全 文 ：第 26卷　第 3期 中　南　林　学　院　学　报 Vol. 26　 No. 3
　 2006年 6月 JOU RN AL OF CENT RAL SOUT H FO RESTRY UNIV ERSITY Jun. 2006　

[文章编号 ] 1000- 2502( 2006) 03- 0011- 04
湖南衡阳紫色页岩地区芦竹生物量的动态规律
薛　萍 1 ,汪晓萍 2 ,李锡泉 3
( 1.湖南省林业科技推广总站 ,湖南长沙 410007; 2.湖南省林业厅 ,湖南 长沙 410007; 3.湖南省林科院 ,湖南 长沙 410004)
[摘　要 ]　对湖南衡阳紫色页岩水土流失较为严重地区引种成功植物芦竹的生物量进行了 5年的观测 .结果表明:随着年龄的增
长 ,芦竹单丛生物量从 l年的 0. 143 kg增加到 5年的 3. 95 kg, 5年生芦竹的总生物量为 17. 78 t· hm- 2;其中 ,杆生物量占总生物量的
比例呈明显增加的趋势 ,叶生物量的比例呈下降趋势 ,根茎生物量的比例较为稳定 ,须根生物量的比例呈下降趋势 ;根系生物量占总
生物量的比例较大 ,占 21. 01%～ 44. 06% ;施肥后芦竹单丛分蘖根数增加 214% ,平均高增加 210% ,平均地径增加 119% ;采用芦竹茎
杆基部、长为 4节、 3年生、苗杆倾斜 45°、 100 mg /k gGGR组合的栽培技术 ,芦竹成活率最高 ,生长最好 .研究结果为紫色页岩地区植被
恢复和芦竹栽培提供科学依据 .
[关键词 ]　紫色页岩地区 ;芦竹 ;生物量 ;生长量 ;栽培技术
[中图分类号 ]　 S714. 7; S718. 55+ 6　　　　 [文献标识码 ]　 A
Biomass Dynamics of Aundp donax Linn. Growing on the
Purple Shale Areas in Hengyang, Hunan Province
XU E Ping
1
, WANG Xiao-ping
2
, L I Xi-quan
3
( 1. Th e General Ex tension Station of Hunan Province for Forest ry Science and Tech nology, Changsha 410007, Hunan, China;
2. Fores t ry Department of Hunan Province, Ch angsha 410007, Hunan, China;
3. Forest ry Acad emy of Hunan Province, Ch ang sha 410007, Hunan, China)
Abstract: The biomass d ynamics of Aundp donax Linn. int roduced success ful ly in th e pu rple sh ale areas in Heng yang , Hunan
Province w as inv es tigated for 5 years. The resul ts show that individual plant biomas s increas ed f rom 0. 143 kg at 1-year-old to 3. 95
kg at 5-year-old , and th e total biomass at 5-year-old w as 17. 78 t· hm- 2. Th e propor tion of s tem biomass increased whi le th at of leaf
and f ine root declined wi th th e age and th e p ropor tion of coars e root remained stab le. How ever, root biomass accoun ted fo r a large
proportion of th e total, being 21. 01% ～ 44. 06% . This resul t i s consis ten t w i th th e ph enomenon th at Aundp donax Linn. maintained
i t s grow th th rough perforat ing nut rien t space under the st ress of d eficiency in soil nut rient and w ater. Fer tili zation increas ed til lers by
214% , av erage height by 210% and basal diameter b y 119% . The plan ting technique w ith basal s tem, 4 s ection s in s tem, 45°ang le
v ert icalplan ting , application of 100 mg· kg- 1 GGR and using 53-year-old seedling could facili tate th e survival and grow th of Aundp
donax Linn. . Th e s tudy wi ll provide a s cienti fic basi s for veg etation restoration and A undp donax Linn. cul tivation.
