全 文 ：淯江河岸缓冲带硬头黄竹人工林生物量及
5种营养元素含量分配格局研究＊
张　鹏 1 , 唐森强2 , 朱维双2 , 黄玲玲 1 , 张旭东 1
(1.中国林业科学研究院林业研究所 , 北京 100091; 2.长宁县林业局 , 四川　长宁 644300)
摘要:对淯江河岸缓冲带硬头黄竹人工林生物量以及 5种营养元素含量的分配格局进行了研究。结果表明:淯
江河岸缓冲带硬头黄竹人工林单位面积的总生物量为 98 672.01 kg/hm2 , 其竹株各器官生物量所占的比例分别为
秆 78.76%、 枝 7.37 %、 叶 5.05%、 根 1.49%、 蔸 7.33 %。其竹株各器官的 5种营养元素含量均不相同 , 以代
谢旺盛的竹叶含量最高。 5种营养元素总含量在硬头黄竹竹株各器官中由大到小排序依次为叶 42.62g/kg、 蔸 26.92
g/kg、 根 24.99g/kg、 枝 22.75 g/kg、 秆 21.83 g/kg。该竹林单位面积 N、 P、 K、 Ca、 Mg5种营养元素贮存总量
为 2 323.2 kg/hm2 , 其中 K的贮存量最高为 908.0 kg/hm2占 39.1 %, 其次 N为 864.6 g/hm2占 37.2 %, Ca、 P
和 Mg的贮存量仅占其总量的 20 %左右。
关键词:淯江河岸缓冲带;硬头黄竹人工林;生物量;营养元素含量;分配格局
中图分类号:S795　　文献标识码:A　　文章编号:1672-8246 (2010) 02-0027-05
BiomassandContentsof5 NutrientsofBambusarigidaat
BufferStripsofYujiangRiverBank
ZHANGPeng1 , TANGSen-qiang2 , ZHUWei-shuang2 , HUANGLing-ling1 , ZHANGXu-dong1
(1.ResearchInstituteofForestry, ChineseAcademyofForestry, Beijing100091, P.R.China;
2.ForestryBureauofChangningCounty, ChangningSichuan644300, P.R.China)
Abstract:ThebiomasandalocationpaternoffivenutrientsofBambusarigidaplantedatbuferstripsofYujiang
riverbankwerestudied.TheresultsshowedthattheunitareabiomassofBambusarigidaplantationwas98 672.01
kg/hm2 , thepercentageofbamboopole, branch, leaf, rootandbamboopocketwere78.76 %, 7.37 %, 5.05
%, 1.49% and7.33% respectively.Thecontentsoffivenutrientsindiferentorganswerevaried, thecontentin
leafwasthehighest.Thetotalcontentsoffivenutrientsinleaf, bamboopocket, root, branchandbamboopole
were42.62g/kg, 26.92 g/kg, 24.99g/kg, 22.75 g/kgand21.83 g/kgrespectively.Thestorageof5nutrients
inthestudybambooforestwas2 323.2 kg/hm2 , amongwhich, thestorageofKandNwere908.0 kg/hm2 and
864.6 g/hm2 , thesubtotalofthestorageofCa, PandMgaccountedfor20 % ofthetotal.
