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梁山慈竹结构调整研究



全 文 :文章编号:1001 - 4829(2013)04 - 1649 - 05
收稿日期:2013 - 01 - 10
基金项目:“十二五”国家科技支撑课题(2012BAD23B04) ;林
业公益性行业科研专项(201104021)
作者简介:刘广路(1975 -) ,男,博士,副研究员,主要从事竹
林培育和竹林生态方面的研究,E-mail:liuguanglu@ icbr. ac. cn,
* 为通讯作者。
梁山慈竹结构调整研究
刘广路,范少辉* ,苏文会,蔡春菊,张大鹏
(国际竹藤中心 竹藤科学与技术重点实验室,北京 100102)
摘 要:以梁山慈竹为研究对象,开展了年龄结构、留养母竹株数、母竹大小和基株密度对梁山慈竹生长特征的影响研究。结果表
明:梁山慈竹结构特征对新竹胸径增长率、繁殖率和生物量增长率有重要的影响。其中,在年龄结构 1 ~ 2 级具有较大的胸径增长
率、繁殖率和生物量增长率;梁山慈竹留养 3 ~ 4 株 /丛母竹具有最大的繁殖率和生物量增长效率,较大的胸径增长率;梁山慈竹留
养母竹平均胸径在 4. 30 cm具有最高的繁殖率和生物量增长率,较大的胸径增长率;梁山慈竹基株密度在 889 ~ 1550 丛 /hm2 时胸
径增长率较大,在 889 丛 /hm2 时繁殖率和生物量增长率达到最大值;分株密度 5333 株 /hm2 时繁殖率和生物量增长率达到最大。
梁山慈竹合理结构模式为:基株密度 889 ~ 1550 丛 /hm2,单株密度 5333 株 /hm2,每丛留养母竹 3 ~ 4 株,平均胸径 4. 30 cm,年龄结
构为 1 年生竹︰ 2 年及 2 年生比例小于 1. 49。
关键词:梁山慈竹;结构调整;生长特征
中图分类号:S715. 2 文献标识码:A
Study on Structural Adjustment of Dendrocalamus farinosus Forest
LIU Guang-lu,FAN Shao-hui* ,SU Wen-hui,CAI Chun-ju,ZHANG Da-peng
(International Centre for Bamboo and Rattan,Key Laboratory of Bamboo and Rattan,Beijing 100102,China)
Abstract:In this paper,taken Dendrocalamus farinosus as tested objects,the effects of the different age classes,mother bamboo number,
mother bamboo’s DBH and bamboo density of Dendrocalamus farinosus on its growth characteristics were studied in Changning county of Si-
chuan province. The result showed that the DBH growth rate,reproductive rate and biomass growth rate of D. farinosus were affected by its
stand structures,of which the DBH growth rate,reproductive rate and biomass growth rate of D. farinosus were higher from 1 to 2 age class.
The reproductive rate and biomass growth rate of D. farinosus were the highest with 3 - 4 mother bamboos,and the DBH growth rate was
higher. The reproductive rate and biomass growth rate of D. farinosus were the highest with 4. 3 cm of mother bamboo’s DBH,and the DBH
growth rate was higher. The DBH growth rate of D. farinosus was higher with the genets density from 889 to 1550 clump per hectare,and the
reproductive rate and biomass growth rate were the highest with 889 clump per hectare. The reproductive rate and biomass growth rate of D.
farinosus were the highest with 5333 trees per hectare. The recommended reasonable structure mode:the genet density of D. farinosus was
from 889 to 1550 clump per hectare,the ramets density of D. farinosus was 5333 trees per hectare,3 - 4 trees per hectare mother bamboo,
age structure was 0 - 1. 49,and the average DBH was 4. 30 cm.