Key words: pu rple shale areas; A undp donax Linn; biomass; grow th; planting tech nique
芦竹 Aundp donax Linn.系多年生宿根性地面芽植物 ,茎木质化 ,根系发达且具有较强的萌芽能力 ,能在
弱碱性土壤上生长 ,在湖南、江西、浙江、四川等省有自然分布 [1 ] .湖南省紫色页岩的面积 131. 8万 hm2 ,占全国
紫色页岩面积的 26. 4% ,主要分布在衡阳盆地和沅水谷地 ,其它丘陵盆地亦有零星分布 .由于长期植被破坏造
成了水土流失 ,紫色页岩地区岩石裸露 ,生态环境恶化 ,植被恢复和造林绿化困难 ,为湖南省造林最困难的“三
难地”地区 [ 2] .在紫色页岩地区的综合治理过程 ,芦竹的引种获得了初步的成功 ,已成为该地区重要的植被恢复
[收稿日期 ] 2006-2-16
[基金项目 ] 国家林业局林业科技推广项目 (林科推 [1998 ]74- 9、 [2000 ]2- 21)、湖南省科研计划项目 ( 99N KY1012- 06)、湖南省科技成
果重点推广项目 ( 98C TY2027)和湖南省农业综合开发科技示范项目 (湘农综字 [2000 ]13号 ) .
[作者简介 ] 薛　萍 ( 1966- ) ,男 ,高级工程师 ,主要从林业科技推广工作 .
DOI : 10. 14067 /j . cnki . 1673 -923x . 2006. 03. 003
和水土保持植物 .同时 ,芦竹杆是造纸的优质原料 ,具有一定的经济价值 .
生物量作为生态系统研究的本底数据 ,是评价植物的生长状况与生态系统的功能的重要指标 [3 ] .关于乔木
生物量的研究已有很多报道 [4～ 9 ] .本文中研究紫色页岩地区芦竹生物量动态 ,为分析芦竹在该地区的生长状况
及各种经营技术措施对芦竹生长的影响、评价芦竹的生态经济效益提供科学依据 ,对推广紫色页岩综合改造技
术和“三难地”植被恢复与生态建设具有一定的实践价值 .
1　研究区自然概况
试验地设在湖南省衡南县廖田镇紫色页岩综合改造中心示范点 ,北纬 26°56′,东经 112°20′,属中亚热带季
风湿润气候 ,多年平均气温 17. 8℃ ,极端最高气温 40℃ ,极端最低气温 - 9. 9℃ ,年平均降雨量 1 268. 8 mm,蒸
发量 1 396. 1 mm,平均相对湿度 80% ,全年无霜期 286 d.土壤均为石灰性紫色土 ,土层浅薄 ,一般在 30 cm以
下 ,基岩裸露 ,土壤保水性极差 ,夏季地表温度高 ,极端温度高达 73. 5℃ ,呈碱性反应 , N元素奇缺 ,有机质含量
极低 .植被覆盖率 10%左右 ,植物种类稀少 ,木本植物有牡荆 V itex negundo var. cannabi fol ia、糯米条 Daphne
genkwa、六月雪Serissa foetida、紫薇Lagerstroem ia indica等 ,草本植物主要有禾本科的曲芒契颍草 Eremochloa
v illosa ( thunb. ) Kunth、狗尾草 Setaria v iridis、野燕麦 Avena f atua L.、野菊花Dendranthema indicum等 .
2　研究方法
为研究不同因素对芦竹造林成活率、生物量的影响 ,在芦竹栽培时采用不同栽植角度、不同质量分数的绿色
植物生长调节剂 GGR处理、茎杆不同部位、不同长度、不同年龄进行田间试验 .其中 ,栽植角度分为 90°、 45°、 30°3
个水平;绿色植物生长调节剂 GGR分为 50、 100、 200 mg /kg3个水平;茎杆部位分为基部、中部、上部、稍部 4个水
平 ;长度分为 2节、 3节、 4节、 5节 4个水平 ;年龄分为 1年生、 2年生、 3年生 3个水平 .每个水平重复 10次 .