Keywords:Yujiangriverbank;Bambusarigidaplantation;biomass;contentofnutrient;alocationpatern
河岸缓冲带为河流水体与邻近高地之间的过渡
带 , 位于河流两侧或湖泊周围 , 对陆地生态系统向
水体生态系统传送的物质以及能量交换起缓冲作
用 , 为缓冲带上的植物生长提供了充足的水分和养
　第 39卷　第 2期
　2010年 6月 　　　　　　　　　
西　部　林　业　科　学
JournalofWestChinaForestryScience　　　　　　　　　　
Vol.39　No.2　
June.2010　
＊ 收稿日期:2010-01-21
　　　基金项目:国家 “十一·五 ” 科技支撑计划课题 “江河滩地生态修复与综合治理技术试验示范 ” 子课题———滩地植被缓冲带的模式
与构建技术试验示范 (2006BAD03A15)
　　　第一作者简介:张　鹏 (1983-), 男 , 辽宁沈阳人 , 硕士 , 主要从事森林水文 , 植被缓冲带构建方面的研究。
　　　通讯作者简介:张旭东 (1962-), 男 , 安徽合肥人 , 研究员 , 博士 , 主要从事林业生态工程的研究。
分 [ 1 ～ 2] 。硬头黄竹 (Bambusarigida)为竹亚科箣
竹属 (Bambusa)的地下茎合轴丛生型竹种 , 适宜
生长在山脚及河边滩地。由于其是优良的造纸原料
竹种 , 经济效益高且生长周期短 , 近年来在我国广
东 、广西 、 四川 、福建 、 江西等省份有较大面积种
植 [ 3] , 仅在四川长宁县的淯江流域就营造了硬头
黄竹林 1.33万 hm2。我国竹产业发展迅速 , 对竹
类的研究主要集中在引种 , 丰产栽培上。在竹林营
养元素分配的研究上 , 仅见于毛竹 (Phylostachys
edulis)、 麻竹 (Dendrocalamuslatiflorus)、 雷竹
(P.praecox)、 苦竹 (Pleioblastusamarus)几个竹
种 , 而对适合生长在河边滩地的硬头黄竹 , 尚未见
有关方面的报道 [ 4 ～ 7] 。本项目以淯江河岸缓冲带上
的硬头黄竹人工林为研究对象 , 从其竹株不同年龄
不同器官的生物量及其营养元素含量入手 , 揭示了
淯江河岸缓冲带硬头黄竹人工林的生物量及营养元
素分配格局 , 为其硬头黄竹林的科学经营提供理论
基础。
1　研究地概况
研究地设在淯江河岸缓冲带。淯江为长江的一
级支流 , 流经四川省的长宁县 。长宁县位于四川省
宜宾市中南部腹地 , 属典型的中亚热带湿润性季风
气候。年均气温 18.3℃, 年最高极端气温 40.7℃,
最低气温 -4.2℃, 1月平均气温 8℃, 7、 8月最
热月均温 27.5℃以上 。≥10℃的积温为 6 000℃左
右 。年均降雨量 1 104 mm, 雨量集中在 6 ～ 9月 ,
以 8月最多 , 12月最少。平均日照 1 112 h, 年均
空气湿度 83 %, 无霜期长达 358天。土壤为砂岩
发育而成的山地黄壤 , pH值为 4.78 ～ 5.26, 有机
质含量 18.89 ～ 30.85 mg/g, 全 N含量为 1.19 ～
1.63mg/g, 碱解 N含量为 68.95 ～ 71.40 mg/kg,
速效 P含量为 8.31 ～ 17.07mg/kg, 速效 K含量为
78.44 ～ 108.39 mg/kg。硬头黄竹林位于淯江河岸
缓冲带上 , 地处东经 104°56′、 北纬 28°31′, 为人
工林 , 其林相整齐 , 郁闭度 0.9, 林下无灌木 , 草
本植物种类也较少 , 主要有过江藤 (Phylanodiflo-
ra)和竹叶草 (Lophatherumgracile)等。
2　研究方法
2.1　生物量测定
2008年 12月 , 在淯江河岸缓冲带上的硬头黄
竹人工林内随机设置 12块调查样地 , 每块样地面
积 10 m×10 m, 对标准地内的硬头黄竹林进行每
株检尺。测定年龄 、胸径和每块样地内的硬头黄竹
的株数。按照龄级 (1 ～ 3年)和径级 (2 ～ 6 cm)
