radial variation of ring width in artificial stands of S.superba

与松杉等针叶造林树种比较，阔叶树种对立地生境条件更为敏感。虽然木荷是适应性相对较强的阔叶树种，但仍发现立地生境条件对其生长影响显著(周志春等，2006)，因此选择适应的立地生境条件及实施科学的混交造林对木荷优质工艺用材林的培育意义重大。本文研究表明:坡向和坡位对木荷生长和干形影响显著，但对木材基本密度影响较小。相对于阴坡和中坡，来自阳坡和下坡的木荷其树冠浓密、树高和冠幅生长量较大，干形略有改善，但阴坡因土壤水湿条件较好而有利于木荷的胸径生长。科学的针阔混交有利于树种间理想空间结构的形成和生境条件的改善进而提高林分的生产力(李振问，1997; 曹汉洋等，2000; Piotto et al., 2003; 段文标，2008)。木荷是杉木理想的混交树种(林思祖，2004)，与杉木适当比例的混交将明显增大木荷的胸径、树高、冠幅等，干形也有明显改善，如从木荷纯林至荷杉比为1:3的混交林，或荷杉比从3:7至1:3，木荷平均胸径分别增加了13.83%和31.30%，平均树高分别增加了23.98%和13.84%。此外，混交经营还改善了木荷人工林的生境条件(刘其文，2008)，使其在不同坡向和坡位间的生长和木材基本密度的差异有所缩小。因此要实现木荷工艺用材林速生优质的培育目标，应选择水肥、光照条件较好的阳坡和下坡林地进行造林，若立地条件中等，还应提倡与杉木等混交造林，但木荷混交的比例不宜过大，否则易造成种间关系失衡，难以达到理想的造林效果。

分叉干作为一些针阔叶树种固有的遗传特性，在不同的生境和栽培条件下表现不同(张海涛等，2000)。如红松(Pinus koraiensis)人工林在450株·hm^-2这样较稀的林分密度下分叉干率高达69.03%，但林分密度增至960株·hm^-2时分叉干率仅为3.75% (张经一等，2000)。与红松(张经一等，2000)和马褂木(Liriodendron chinense) (李建民，2001)等比较，木荷人工林分叉干率相对较小，变化在22.50%~35.75%间，且多为0.5 m以下的1叉干，这与马褂木多为2~3个分叉干，甚至多达5个分叉干明显不同。试验观测到，坡位对木荷分叉干的形成影响较大，而坡向的影响则较小，地处阳坡和下坡的木荷纯林及荷杉比为1:3的混交林中的木荷分叉干发生的几率相对较小。在水肥条件较好的下坡及光照充足的阳坡，木荷顶端优势较强，有利于主干的高生长而抑制了侧枝形成分叉干，方春子等(2000)对红松人工林的研究也证实了这一结果。在与杉木混交造林时，木荷为竞争有限的营养生长空间，主干生长加快而制约了分叉干的发生。黄茂根(2008)在对乳源木莲与杉木混交林研究时也发现乳源木莲分叉干发生率也明显减小。因此选择良好的立地条件、进行合理的混交经营及加强幼林的抹芽除萌，可有效降低木荷分叉干形成的几率以培育优质干材。

Panshin等(1980)总结指出木材变异性主要来自遗传、环境(包括栽培措施)和年龄3种因素。本文试验表明，不管是20年生还是42年生的木荷人工林，其木材基本密度的径向变异皆呈现由髓心向树皮逐渐减小的趋势，与作者对木荷天然林的研究结果一致(王秀花等，2011)，也与刺楸(Kolopanax septemlobus) (刘盛全，1996)和西班牙栎(Quercus falcata) (Hamilton，1961)等硬阔叶类树种的木材密度径向变异模式大体一致，这与木荷近髓心部分抽提物含量较高有关(周志春等，2003)。此外，木荷人工林木材基本密度由髓心向树皮下降的速度还随着径生长量的增加而加快。年轮宽度的径向变异规律与木材基本密度则有所不同，由髓心向树皮先增大后减小。据对生长相对较慢的42年生1号木荷人工林的研究结果表明:在20年生左右其木材基本密度和年轮宽度开始明显减小，在35~40年间达到最小值。据此可通过加强木荷人工中龄林的间伐抚育，促进中后期的径生长从而提高其木材的径向均一性。