生物量测定采用常规方法 [ 10] ,设置 10 m× 20 m的样地 10块 ,连续 5 a测定样地内各丛芦竹的地径、高度、
分蘖数 ,选择代表性植株 ,用收获法分叶、干、根茎和须根等部分测定生物量 .用加权评分评价法 ,对测定的结果
进行评价 ,得出不同因素、不同水平的综合分数 ,按得分多少排序 ,分数最高者为最好 .
3　结果与分析
3. 1　芦竹单丛生物量的动态变化及分配规律
从图 1可以看出 ,随着芦竹年龄的增长 ,单丛芦竹的生物量明显增加 , 1年生芦竹的单丛生物量为 0. 143
kg , 5年后芦竹单丛生物量达到 3. 95 kg ,增加约 28倍 .
图 1　芦竹单丛生物量动态变化规律
Fig. 1　 Changes in stem biomass of Aundp donax Linn.
芦竹各组份生物量分配规律表现为随着年龄的
增长 ,秆的生物量占总生物量的百分比呈明显增加
的趋势 ,叶和须根的生物量占总生物量的百分比呈
下降趋势 ,根茎生物量占总生物量的百分比则相对
比较稳定 (见表 1) .
从表 1还可以看出 ,随着年龄的增长 ,根系 (地
下部分 )生物量占总生物量的百分比虽然呈下降趋
势 ,但根系的生物量在总生物量中所占的比例还是
比较大的 ,最小值还有 21. 56% ,比乔木高出十多个
百分点 .这说明在紫色页岩地区土壤缺水、缺肥的情
况下 ,芦竹需通过自身庞大的根系来扩大地下营养
空间 ,达到吸收足够的水肥来维持自身的正常生长 .
1年生芦竹须根生物量比根茎生物量要大 (其它则相反 ) ,这是因为 1年生芦竹主要面临着生存问题 ,只有通过
须根充分拓展供养空间 ,才能维持生命 ,而成活之后 ,主要矛盾是增加生物量 ,抢占合理的生态位 ,维持自身的
可持续发展 .
　　叶和根是植物的两个重要器官 ,芦竹的叶生物量始终少于根生物量 ,而且仅为根生物量的一半 ,这种
特殊的结构组成 ,不但可减少叶面蒸发 ,而且还可以扩大地下水、肥的吸收空间 .这是芦竹得以在紫色页岩地区
生存的主要原因之一 ,同时也是长期自然选择的结果 .
12 中　南　林　学　院　学　报 第 26卷
表 1　芦竹生物量分配状况
Table 1　Changes in biomass and percentage of diff erent
　　　　　　　　 organs of Aundp donax Linn.
年龄
/ a
单丛生物量 地上部分秆 叶 小计
地下部分
根茎 须根 小计 合计
1
生物量 /kg 0. 05 0. 03 0. 08 0. 025 0. 038 0. 063 0. 143
占总生物量比 /% 34. 96 20. 98 55. 94 17. 48 26. 58 44. 06 100
2
生物量 /kg 0. 79 0. 25 1. 04 0. 32 0. 122 0. 422 1. 462
占总生物量比 /% 54. 04 17. 1 71. 14 0. 52 8. 34 28. 86 100
3
生物量 /kg 1. 37 0. 42 1. 79 0. 475 0. 146 0. 621 2. 411
占总生物量比 /% 56. 82 17. 42 74. 24 19. 7 6. 06 25. 76 100
4
生物量 /kg 2. 08 0. 54 2. 62 0. 55 0. 17 0. 72 3. 34
占总生物量比 /% 62. 28 16. 16 78. 44 16. 47 5. 09 21. 56 100
5
生物量 /kg 2. 49 0. 63 3. 12 0. 64 0. 19 0. 83 3. 95
占总生物量比 /% 63. 05 15. 94 78. 99 16. 20 4. 81 21. 01 100
图 2　芦竹各器官组份生物量增长曲线
Fig. 2　 Changes in diff erent organs biomass of Aundp donax Linn.
表 2　施肥对芦竹生长的影响
Table 2　 The inf luence of fertilization on growth
　　　　　 　　　　 of Aundp donax Linn.