进行组合 , 每个组合选取 3株生长良好 、无病虫害
的竹株为硬头黄竹标准竹 , 共计 36株 , 对其标准
竹进行生物量取样。将选取的标准竹连蔸带根挖
起 , 在秆基处锯断 , 逐株取下竹枝和竹叶 , 立刻进
行称重;竹秆以 1m为一段 , 进行分段 , 竹根 、 竹
蔸用清水漂洗干净 , 晾干表面水分后分别称
重[ 8 ～ 9] 。
2.2　营养元素测定
对硬头黄竹标准竹的竹秆 、 竹蔸取纵向十字破
开的一整条 , 竹枝 、竹叶和竹根分别取 20 g左右 ,
装入信封带回实验室 。置于 105℃烘箱中杀青 30
min, 后在 70℃恒温下烘干至恒重 , 称量各器官干
重 , 计算含水率。将不同径级样品混合 , 按照不同
龄级和不同器官将样品粉碎 , 以供营养元素分析。
样品用 H2 SO4 -H2 O2消化后 , N含量用凯氏定 N
蒸馏法 , P含量用钼锑抗比色法 , K含量用火焰光
度法测定 , Ca、 Mg含量用原子吸收仪测定[ 10 ～ 11] 。
3　结果与分析
3.1　竹株各器官的生物量分配
硬头黄竹竹株的生物量来自地上 、 地下两个部
分。地上部分包括秆 、 枝 、 叶;地下部分包括根和
蔸。表 1为单株硬头黄竹各器官生物量的分配状况
以及每公顷的株数和总产量 。
从表 1得知 , 硬头黄竹竹株各器官的生物量与
其胸径 、 年龄有着明显的相关关系。在同一龄级不
同径级的硬头黄竹竹株中 , 各器官生物量随着胸径
的增大而增加;而在同一径级不同龄级的硬头黄竹
竹株中 , 秆 、 根 、 蔸的生物量均随着年龄的增长而
增加 , 而枝与叶均在第二年开始生长 , 且其生物量
在当年就已经达到最大化 , 之后随着竹株年龄的增
长其枝叶开始枯落 , 生物量逐渐降低。秆在单株生
物量中所占的比例最高 , 尤以 1年生的竹秆为最 ,
达到 90.0%, 2年生时随竹株枝与叶的生长使其
秆在单株生物量中所占比例下降到 74.1 %, 3年
生的硬头黄竹竹株因部分枝叶开始枯落使秆在单株
生物量中所占的比例又上升到 77.8 %。而以蔸为
主的硬头黄竹地下部分的生物量仅占整株生物量的
8.1% ～ 10.1%。对样地内的硬头黄竹进行每株检
28 西　部　林　业　科　学 　　　　　　　　　　　　　2010年　
尺的结果表明 , 其 1年生与 2年生的竹株无论是在
株数上还是在各个径级和株数分配上都很接近 , 每
块样地内有 1年 、 2年生的硬头黄竹竹株各 80株
且以 4 ～ 6 cm径级为主。而对 3年生的硬头黄竹人
工林已经开始采伐 , 伐后仅保留一半生长健康 , 长
势良好的竹株 。
表 1　不同年龄各径级硬头黄竹竹株各器官的生物量及单位面积的株数与总生物量
Tab.1　Biomassofdiferentorgans, individualsofunitareaandtotalbiomassofBambusarigidaofdiferentagesanddiameterclasses
年龄 /a 径级 /cm 秆 /kg 枝 /kg 叶 /kg 根 /kg 蔸 /kg 株数 /hm2 合计
2 ～ 2.9 0.890 — — 0.002 4 0.028 500
3 ～ 3.9 0.915 — — 0.007 2 0.106 1 200
1 4 ～ 4.9 2.585 — — 0.026 4 0.251 2 400
5 ～ 6.0 3.592 — — 0.094 4 0.321 3 700
合计 21 037.4 — — 422.48 1 931.3 7 800 23 391.18
2 ～ 2.9 1.156 0.397 0.202 0.010 5 0.069 2 300
3 ～ 3.9 2.161 0.523 0.279 0.050 4 0.1793 1 100
2 4 ～ 4.9 3.426 0.622 0.385 0.089 0 0.363 5 2 600
5 ～ 6.0 6.233 0.680 0.607 0.094 6 0.546 3 4 100
合计 37 186.8 5 099.6 3 857.2 677.85 3 402.92 8 100 50 224.37
