Growth process and heartwood formation for planted teak (Tectona grandis) in South China

97-116

Artikel aus einer Zeitschrift

200209902

Austrian Journal of Forest Science 2022, 139(2): ONLINE ONLY ; Jrg. 139 ; 2 (2022) , 97-116

Keywords: Tectona grandis L. f., dominant tree, stem analysis, growth process, heartwood, sapwood, allometry, monitoring
Schlüsselbegriffe: Tectona grandis, Mittelstamm, Stammanalyse, Baumwachstum, Kernholz, Splintholz, Allometrie, Monitoring
Tree growth processes and heartwood formation characteristics of teak (Tectona grandis L. f.) are important for the efficient management of teak plantations. We analyzed the stems of 17 dominant trees from 31- and 32-years old stands in Guangxi, South China. We measured annual increment, heartwood and sapwood dimensions for each disc on average 13 stem discs per tree (total 226 discs). Four function types (Weibull, Richards, Logistic and Gompertz) were used for testing their performance in reproducing diameter at breast, height and individual volume increment. The results showed that, both current annual increments of diameter at breast height under bark and the tree height showed similar growth trends with tree age. They increased in the first several years after planted and then decreased with tree age. The increasing current annual increment of tree height lasted a longer time than that of increase of diameter at breast height, and tree height growth had a higher variability and sensitivity. The teak has not reached the maximum mean annual increment of individual volume at 31- and 32-years old. The optimal growth fitting equations for DBH under bark, height and individual volume under bark of teak were Weibull (R2 = 0.9074), Gompertz (R2 = 0.9090) and Gompertz (R2 = 0.8019), respectively. The maximum sizes of dominant tree DBH under bark, height and individual volume under bark with the existing stand density were 39.3 cm, 23.2 m and 1.18 m3, respectively. The diameters of xylem and heartwood and sapwood width at different heights showed the same trend as their ring numbers; the sapwood width below 22 m was stable, and decreased gradually above 22 m. The area of heartwood was larger than sapwood at the lower stem section (< 10 m), but smaller at the upper stem section (> 10 m). There was a significant positive correlation between the number of heartwood rings and
xylem age and also between diameter of heartwood and xylem diameter (p < 0.01). The rate of heartwood formation was 0.94 and the initial age and diameter of heartwood formation were 7 years old and 5.31 cm, respectively. The rate of transformation from sapwood to heartwood was 0.96 cm·yr-1. The results provided guidance for forest management and timber harvesting to maximize the plantation profits from the viewpoints of tree growth process and heartwood formation at local as well as in the main distribution zones of teak in south China.
Baumwachstum und die Bildung von Kernholz sind wichtig für eine erfolgreiche und effiziente Bewirtschaftung von Teak Plantagen Teak (Tectona grandis L. F.). Hier analysierten wir 17 Probestämme von 31- und 32-jährigen Beständen in Gungxi im Süden Chinas. Wir haben den jährlichen Zuwachs (Durchmesser, Baumhöhe) sowie Kernholz
und Splintholzanteile für 13 Stammscheiben pro Baum gemessen (insgesamt 226 Scheiben). Für die Modellierung von Brusthöhendurchmesser, Baumhöhe und Volumenzuwachs wurden vier Funktionstypen (Weibull, Richards, Logistic und Gompertz) getestet. Unsere Ergebnisse zeigen, dass der Zuwachs von Durchmesser unter Rinde und Baumhöhe ähnlichen Mustern folgt und an das Baumalter gekoppelt ist. In den ersten Jahren nahmen Durchmesser und Baumhöhe zu, während es zu einem nachlassenden Wachstum ab etwa 25 Jahren kam. Das Höhenwachstum hielt dabei länger an als das Durchmesserwachstum, zeichnete sich aber durch hohe Variabilität aus. Der hier untersuchte Teak-Bestand hat im Alter von 31 bzw. 32 Jahren noch nicht den maximale mittleren Volumenzuwachs erreicht. Die am besten geeigneten Funktionen für Durchmesser, Baumhöhe und Volumen waren Weibull (R2 = 0.907), Gompertz (R2 = 0.909) and Gompertz (R2 = 0.802). Die größten gemessenen Werte waren 39,3 cm Brusthöhendurchmesser, 23,2 m Baumhöhe und 1,18 m3 Stammvolumen. Die Durchmesser des Xylems, der Kernholz- und Splintholzbreite zeigten dieselben Trends wie die Jahrringanzahl, wobei die Splintholzbreite unter 22 m Höhe stabil war und darüber abnahm. Der Anteil des Kernholzes war entsprechend größer als der Anteil
des Splintholzes in den unteren Stammabschnitten bis < 10 m und geringer darüber. Wir haben einen signifikanten Zusammenhang (p < 0.01) zwischen der Anzahl der Kernholzjahrringe und der Jahrringanzahl sowie zwischen Kernholzbreite und Xylembreite beobachtet. Ab einem Alter von 7 Jahren kam es zu Kernholzbildung bei einem durchschnittlichen Brusthöhendurchmesser von 5,3 cm. Die Umwandlung von Splintholz in Kernholz lag bei durchschnittlich 0,96 cm pro Jahr. Diese Studie gibt Hinweise für Bewirtschaftung und Ernte mit dem Ziel der Profitmaximierung für Teak-Plantagen unter Berücksichtigung der Wachstumsprozesse und Kernholzbildung
für das Hauptverbreitungsgebiet von Teak-Plantagen im Süden Chinas.