全 文 ：收稿日期:2011-08-18
基金项目:云南省中青年学术技术带头人后备人才资助
项目(2007PY01-17) ;衡阳师范学院青年科学基金资助项目
(10A54) ;中国 － 欧盟生物多样性保护项目 (ECBP)
(00056784)
作者简介:陈冲(1982 －) ，男，硕士，讲师，从事植物学方
向研究。通讯作者:董文渊，男，教授。E-mial:chenchonghn@
163． com
水竹无性系种群的秆形结构研究
———以云南省昭通市彝良县海子坪自然保护区天然水竹无性系种群为例
陈 冲1 董文渊2 郑进烜3
(1．衡阳师范学院，衡阳 421002;2．西南林业大学职业技术学院;3．云南省林业调查规划院)
摘 要 通过研究，结果表明:(1)天然水竹无性系种群的胸径主要集中在 2． 31 ～ 2． 40 cm 之间;(2)标
准竹胸径与竹秆相对高度、相对高度壁厚、秆高、枝下高、全高、秆重、竹节数呈显著性相关;(3)无性系分
株的节长随秆轴的升高表现出逐渐升高、基本平稳到缓慢下降的规律，整个无性系分株竹节长度在 20
～ 30 cm的竹节数占全秆竹节数的 71． 42%。
关键词 秆形结构;相关性;水竹
The Culm Form Structure of Phyllostachys heteroclada
Clonal Population in Haiziping Nature Reserve，
Yiliang County，Yunnan Province
Chen Chong 1 Dong Wenyuan 2 Zheng Jinxuan 3
(1． Hengyang Normal University，Hengyang 421002，Hunan，China;
2． Technical College of Southwest Forestry University，Kunming 650224，Yunnan，China;
3． Yunnan Institute of Forestry Survey and Planning，Kunming 650200，Yunnan，China)
Abstract It was founded that shoot DBH of Phyllostachys heteroclada clonal population mainly
grew up to 2． 31 － 2． 40 cm． The shoot DBH was significantly correlated with the full height，
branching height，wall thickness，stem weight，node number of the bamboo shoots． The shoot
internodes length from the bottom to top varied as follows:increasing→stabilizing→decreasing，
71． 42% internodes of the ramets showed a length of 20 － 30 cm．
Key words Culm form structure;Correlation;Phyllostachys heteroclada Oliver
水竹(Phyllostachys heteroclada Oliver)广泛
分布于长江流域，是产量高、用途广的散生竹重
要经济竹种，在云南主产于滇东北，面积达
5 699． 06 hm2。野生水竹笋味佳美，是天然的
绿色生态食品;其表皮致密平滑，纤维柔软坚
韧，节稀、长且平，适于编织和制作凉席。正是
由于水竹用途广、用量大，水竹资源已出现供不
应求的状况;特别是大面积天然林，由于长期无
节制地采伐和采笋，缺乏应有的培育管理，资源
日趋衰竭。秆形一直是竹材加工中评竹种材性
优劣的重要指标之一。孙天任、董文渊等学者
对水竹的生物量结构模型［1］、人工繁殖技术［2］
等方面进行了研究，而关于天然水竹无性系种
群秆形结构研究迄今未见文献报道。笔者通过
对天然水竹的标准竹胸径、秆高、枝下高、秆重
第31卷 第1期
2 0 1 2 年 2 月
竹 子 研 究 汇 刊
JOURNAL OF BAMBOO RESEARCH
Vol． 31，No． 1