2 ～ 2.9 1.345 0.192 0.110 0.023 0 0.088 2 100
3 ～ 3.9 2.421 0.323 0.149 0.059 4 0.212 6 500
3 4 ～ 4.9 4.136 0.479 0.238 0.097 8 0.392 3 1 400
5 ～ 6.0 6.176 0.661 0.355 0.100 2 0.616 7 2 000
合计 19 487.4 2 173.3 1 128.7 369.32 1 897.74 4 000 25 056.46
全部 合计 77 711.6 7 272.9 4 985.9 1 469.65 7 231.96 19 900 98 672.01
淯江河岸缓冲带土壤中的水分养分丰富适宜硬
头黄竹生长 , 其竹株密度为 19 900株 /hm2 , 竹株
单位面积的总生物量为 98 672.01kg/hm2。其单位
面积竹林的总生物量按硬头黄竹竹株各器官的生物
量组成来分 , 其秆为 77 711.6kg/hm2占 78.76 %;
枝为 7 272.9 kg/hm2占 7.37 %;叶为 4 985.9 kg/
hm2占 5.05%;根为 1 469.65 kg/hm2占 1.49 %;
蔸为 7 231.96 kg/hm2占 7.33 %。按竹林的各年龄
组成来看 , 1年生的竹林为 23 391.18 kg/hm2占
23.71 %;2年生的竹林为 50 224.37 kg/hm2占
50.90 %;3年生的竹林为 25 056.46 kg/hm2占
25.39 %。
3.2　竹株各器官 5种营养元素的含量分析
植物营养元素的分布特征一方面反映了植物的
自身特性 , 是植物长期演化的结果 , 另一方面也受
所处生境的影响 , 生境中的土壤肥力和大气降水状
况是影响植物生长发育及营养元素分布的重要因素
之一 [ 1 2 ] 。硬头黄竹竹株在生长过程中各个器官发
挥着不同的作用 , 因此其组织结构和营养元素分配
有很大的差异 。其测定结果如表 2所示 。
表 2　不同年龄硬头黄竹竹株各器官的 5种营养元素含量
Tab.2　Contentsof5nutrientsindiferentorgansofBambusarigidaatdiferentages g· kg-1
项目 秆 /a
1 2 3
枝 /a
2 3
叶 /a
2 3
根 /a
1 2 3
蔸 /a
1 2 3
营养元素
N 12.06 6.92 4.62 9.83 9.26 22.98 19.12 8.03 11.57 10.35 10.42 8.60 9.90
P 2.33 1.34 0.98 1.95 1.71 4.97 2.07 2.96 1.58 1.63 1.71 1.47 1.79
K 13.50 9.19 4.00 8.33 7.87 7.97 3.94 9.35 10.42 10.69 13.24 13.19 12.77
Ca 1.99 2.45 2.32 1.97 2.20 8.86 10.81 0.88 1.11 0.82 1.18 1.44 1.21
Mg 1.22 1.44 1.13 1.12 1.26 2.10 2.42 1.81 1.96 1.82 1.45 1.31 1.07
将硬头黄竹竹株各个器官的 5种营养元素含量
按照年龄取平均值由大到小进行排序 , N元素含量
以叶最高 , 叶 >根 >蔸 >枝 >秆;P元素含量以叶
最高 , 叶 >根 >枝 >蔸 >秆;K元素含量以蔸最高 ,
蔸 >根 >秆 >枝 >叶;Ca元素含量以叶最高 , 叶 >
秆 >枝 >蔸 >根;Mg元素含量以叶最高 , 叶 >根 >
29　第 2期　张　鹏等:淯江河岸缓冲带硬头黄竹人工林生物量及 5种营养元素含量分配格局研究
蔸 >秆 >枝 。与木质化的秆和枝相比 , 除 K外 N、
P、 Ca、 Mg这 4种元素的含量均以叶最高 , 这因为
竹叶是光合作用的主要器官 , 代谢最为旺盛 , 因而
硬头黄竹竹株叶中的营养元素含量远高于其他器官。
然而 K在叶中的含量最少为 5.96g/kg。与其他竹种
相比 , 其含量小于雷竹 (6.55 g/kg)[ 6] 、 麻竹