Key words:Dendrocalamus farinosus;Structural adjustment;Growth characteristics
竹林是我国重要的森林资源类型之一,现有竹
林面积 538. 10 万公顷,竹子具有生长快、产量高、强
度大、纤维性能好等特点,是优良的可持续发展资
源。梁山慈竹(Dendrocalamus farinosus)是一种重要
合轴丛生型笋材两用经济竹种[1 ~ 2]。主要生长于四
川、贵州、云南西北部,为中北亚热带竹种,是丛生竹
中耐瘠薄、耐寒性较强的竹种,是四川南部重要的乡
土竹种之一,具有产量高、适宜造纸、编制、笋用和抗
病性高的优点而大量种植[3 ~ 4]。随着退耕还林工程
的实施以及对纸浆材料需求的不断增长,在川南地
区梁山慈竹作为当地重要的退耕竹种和生态建设竹
种,得到了广泛的应用和推广,但是新造梁山慈竹林
存在着“重造轻管”、“经验采伐”等问题,开展梁山
慈竹经营管理技术研究是提高生产力的重要手段。
结构调整作为经营管理的重要组成部分,具有省时、
9461
2013 年 26 卷 4 期
Vol. 26 No. 4
西 南 农 业 学 报
Southwest China Journal of Agricultural Sciences
省力,简便易行等特点,在丛生竹经营管理中具有重
要地位。我国有关竹林结构调整的研究以毛竹林的
研究最为系统,早在 20 世纪 80 年代就提出了“纯、
密、匀、齐、壮、大”丰产结构方针[5],但是毛竹林合
理结构随经营目的、经营措施、立地条件的不同而不
同,在确定竹林合理结构时尚无法有一个确切的量
化指标[6]。丛生竹结构调整研究中,主要集中在经
济效益较高的笋用林上,对绿竹林丰产密度[7 ~ 8]、年
龄结构和每丛留养母竹数都做了较多研究,1 ~ 2 龄
立竹比例 1∶ 1[8]、3. 5∶ 1[9]、1. 5 ~ 2∶ 1[10]等不同的结
论,绿竹留养株数的研究结果中也存在着每丛 4 ~
15 株[9,11 ~ 13]等差异较大的研究成果,反映了林分结
构根据经营目标、立地条件不同而不同。针对不同
地区、不同经营目标、不同种类丛生竹的竹种开展竹
林结构调整研究十分必要。周益权等通过对丛生竹
不同年龄母竹和各笋目位置的出笋率、成竹率、新竹
相对生长率的研究,提出通过“抹目”、“疏芽”提高
竹林生产力和竹材产量,为丛生竹纸浆林生产经营
提供了新颖的经营思路[14 ~ 15],但是“抹目”、“疏芽”
等手段技术要求高,且不易实施。开展梁山慈竹留
养母竹年龄结构、株数、大小及单位面积竹丛数对梁
山慈竹生长的影响,可以为梁山慈竹实现科学结构
调整提供理论和实践依据。
1 试验地概况
研究地点位于丛生竹资源分布较为丰富的四川
省长宁县。地理位置:东经 l04°4412 ~ l05°07
28,北纬 28°1509 ~ 28°2607。属于典型的中
亚热带湿润性季风气候,温暖湿润,年均气温 18. 3
℃,最冷月(1 月份)平均气温 8. 2 ℃,极端低温 - 4.
2 ℃,最热月(7 月)平均气温 27. 3 ℃,极端高温 40.
7 ℃,≥10 ℃的积温 5970 ℃;年均降雨量 1114. 2
mm,年均蒸发量 1101. 3 mm,年均空气相对湿度 83
%,日照时数 1148 h,无霜期达 350 d 以上。地貌以
中低山地和丘陵为主,由于受地形地貌影响,区域气
候垂直变化较明显。植被覆盖率 42 %,以毛竹
(Phyllostachys edulis)、苦竹(Pleibolastus amarus)为
主,还有梁山慈竹(Dendrocalamus farinosus)、慈竹、
硬头黄竹等,近年引种了较大面积的撑绿竹。
2 材料与方法
2. 1 实验地设置及调查
在四川省长宁县梅硐镇以梁山慈竹为对象,选
择立地条件基本一致的丛生竹林设置实验样地,样
地规格为 10 m × 20 m,共设置 5 次重复,相邻样地