Feb．，2 0 1 2
等秆形指标的调查，分析水竹的秆形特性及变
化规律，旨在为水竹的营林生产、科学合理开发
利用提供理论依据。
1 材料与方法
1． 1 研究地自然概况
以云南省彝良县海子坪省级自然保护
区［3］天然水竹无性系种群为研究对象。海子
坪自然保护区位于云南省昭通市北部彝良县和
威信县的交界处，地处东经 104°39 ～ 104°45
和北纬 27°51 ～ 27°54，总面积 2 782 hm2。保
护区山脉属乌蒙山系，海拔 1 777 m。大雪山在
保护区的东部。保护区内海拔 1 230 ～ 1 709
m，相对高差不大，地势较缓，坡度 15° ～ 28°。
保护区内气候温暖湿润，年平均温度约 19 ℃，
年降雨量 900 ～1 600 mm，相对湿度 85%。灾害
性天气很少。无霜天数达 321 d。土壤是发育在
紫色砂岩上的紫色土，呈酸性，pH 值约 4． 5 ～
5. 0，土壤厚度(A + AB 层)15 ～ 60 cm。本试验
样方布设在海拔1 350 m，南偏东35°，坡度26°的
坡面上，在天然水竹无性系种群的上层有亮叶青
冈 (Fagus lucida )、苦 槠 木 (Castanopsis
sclerophylla)、峨眉栲(Castanopsis plargacantha)、
楠木(Phoebe zhennan)等高大乔木，林下植被主
要有冷水花 (Pilea cadierei)、三七 (Panax
notoginseng )、 淫 羊 霍 ( Epimedium
grandiflorum)、忍冬(Lonicera)等。
1． 2 研究方法
调查采用抽样法，在调查地选取 10 个 2 m
×2 m 的无人干扰、植被完整的样地作为调查
对象，在每个样方内选择标准竹 10 株齐地伐
倒，实测胸径、枝下高和全高，选取胸径 2 /5 作
为用材竹的小头直径，去掉梢部，然后测定径径
处的壁厚;数节数、测节间长，然后将秆分成 5
等份，自基部开始编号为 1、2、3、4、5，称为相对
高度。测量各段基部处围径、壁厚，并分别对各
段称质量。
1． 3 数据处理及分析方法
采用数理统计中的曲线回归方法，运用 spss
软件和 Microsoft Excell 2003 分析软件对水竹无
性系种群秆构件中的胸径与高度、竹壁厚度和竹
节数进行相关系分析。在数据处理中，用胸径作
为自变量，秆高、枝下高、全高、竹壁厚度等作为
因变量，分别用一元直线方程、一元二次方程、幂
函数方程进行拟合，比较各方程的相关性系数
(R)和残差(δ) ，从中筛选出最佳拟合方程。
2 结果与分析
2． 1 水竹秆茎的基本形态
将海子坪天然水竹林样方内 100 株标准竹
齐地伐倒实测其 1 /10 处的直径(Dx)壁厚
(Zx) ，见表 1。
天然水竹标准竹竹壁厚度与孙天任的研究
结果有差异性，究其原因与海子坪天然水竹无
性系种群生长的环境(土、肥、水)优于人工栽
培条件，资源的充足使得天然水竹的资源整合
作用得到充分发挥。
2． 1． 1 径阶变化 本次调查研究共解析 40 株
标准竹，胸径 2． 05 ～ 2． 39 cm，按每个径阶，将
其分为 7 个径阶(表 2)。
表 1 水竹标准竹 10 等分处的直径与壁厚
Tab． 1 The diameter and wall thickness at every 1 /10 division of the bamboo samples of Phyllostachys heteroclada / cm
项目 Item
等分 Division
1 2 3 4 5 6 7 8 9 10
直径 Diameter 2． 21 2． 13 2． 00 1． 96 1． 93 1． 87 1． 84 1． 75 1． 71 1． 66
壁厚 Wall thickness 0． 58 0． 56 0． 48 0． 48 0． 48 0． 48 0． 46 0． 42 0． 42 0． 40
表 2 水竹解析竹的径阶分布
Tab． 2 The diameter distribution the bamboo samples of Phyllostachys heteroclada