(8.53g/kg)[ 5] 。这主要由于 K在植物体中主要以单
价离子的形态存在 , 其单价的离子移动性远强于 N、
P、 Ca、 Mg, 且淯江流域的降雨频繁强度大 , 雨水
对硬头黄竹竹叶中 K的淋洗率很高 , 而其秆的代谢
活动比较缓慢 , 故营养元素在秆中的含量相对其他
器官较低[ 13] 。硬头黄竹竹株的 5种营养元素含量在
不同器官分配上有很大差异 , 而同一器官的 5种营
养元素含量在不同年龄阶段上的分配与积累也有所
不同 。秆 、枝 、 叶中的 N、 P、 K营养元素含量随其
竹株年龄的增长而呈下降的趋势 。由于 N、 P、 K
营养元素可以被重新吸收 , 供植物进一步生长利
用 , 再则随其竹株年龄的增大其秆的含水率降低 ,
木质化过程逐渐完成 , 秆的干重增加 , 使得 N、 P、
K元素相对含量降低 , 这种现象在硬头黄竹 1年生
的笋子与 2年生的秆之间变化尤为明显 。硬头黄竹
竹株的枝和叶的 N、 P、 K元素含量有着同样的变
化趋势 , 只是变化幅度较秆稍小 。而硬头黄竹竹株
地下部分的根和蔸中的 N、 P、 K含量并没有明显
的随竹龄增长的变化趋势 。 Ca元素在韧皮部中不
能移动也就不能被再吸收和再利用 , 它在硬头黄竹
竹株的各个器官中的含量在竹龄为 2年时达到最
高。 Mg元素的含量在各年龄硬头黄竹竹株的各器
官中则保持着相对稳定的状态。
3.3　竹林各器官的营养元素贮存量
植物体各器官的营养元素贮存量是指一定时间
贮存在其现存生物量中的营养元素量 , 它取决于生
物量的积累和营养元素含量 [ 5] 。从上面的研究可
以看出 , 硬头黄竹竹株不同龄级不同器官的 5种营
养元素含量有很大的差异;而生物量在各龄级的分
配上也有所不同 , 即使在同一龄级内 , 不同径级的
竹株各器官的生物量所占的比例也是不同的 。因此
对于淯江河岸缓冲带上的硬头黄竹人工林的 5种营
养元素贮存量要按照不同年龄不同径级计算而得 ,
如表 3。
表 3　各不同年龄的硬头黄竹人工林各器官的 5种营养元素贮存量
Tab.3　Storageof5 nutrientsindiferentorgansofBambusarigida kg· hm-2
年龄 /a 器官 N P K Ca Mg 合计
1
秆 253.7 49.0 284.0 41.9 25.7 654.3
根 3.4 1.3 4.0 0.4 0.8 9.9
蔸 20.1 3.3 25.6 2.3 2.8 54.1
合计 277.2 53.6 313.6 44.6 29.3 718.3
2
秆 257.3 49.8 341.7 91.1 53.5 793.4
枝 50.1 9.9 42.5 10.0 5.7 118.2
叶 88.6 19.2 30.7 34.2 8.1 180.8
根 7.8 1.1 7.1 0.8 1.3 18.1
蔸 29.3 5.0 44.9 4.9 4.5 88.6
合计 433.1 85.0 466.9 141.0 73.1 1 199.1
3
秆 90.0 19.1 77.9 45.2 22.0 254.2
枝 20.1 3.7 17.1 4.8 2.7 48.4
叶 21.6 2.3 4.4 12.2 2.7 43.2
根 3.8 0.6 3.9 0.3 0.7 9.3
蔸 18.8 3.4 24.2 2.3 2.0 50.7
合计 154.3 29.1 127.5 64.8 30.1 405.8
全部 合计 864.6 167.7 908.0 250.4 132.5 2 323.2
从表 3得知 , 单位面积硬头黄竹人工林的 5种
营养元素的贮存量总和为 2 323.2 kg/hm2 , 占其单
位面积总生物量 98 672.01kg/hm2的 2.4%。从营养
元素形态来看 , 该人工林的 5种元素贮存量以 K最
高 , 为 908.0 kg/hm2占 39.1 %;其次是 N, 为
864.6 kg/hm2占 37.2%。这是因为 K和 N在硬头黄
竹各器官中的含量远高于其他营养元素 。硬头黄竹
人工林的 Ca、 P、 Mg的养分贮存量较 K、 N少。其