之间设置 3 m左右的缓冲带,并将样地内每丛竹编
号,每株竹秆用红漆进行标识。设置好标准地以后,
调查并记录各样地的经度、纬度、海拔、坡向、坡位、
坡度、经营状况等基本情况。梁山慈竹林为 2009 年
新造林地,土壤基本状况:土壤容重 1. 28 g·cm -3,
pH 4. 39,有机质含量 16. 91 g·kg -1,土层厚度 65 ~
75 cm,土壤湿润。
2011 年 3 月,对样地内竹株进行每株调查,记
录其胸径、年龄、秆高等基本情况。在 2011 年 5 月
至 2011 年 11 月,每 15 d 调查出笋成竹情况,记录
每株新成竹的胸径和株高等。
2. 2 生物量调查
在试验林内选取生长良好、无病虫害的竹丛 5
丛,作为标准竹丛测定生物量。在竹丛内抽取不同
年龄、不同胸径的梁山慈竹 16 株作为标准竹,进行
测试分析。将选取的竹株从秆基处锯断,去枝叶后
测量竹秆地径、胸径、全长,然后分别取下枝、叶,立
即测定枝、叶、秆鲜重。同时取枝、叶和秆各 500 g,
带回实验室置于 85 ℃烘箱内烘干至恒重,冷却后称
取干重,计算含水率,计算整株生物量。根据样地中
样丛的年龄和胸径状况推算实验竹丛的生物量。
2. 3 数据处理与分析
根据胸径的大小,按每 0. 5 cm 一个径级,进行
分级,对每个径级竹株计算加权平均值,作为平均胸
径,具体分级见表 1。
年龄结构公式为 Sa = N1 /N,无量纲。其中,Sa
为年龄结构,N为 2 年及 2 年以上母竹数量,N1 为 1
年生母竹数量。为了便于数据比较分析,本研究按
不同的年龄结构值将梁山慈竹年龄结构划分为 6
级,具体对应值见表 2。
繁殖率公式:R = Ns /Nm,无量纲。其中,R 为繁
殖率,Nm 为母竹株数,Ns 为成竹数。
退笋率公式:D = Nd /Na,无量纲。其中,D 为退
笋率,Nd 为退笋数,Na 为出笋数。
生物量增长率公式:B = Bn /Bo,无量纲。其中,
Bn 为新成竹生物量,Bo 为母竹生物量。
表 1 胸径分级
Table 1 Classification of DBH
级 别 Class 1 2 3 4
梁山慈竹 3. 5 ~ 4. 0 4. 0 ~ 4. 5 4. 5 ~ 5. 0 5. 0 ~
平均值(cm) 3. 76 4. 30 4. 70 5. 32
表 2 年龄分级
Table 2 Classification of bamboo age
级 别 Class 1 2 3 4 5 6
梁山慈竹 < 1. 00 1. 00 ~1. 49
1. 50 ~
1. 99
2. 00 ~
2. 49
2. 50 ~
3. 00 > 3
0561 西 南 农 业 学 报 26 卷
试验数据在 Excel 2010 软件中进行整理和作
图,描述性分析用 SPSS13. 0 软件完成。
3 结果与分析
3. 1 梁山慈竹的合理年龄结构
胸径增长率随着龄级的增加而降低,年龄结构
1 ~ 2 级具有较大的胸径增长率,在 0. 25 ~ 0. 40 之
间(图 1) ,留养适当比例的 2 年以 2 年以上母竹是
保证梁山慈竹胸径增长率的重要保证。繁殖率随着
龄级的增大呈先上升后下降的趋势,其中年龄结构
1 ~ 2 级繁殖率较高,为 0. 59 ~ 0. 73,其中 2 级年龄
结构为 0. 73(图 2)。生物量增长率的变化趋势与
胸径增长率的变化趋势相似,1 ~ 2 龄级具有较大的
生物量增长率,在 1. 08 ~ 1. 14 之间(图 3)。梁山慈
竹母竹留养 1 年生竹︰ 2 年及 2 年生比例小于 1. 49
为宜,即如果有 2 株 2 年及 2 年生母竹,1 年生母竹
数量不应超过 3 株。
3. 2 梁山慈竹母竹留养株数
梁山慈竹胸径增长率、繁殖率和生物量增长率
随着留养母竹株数的增多,表现出先上升后下降的
趋势(图 4 ~ 6)。其中,不同留养母竹株数的胸径增
长率的排列顺序为 3(0. 41)> 2(0. 31)> 5 = 8(0.