径阶 Diameter range /cm 2． 05 ～ 2． 1 2． 1 ～ 2． 15 2． 16 ～ 2． 20 2． 21 ～ 2． 25 2． 26 ～ 2． 30 2． 31 ～ 2． 35 2． 36 ～ 2． 40
竹株数 Sample number /株 1 2 2 1 5 14 15
83 竹 子 研 究 汇 刊 第 31 卷
2． 1． 2 竹秆的相对直径 竹秆上某相对高度
的直径(Dx)与胸径(D1． 3)的百分比即为相对
直径，用 D%表示。计算公式:D = DxD1． 3
× 100%
将表 1 中的每一等分处直径代入公式计算
得出对应的相对直径，绘制出海子坪天然水竹
的相对直径变化图，分析得出海子坪天然水竹
的某一高度的相对直径以竹高的 1 /10 处为最
大，随着高度每增加 1 /10，相对直径逐步降低，
但变化的差异性不明显。这种相对直径分布均
匀，尖削度小的变化规律正是迎合了水竹在民
间作为工艺用材的秆材特性。
根据海子坪天然水竹的某一相对高度的直
径和相对高度的关系，分别用直线、幂指数和二
次曲线进行拟合，选择确定系数 R 最高的直线
作为拟合方程:
Dx = － 0． 0579Hx + 2． 2247 R =0． 975 7
图 1 海子坪天然水竹林相对直径与相对高度关系
Fig． 1 The relationship between relative diameter
and height of Phyllostachys heteroclada
表 3 海子坪天然毛竹相对高度的直径(Dx)和相对高度(Hx)回归分析中的 F检验
Tab． 3 F test for the regression analysis of relative height diameter (Dx )to relative height (Hx )of Phyllostachys heteroclada
Model 自由度df
平方和
SS
均方
MS
F检验
F
显著性水平
Sig．
回归分析 Regression 1 0． 177127 0． 177127 307． 749 4． 82E － 07
残差 Residual 7 0． 004029 0． 000576
总计 Total 8 0． 181156
相关系数显著性检验:由表和表可以看出，
确定系数 R = 0． 9757 回归分析检验中的 Sig =
4． 82E － 07 小于 0． 01，说明回归一元线性方程
的 Dx与 Hx存在显著相关。
表 4 海子坪天然水竹相对高度的直径(Dx)
和相对高度(Hx)的回归参数
Tab． 4 The regression parameter of relative diameter (Dx)
to height (Hx)of Phyllostachys heteroclada
Model 系数Coefficient
标准误差
Std． t Stat P － value
常数项
Constant 2． 198222 0． 020231 108． 6574 1． 47E － 12
变量系数
Var． － 0． 05433 0． 003097 － 17． 5428 4． 82E － 07
2． 1． 3 竹秆壁厚规律 竹秆壁厚是影响其竹
材的产量、竹材的物理力学性质和工艺利用的
重要因素之一。竹类植物秆的直径自基部随着
高度的增加而逐渐减小，竹壁的厚度变化与竹
秆的直径变化相同。
2． 4． 1 相对壁厚 相对壁厚是指竹秆上某一
高度的竹壁厚度(Zx)与 1 /10 高度处的竹壁厚
度(Z0． 1)之比值，计算公式:Z =
Zx
Z0． 1
× 100%
将表 1 中的每一等分处壁厚代入公式计算
得出对应的相对壁厚，绘制出海子坪天然水竹
的相对壁厚变化图，分析得出海子坪天然水竹
的某一高度的相对壁厚以竹高的 1 /10 年为最
大，随着高度每增加 1 /10，相对壁厚逐步变薄
的趋势，以分株前 3 /10 和最后 3 /10 变化最为
明显，中间趋于平稳，变薄性程度变化不大。
图 2 海子坪天然水竹林相对壁厚与相对高度关系
Fig． 2 The relationship between wall thickness and
height of Phyllostachys heteroclada
根据海子坪天然水竹的某一相对高度的壁
厚和相对高度的关系，分别用直线、幂指数和二
