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The Effect of Management on the Growing and Form of Moso Bamboo Culms

人工经营对毛竹秆形结构变异的影响



全 文 :  收稿日期: 2000-09-26
基金项目: 国家“九五”攻关子专题“优质高效人造板竹林优化栽培模式研究”( 96-011-02-07)的主要内容之一
作者简介: 汪阳东( 1973-) ,男,安徽岳西人,研究实习员,硕士.
* 本文为作者硕士学位论文的一部分,承蒙马乃训先生指导,深表感谢!
  文章编号: 1001-1498( 2001) 03-0245-06
人工经营对毛竹秆形结构变异的影响*
汪阳东
(中国林业科学研究院 亚热带林业研究所,浙江 富阳 311400)
摘要: 在毛竹中心分布区福建省邵武市和江西省宜丰县调查研究了人工经营干扰对材用毛竹秆形
生长和变异的影响。结果表明: 不同经营强度下毛竹的秆形结构变异差异显著。立竹密度基本相似
的纯林中, 材用毛竹秆形生长表现为:集约经营优于一般经营, 一般经营优于粗放经营。在中心分
布区, 不论立地条件是否相同, 多年采取集约经营的毛竹的竹秆不仅尖削度小, 枝下高长, 壁厚,而
且全杆高度比一般经营的平均约高出 5% , 比处于粗放经营的高出达 12% ;采取集约经营的毛竹
的平均秆鲜质量可达 31. 37 kg, 而一般和粗放经营状态下分别仅为 28. 46 kg 和 23. 33 kg。不同经
营强度下毛竹秆高随胸径的基本变化规律相似, 但是集约经营的毛竹全秆高随胸径稳定增长,而
经营水平低的变化幅度大。即使毛竹的胸径相同,处于集约经营状态下毛竹秆高、秆鲜质量均比一
般经营和粗放经营的明显大。多年采取 3 种不同强度经营的毛竹主要秆形标识值之间关系可用不
同的数学模型描述。
关键词: 材用毛竹; 秆形结构; 人工经营强度
中图分类号: S795. 706    文献标识码 : A
毛竹( Phy llostachy s pubescens Mazel ex H. de Lehaie)生长快速并且可持续收获,因此近
些年我国毛竹材用林发展很快,经营强度也逐年提高。人工经营活动可以影响毛竹的秆形生
长。在不同立地条件下,采取各种不同经营措施如劈山、施肥等会不同程度地影响毛竹林分产
量[ 1~ 3]。研究人工经营活动对毛竹秆形结构影响的报道甚少, 开展这方面的研究, 不仅是研究
提高毛竹林分生产力的基础,也可以从宏观上评价营林措施的优劣,衡量材用毛竹林经营的经
济效益和制定合理的经营管理机制。
1 自然概况与研究方法
1. 1 试验地自然概况
试验地选在毛竹中心分布区的两个代表性地点:福建省邵武市和江西省宜丰县。邵武市位
于福建西北部武夷山区,地处 117°24′E, 27°18′N, 年均气温 17. 7℃,最低气温- 7. 5 ℃,年均
降水量 1 770. 4 mm, 年均蒸发量1 320 mm ,相对湿度82%,属中亚热带季风气候,土壤属山地
林业科学研究 2001, 14( 3) : 245~250                                
For est Resear ch                                           
红壤;宜丰县位于赣西北九岭山脉南麓, 地处 28°40′N, 114°30′~115°08′E, 年均气温 17. 1
℃,最低气温- 6. 1 ℃,年均降水量 1 700. 0 mm ,年均蒸发量 1 280 mm ,相对湿度 80% ,属中
亚热带季风气候, 土壤同邵武相似,以红壤为主。
1. 2 研究方法
1. 2. 1 样地设置 参考周芳纯等的方法[ 4~7]并结合生产实践,将毛竹经营管理强度分为 3个
等级:
集约经营:连续多年( 5 a 以上)劈山, 松土, 施肥, 留笋护竹,留养 2. 5~4. 0度,防治病虫
害,立竹度 1 950~2 200株·hm - 2。
一般经营: 连续 5 a以上劈山,留笋护竹,留养 2. 0~4. 0度, 防治病虫害,立竹度 1 950~
2 200株·hm- 2。