类　型 成活率 /% 单丛分蘖平均根数 /根 平均高 / cm平均地径 / cm
未施肥 98 3. 89 45. 6 0. 42
施肥 98 12. 23 141. 4 0. 92
增加 0% 214% 210% 119%
表 3　不同栽植方式对单丛芦竹当年分株数的影响
Table 3　 The increment of tillers of Aundp donax Linn.
　　　　　　　　 in dif ferent plant ing techniques
栽植角度 实验区 1 /株 实验区 2 /株 实验区 3 /株 平均数 /株
30° 3. 78 4. 32 3. 56 3. 88
45° 4. 78 6. 4 5. 48 5. 55
90° 3. 2 2. 1 2. 89 2. 73
3. 2　芦竹各组份生物量增长规律
芦竹各组份生物量随着年龄的增长 ,增长速
率呈减缓之势 ,而且这种减慢之势在各组份间差
异明显 (见图 2) .随着年龄的增长 ,须根增长速率
减缓最快 ,其次是叶和根茎 ,减缓最慢的是秆 .而
芦竹的秆是最佳造纸原材料 ,随着年龄的增长 ,秆
生物量占总生物量的比例就越大 ,经济价值也就
越高 .
3. 3　芦竹单位面积生物量
根据调查结果 , 5年生芦竹单丛生物量可以
达到 3. 95 kg,其中地上部分 (秆、叶 )为 3. 12 kg,
地下部分 (根茎、须根 ) 0. 83 kg.样地调查出芦竹
栽植密度为 4 500丛 /hm2 , 5年生芦竹每 hm2的生
物量为 17. 78 t ,其中地上部分 (秆、叶 ) 14. 04 t,地
下部分 (根茎、须根 ) 3. 735 t.
3. 4　不同栽植技术对芦竹生长的影响
3. 4. 1　施肥对芦竹生长的影响
2001年 4月进行施肥试验 ,按每丛 0. 05 kg施
用尿素 , 11月调查芦竹的生长状况 (见表 2) .从表 2
可看出: 与没有施肥相比 ,施尿素使单丛分蘖平均
根数增加 214% ,平均高增加 210% ,平均地径增加
119% ,但对栽植芦竹的成活率没有影响 .因此 ,施
肥对芦竹生长有明显的促进作用 .
3. 4. 2　栽植方式对分株的影响
采取苗杆倾斜 30°、 45°和垂直 3种方式 , 3次
重复 ,每个处理 30丛 ,造林当年 9月观测 ,其中以
倾斜 45°分株数最多 (见表 3) .从芦竹茎杆不同部
位、长度、年龄、不同质量分数的绿色植物生长调
节剂 ( GGR)等综合因素看 ,按加权评分评价法 ,
茎杆基部、长为 4节、 3年生、 45°斜植、 GGR质量
分数 100 mg /kg组合的分数最高 ,成活率最高 ,生
长最好 (见表 4) .
4　结　论
随着年龄的增长 ,单丛芦竹的生物量从 1年
生的 0. 143 kg增加到 5年生的 3. 95 kg. 5年生芦
竹总的生物量为 17. 78 t· hm- 2 ,其中具有经济价
值地上部分 (杆、叶 )的生物量为 14. 04 t· hm- 2 ,
地下部分 (根茎、须根 ) 3. 7 t· hm- 2 .杆生物量占
总生物量的比例呈明显增加的趋势 ,叶、须根占总
生物量的比例呈下降趋势 ,根茎的比例则比较稳定 .
尽管根系占总生物量比例随年龄的增加呈下降趋势 ,但根系所占比例较大 ,占 21. 56%～ 44. 06% ,比乔木
高出 10多个百分点 [11, 12 ] , l年生芦竹须根生物量比根茎生物量要大 ,芦竹的叶生物量始终少于根生物量 .这些
结果说明在紫色页岩地区土壤缺水、缺肥的情况下 ,芦竹一方面通过根系来扩大地下营养空间 ,达到吸收足够
的水肥来维持自身的正常生长 ,另一方面可减少叶面蒸发 ,使芦竹在紫色页岩地区得以生存的原因之一 .