次曲线进行拟合，选择确定系数 R 最高的直线
作为拟合方程:
Zx = 0． 0011 Hx
2 － 0． 0296 Hx + 0． 598
R =0． 8976
93第 1 期 陈 冲等 水竹无性系种群的秆形结构研究
表 5 海子坪天然毛竹相对高度的壁厚(Zx)和相对高度(Hx)回归分析中的 F检验
Tab． 5 F test for the regression analysis of relative wall thickness (Zx)to relative height (Hx)of Phyllostachys heteroclada
回归分析
Regression
自由度
df
平方和
SS
均方
MS
F检验
F
显著性水平
Sig．
残差 Residual 1 50． 57561 50． 57561 37． 56522 0． 000477
总计 Total 7 9． 42439 1． 346341
回归分析 Regression 8 60
相关系数显著性检验:由表和表可以看出，
确定系数 R = 0． 8976 回归分析检验中的 Sig =
0． 000477 小于 0． 01，说明回归一元线性方程的
Zx与 Hx存在显著相关。
表 6 海子坪天然水竹相对高度的壁厚(Zx)
和相对高度(Hx)的回归参数
Tab． 6 The regression parameter of relative diameter (Zx)
to height (Hx)of Phyllostachys heteroclada
Model 系数Coefficient
标准误差
Std． t Stat P － value
常数项
Constant 30． 46829 4． 010878 7． 596416 0． 000127
变量系数
Var． － 52． 6829 8． 595615 － 6． 12905 0． 000477
2． 2 水竹无性系种群胸径与其它秆形指标间
的优化估算模型
胸径是衡量竹类植物经济产量的重要指标
之一。根据胸径与秆高、全高、胸径处竹壁厚
度、鲜秆质量、枝下高等实测值进行相关分析，
共拟合出回归估算模型 36 个。由于相同变量
不同模型间的相关系数差异较大，故对 30 个模
型进行优化选择，将相关性显著水平(r = 0． 01)
为最优估算模型，本研究共选择出优化估算模
型 6 个。经可靠性检验表明，实测值与预测值
间具显著相关性，故优化估算模型可靠。
表 7 水竹无性系种群胸径与各秆形指标估算模型
Tab． 7 The estimation models for DBH and various culm form index of clonal population of Phyllostachys heteroclada
项目 Item 回归模型 Regression model 相关系数(R2) 显著性水平(Sig)
秆高(H秆)Culm height H秆 = 2． 5097D － 0． 8279 0． 823 7 0． 000 3
全高(H全)Full height H全 = 2． 0299D
1． 238 0． 927 2 0． 000 0
枝下高(H枝)Branching height H枝 = － 3． 7014 D
2 + 16． 898 D － 17． 029 0． 917 7 0． 002 3
胸径处壁厚(T)Wall thickness at DBH T = － 0． 1831 D2 + 1． 2554 D － 1． 4642 0． 929 3 0． 000 0
鲜秆重(W秆)Fresh culm weight W秆 = 0． 8321 D
2 － 2． 7227 D + 2． 7681 0． 895 3 0． 000 7
竹节数(J)Node number J = － 0． 0239 D2 + 0． 9809 D － 7． 83870． 926 2 0． 001 8
2． 3 水竹竹节变化规律
竹材加工利用时，其节间的长短会影响到
材料加工的难易、产品的力学性质及其美观程
度。根据对样方内标准竹的实测，分析得出海
子坪天然水竹的节长分布情况是 20 cm以下占
28． 58%，20． 10 ～ 30． 00 cm 占 71． 42%。最短
节长位第一节位，仅 13 cm。