Ca为 250.4kg/hm2占 10.8%;P为 167.7kg/hm2占
7.2%;Mg为 132.5kg/hm2占 5.7%。从硬头黄竹
30 西　部　林　业　科　学 　　　　　　　　　　　　　2010年　
人工林的各器官的 5种营养元素贮存量来看 , 枝为
166.6kg/hm2占 7.2%;根为 37.3kg/hm2占 1.6%;
蔸为 193.4kg/hm2占 8.3 %。其所占比例分别与相
应器官生物量比例 7.37%、 1.49%和 7.33%持平。
硬头黄竹林秆的 5种营养元素贮存量最高为 1 701.9
kg/hm2占 73.3%, 较 78.76%的生物量比例有所下
降;叶为 224.0kg/hm2占 9.6 %, 较 5.05 %的生物
量比例有所上升 。这主要由此 5种营养元素含量在秆
和叶中的分布特征决定的。从硬头黄竹林各龄级的 5
种营养元素贮存量来看 , 具有相似性 , 其 1年生竹林
单位面积的 5种营养元素贮存量为 718.3 kg/hm2占
30.9%, 高于生物量比例 23.71 %;2年生竹林单
位面积的 5种营养元素贮存量为 1 199.1 kg/hm2占
51.6%, 与其生物量比例 50.90 %持平;3年生竹
林单位面积的 5种营养元素贮存量为 405.8kg/hm2
占 17.5%, 低于其生物量比例 25.39 %。
4　结语
(1)淯江河岸缓冲带硬头黄竹人工林单位面
积总生物量为 98 672.01 kg/hm2 , 与其他已知竹种
相比 , 硬头黄竹 (98.67 t/hm2 ) >巴山木竹
(Arundinariafargesi) (69.09 t/hm2)[ 14] >苦竹
(39.41 t/hm2)[ 9] >雷竹 (34.65 t/hm2)[ 8] 。与黎
曦在赣南研究获得的硬头黄竹单位面积生物量
(99.8 t/hm2)十分接近 。硬头黄竹人工林地上部
分的单位面积生物量为 89 970.4 kg/hm2占全体的
91.2 %;而地下部分单位面积的生物量为 8
701.61 kg/hm2占全体的 8.8 %。竹株各器官生物
量所占比例分别为秆 78.76 %、 枝 7.37 %、 叶
5.05 %、 根 1.49 %、 蔸 7.33 %。硬头黄竹单株
生物量与其胸径和年龄的相关性很高 。随着胸径的
增大和年龄的增长 , 各器官的生物量也在增加 。
(2)淯江河岸缓冲带的硬头黄竹各器官的 5种
营养元素含量均不相同。除 K外其他 4种营养元素
N、 P、 Ca、 Mg含量均以代谢旺盛的叶最高。 5种营
养元素总含量的平均值在硬头黄竹竹株各器官中的
含量由大到小排序依次为:叶 (42.62 g/kg) >蔸
(26.92g/kg) >根 (24.99 g/kg) >枝 (22.75 g/
kg) >秆 (21.83 g/kg)。而同一器官在不同年龄的
生长过程中 , 各营养元素含量呈现出规律性变化 ,
特别是在硬头黄竹 1年生与 2年生的竹株中 , N、 P、
K营养元素含量呈现下降趋势 , 这主要因为 N、 P、
K可以被重新吸收 , 重复利用;而 Ca与细胞壁结合
形成稳定化合物 , 含量在第二年达到最高值;Mg元
素的含量在其各年龄竹株的器官中则保持着相对稳
定的状态 , 无明显变化趋势。
(3)硬头黄竹人工林单位面积的 5种营养元
素贮存总量为 2 323.2kg/hm2 , 其中 K的贮存量最
高为 908.0 kg/hm2占 39.1 %, N较 K略低为
864.6 kg/hm2占 37.2%, Ca、 P和 Mg的贮存量仅
占总量的 20%左右 。虽然各种营养元素含量在秆
中很低 , 但由于其具生物量高的优势 , 而单位面积
5种营养元素的贮存量仍为 1 701.9 kg/hm2占其总
量的 73.3%。
参考文献:
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作用 [ J] .应用生态学报 , 1996, 7(4):439-448.
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