施肥对芦竹的成活率没有影响 ,但使单株分蘖平均根数增加 214% ,平均高增加 210% ,平均地径增加
119% .苗杆倾斜 30°、 45°和 90°等 3种不同栽植角度中以倾斜 45°的分株数最多 .采用茎杆基部、长为 4节、 3年生、
45°斜植、 GGR质量分数 100 mg /kg组合栽植技术 ,芦竹成活率最高 ,生长最好 .
13第 3期 薛　萍等 :湖南衡阳紫色页岩地区芦竹生物量的动态规律
表 4　不同育苗方式对芦竹生长发育的影响
Table 4　 The inf luence of dif ferent planting techniques on the growth of Aundp donax Linn.
育苗方式 测定值 成活率 /% 单株分蘖平均根数 /根 平均高 / cm平均地径 /cm 综合得分 排序
基部、 4节、 3年、 100 mg /kg GGR 实测值标准化值
83
1. 95
4. 3
1
65
1. 07
0. 7
1. 19
169. 1 1
基部、 5节、 2年、 200 mg /kg GGR 实测值标准化值
73
1. 72
4. 9
1. 14
59
0. 97
0. 6
1. 02
151. 7 2
中部、 4节、 3年、 0. 0 mg /kg GGR 实测值标准化值
70
1. 65
5. 3
1. 23
66
1. 08
0. 6
1. 02
148. 8 3
中部、 5节、 3年、 50 mg /kg GGR 实测值标准化值
67
1. 58
4. 2
0. 98
58
0. 95
0. 6
1. 02
140. 1 4
基部、 3节、 2年、 50 mg /kg GGR 实测值标准化值
46
1. 08
4. 1
0. 95
62
1. 02
0. 7
1. 19
107. 2 5
上部、 5节、 2年、 0. 0 mg /kg GGR 实测值标准化值
36
0. 85
6. 1
1. 42
73
1. 2
0. 7
1. 19
97. 6 6
上部、 4节、 1年、 50 mg /kg GGR 实测值标准化值
37
0. 87
4. 4
1. 02
85
1. 39
0. 7
1. 19
96. 9 7
梢部、 2节、 3年、 50 mg /kg GGR 实测值标准化值
40
0. 94
4. 3
1
58
0. 95
0. 6
1. 02
95. 5 8
梢部、 4节、 2年、 200 mg /kg GGR 实测值标准化值
38
0. 89
4. 6
1. 07
62
1. 02
0. 5
0. 85
91. 7 9
上部、 3节、 2年、 100 mg /kg GGR 实测值标准化值
32
0. 75
5. 9
1. 37
59
0. 97
0. 5
0. 85
84. 4 10
梢部、 3节、 3年、 0. 0 mg /kg GGR 实测值标准化值
34
0. 8
4
0. 93
51
0. 84
0. 5
0. 85
82. 2 11
上部、 2节、 3年、 200 mg /kg GGR 实测值标准化值
32
0. 75
3. 7
0. 86
43
0. 7
0. 4
0. 68
74. 9 12
基部、 2节、 1年、 0. 0 mg /kg GGR 实测值标准化值
28
0. 66
2. 7
0. 63
55
0. 9
0. 6
1. 02
71. 7 13
梢部、 5节、 1年、 100 mg /kg GGR 实测值标准化值
22
0. 52
3. 8
0. 88
70
1. 15
0. 7
1. 19
68. 6 14
中部、 3节、 1年、 200 mg /kg GGR 实测值标准化值
24
0. 56
3
0. 7
56
0. 92
0. 5
0. 85
63. 9 15
中部、 2节、 2年、 100 mg /kg GGR 实测值标准化值
18
0. 42
3. 4
0. 79
54
0. 89
0. 5
0. 85
54. 7 16
综合评分中各项所占权重 70% 10% 10% 10%
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[本文编校:谢荣秀 ]
14 中　南　林　学　院　学　报 第 26卷