将标准竹从秆基开始将竹节编号为 1、2、3
……称为竹节数，任一节间实际长度和胸高处
节间长的比值称为相对间长。根据实测数据，
计算出海子坪天然水竹的相对节间长，绘制成
天然水竹节间长的变化趋势，如图 3。从图中，
可以看出，无性系分株的节长随秆轴的升高表
现出逐渐升高、基本平稳到缓慢下降的规律。
图 3 海子坪天然水竹无性系种群相对
节间长和节位的关系
Fig． 3 The relationship between relative internode length
and node position of Phyllostachys heteroclada
04 竹 子 研 究 汇 刊 第 31 卷
将相对节长和节位的关系，用多项式进行
方程拟合，其相对节间长度 y 随节位数的变化
趋 势 呈 二 次 曲 线，模 拟 回 归 方 程:y =
－ 0． 1447x2 + 2． 6817x + 14． 362 R =0． 8774。
3 结论与建议
(1)胸径处作为林木中相对简单易测的种
群结构因子，在生产、科研中得以广泛的运用。
本研究通过以标准竹的胸径作为自变量，秆高、
枝下高、全高、竹壁厚度等作为因变量，分别用
一元直线方程、一元二次方程、幂函数方程进行
拟合，比较各方程的相关性系数(R)和残差
(δ) ，从中筛选出最佳拟合方程，从而为天然水
竹无性系种群结构秆构件理论提供依据，为营
林生产提供参考。
(2)无性系分株的节长随秆轴的升高表现
出逐渐升高、基本平稳到缓慢下降的规律，这一
结论与苏文会、郑进烜、甘小洪对大山木竹、海
子坪天然毛竹、寿竹的研究结果相吻合。通过
实测研究，证明了水竹具有竹节稀且长的特性，
其中竹节长度在 20． 10 ～ 30． 00 cm占整个无性
系系分株的 71． 42%，而与海子坪天然毛竹竹
节长度(20． 10 ～ 30． 00 cm 占 42． 33%)分布规
律相比，具有在工艺用竹特别是编制艺术方面
具有得天独厚的优势。
(3)本研究是在种群结构稳定，地理环境
趋于一致的标准样地内进行的实验，是否在不
同密度、不同立地条件(海拔、坡向、坡位、土
壤、枯落物)等诸多因素下的差异性，还有待进
一步研究。
参 考 文 献
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究［J］．植物生态学与地植物学学报，1986，10(3) :90 ～
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［J］．竹子研究汇刊，1999，18(3) :50 ～ 54
［3］郑进，董文渊，陈 冲，等．海子坪天然毛竹林的现状及保护
价值初探［J］．竹子研究汇刊，2007，26(1) :50 ～ 53
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究［J］．湖南农业大学学报(自然科学版)2007，33(5) :584
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林业科技，2009，29(5) :
檮檮檮檮檮檮檮檮檮檮檮檮檮檮檮檮檮檮檮檮檮檮檮檮檮檮檮檮檮檮檮檮檮檮檮檮檮檮檮檮檮檮
48 ～ 50
(上接第 36 页)
(1)两种配方改性后的竹材物理力学性能
差异较大，乙醇为溶剂的糠醇溶液改性竹材
WPG为 5． 21%，顺纹抗压强度增加 37． 26%，
抗弯强度和模量增加不显著;平衡含水率降低
了 25. 97%;抗干缩系数为 8． 72%，物理力学性
能均优于以水做溶剂的配方。经糠醇树脂改性
后的竹材都显示了良好的防霉效果。
(2)溶剂的选择、溶液的均一性、溶液的
pH值等工艺参数对糠醇树脂改性竹材物理力
学性能有较大影响。国内对糠醇树脂改性竹材
的研究刚处于起步阶段，配方、工艺有待进一步
研究，以求通过增加糠醇树脂在竹材内的增重
率和聚合程度来达到进一步改善竹材物理力学
性能的目的。
参 考 文 献
［1］包永洁，蒋身学，程大莉，等．热处理对竹材物理力学性能
的影响［J］．竹子研究汇刊，2009． 28． 4:50 ～ 53
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14第 1 期 陈 冲等 水竹无性系种群的秆形结构研究