23)> 6 = 7(0. 21)> 4(0. 15) ,留养 2 ~ 3 株母竹具
有较大的胸径增长率 0. 31 ~ 0. 41;不同留养母竹株
数的繁殖率变化趋势虽然与胸径增长率相同,但是
繁殖率出现峰值与胸径增长率不同,留养 4 株母竹
的繁殖率最高为 0. 89;生物量增长率峰值出现规律
与胸径增长率相同,但是变化幅度不同,留养母竹 3
~ 4 株生物量增长率较大,为 1. 09 ~ 1. 30。综合不
同指标的变化趋势,梁山慈竹留养 3 ~ 4 株母竹具有
最大的繁殖率和生物量增长效率。
15614 期 刘广路等:梁山慈竹结构调整研究
3. 3 梁山慈竹留养母竹胸径
梁山慈竹胸径增长率随着留养母竹平均胸径的
增大而降低,母竹平均胸径 3. 67 cm 时胸径增长率
最高,为 0. 31(图 7) ;繁殖率随着母竹胸径的增加
呈先上升后下降的趋势,母竹胸径 4. 30 cm 时,繁殖
率最大为 0. 73(图 8) ;生物量增长率在径级 3. 67 ~
4. 30 cm时较大,在 1. 00 ~ 1. 03 之间(图 9)。梁山
慈竹母竹平均胸径较小时有较大的胸径和生物量增
长率,可能和其较低的初始值有关,反映了造林 3 年
梁山慈竹种群处于正向演替阶段,胸径和生物量处
于快速增加时段。母竹平均胸径 4. 30 cm时较大的
繁殖率,为梁山慈竹合理留养母竹提供依据。
3. 4 梁山慈竹的合理竹林密度
梁山慈竹胸径增长率随着单位面积竹丛数的增
加呈增加趋势,其中在 889 ~ 1550 丛 /hm2 时胸径增
长率较大,平均增长率为 0. 37。繁殖率和生物量增
长率随着单位面积竹丛数的增加呈现先上升后下降
的趋势,其中在 889 丛 /hm2 时,繁殖率和生物量增
长率达到最大值,分别为 1. 08 和 1. 55(图 10)。反
映了梁山慈竹只有在合理的密度下,才具有最佳繁
殖率和生物量增长率,并非密度越低或者越高越好。
梁山慈竹胸径增长率随着单位面积单株数的增加变
化不明显,繁殖率和生物量增长率随着单株立竹数
的增加呈下降的趋势,其中在单株立竹密度 5333
株 /hm2 时达到最大值(图 11)。
4 结论与讨论
竹林密度、年龄结构、胸径分布对梁山慈竹的生
长有重要影响。梁山慈竹在基株密度 889 ~ 1550
丛 /hm2,单株密度 5333 株 /hm2,每丛留养母竹 3 ~ 4
株,平均胸径 4. 30 cm,年龄结构为 1 年生竹:2 年及
2 年生比例小于 1. 49 时,具有较大的繁殖率和生物
量增长率,可以作为梁山慈竹结构调整的依据和方
向。
合理的竹林密度可以充分利用太阳能[16],提高
竹林单位面积产量。丛生竹有两个层次的构件性,
2561 西 南 农 业 学 报 26 卷
一个层次是分株(单株) ,另一个层次是由相互连接
的分株组成的基株(竹丛)[17],梁山慈竹立竹密度也
包括基株密度和分株密度。本研究中胸径增长率与
繁殖率、生物量增长率最佳基株密度不一致,应根据
经营目标,确定基株密度。本文中单株密度 5333
株 /hm2 时,梁山慈竹繁殖率和生物量增长率最高。
随着密度的增大,单株对资源的竞争愈发激烈,保留
合理密度的单株是保证梁山慈竹繁殖率和生物量增
长率的有效手段。在有关毛竹的研究中,也发现在
光是限制因子时,随着立竹密度的不断增加,出生率
逐渐减小、死亡率逐渐增加[18]。
留养母竹胸径并非越大越好,本研究中母竹平
均胸径在 4. 30 cm 时,梁山慈竹的繁殖率和生物量
增长率最大。植物的大小是衡量植物繁殖与某些关
键资源的积累或是一些表征资源充足与否的重要指
标[19],在植物生活史中,生长、繁殖等功能对有限的
资源始终存在竞争。梁山慈竹母竹径级增大,可能
会分配更多资源用于生长而不是繁殖。
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35614 期 刘广路等:梁山慈竹结构调整研究