粗放经营: 经营不善, 砍伐过度或处于半荒芜或荒芜状态, 立竹度 1 950~2 200 株·
hm
- 2。
根据有关文献 [ 4~8]并结合毛竹林经营实践, 综合考虑影响具体某一产地毛竹林生长和产
量的有关因素,将毛竹立地条件分为 3个等级:
Ⅰ类立地:山谷,缓坡, 阳坡或半阴半阳坡, 土壤疏松、潮湿,土层厚≥80 cm,土壤腐殖质层
厚≥40cm。
Ⅱ类立地:低山坡中部, 缓坡,阳坡或半阴半阳坡, 土壤较疏松, 潮湿, 土层较厚, 约 60 cm
左右, 20 cm≤土壤腐殖质层厚< 40 cm。
Ⅲ类立地:低山坡上部或山脊,陡坡中上部,阳坡或阴坡, 土壤坚硬或粘、干燥,土层厚< 40
cm ,土壤腐殖质层厚度< 20 cm。
在宜丰县、邵武市的毛竹材用林中, 1998年按照上述经营等级和立地等级共设置 18块样
地,每种类型 2块。
1. 2. 2 样竹抽取和秆形因子调查方法 根据预备试验的分析结果,在样地内按 6~8 cm(不
含 8 cm )、8~10 cm (不含 10 cm )、10~12 cm(不含 12 cm)、12~14 cm (不含 14 cm)、14~16
cm 5个径阶随机抽取样竹共 743株, 所抽样竹均测量如下因子:竹秆鲜质量、全秆高、枝下高、
胸径、眉径和枝下节数(无凹槽节)。此外, 从所抽取的样竹中按每个样地每径阶各随机抽取一
半均分成 8段,测量每段近梢部的直径和壁厚。
1. 2. 3 数据分析方法 邵武市和宜丰县分别位于我国毛竹中心分布区的东西两区域,因此将
两地的调查数据在先后分别分析的基础上合并统计分析。数据统计分析应用 SYST AT 和
EXCEL7. 0软件。
2 结果与分析
2. 1 不同经营状况下毛竹秆形生长差异
2. 1. 1 毛竹秆形生长的经营性差异 将邵武、宜丰两地 3个经营等级下所测毛竹秆形标识值
进行方差分析。除枝下节数外,各标识值的方差分析结果均达到极显著或显著水平。现仅列出
不分立地类型的方差分析结果(表 1)。
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表 1 两地材用毛竹秆形生长方差分析
项目 胸径 全秆高 秆鲜质量 胸壁厚 枝下节数
F 值 37. 032 33. 971 26. 9 33. 12 2. 85
P 值 0   0   0  0  0. 058
 说明: P< 0. 05差异显著, P < 0. 01极显著, P > 0. 05差异不显著。下同。
  方差分析结果表明人工经
营干扰对毛竹秆形生长有明显
的影响。不论何种土壤和地形
条件的毛竹林分, 多年进行集
约经营的竹秆比仅一般经营的
竹秆约平均高出5%,比处于粗放经营状态的竹秆高出13%。集约经营的毛竹不仅秆高生长占
优势,而且竹秆壁厚,尖削度小。即使立地类型相似的毛竹林,如采取不同程度的经营管理,毛
竹的秆形生长也存在一定差异。如在邵武和宜丰,同属Ⅰ类立地, 经过集约经营的毛竹林的竹
秆比一般经营的毛竹林分的竹秆平均高出近 60 cm, 比处于在粗放经营状态竹林的竹秆平均
高出近 1. 5 m。竹秆的质量也有相应的变化(表 2、3)。
表 2 不分立地毛竹秆形标识值统计(林分均值)
经营措施 胸径/ cm 全秆高/ m 秆鲜质量/ kg 枝下高/ m 胸壁厚/ cm 枝下节数/节
集约经营 11. 00 15. 32 31. 4 6. 35 1. 452 17. 89
一般经营 10. 52 14. 47 28. 5 5. 83 1. 248 18. 27
粗放经营 9. 63 13. 25 23. 3 5. 33 1. 082 17. 19
表 3 3 种立地类型毛竹秆形标识值(林分均值)
经营措施 胸径/ cm 全秆高/ m 秆鲜质量/ kg 枝下高/ m 胸壁厚/ cm 枝下节数/节
Ⅰ 类 立 地
集约经营 11. 45 15. 72 31. 5 6. 67 1. 565 18. 37
一般经营 11. 05 15. 09 29. 8 5. 94 1. 324 18. 43
粗放经营 10. 09 14. 16 26. 2 5. 82 1. 058 17. 30
Ⅱ 类 立 地
集约经营 10. 96 14. 50 29. 6 6. 14 1. 502 18. 24
一般经营 10. 29 14. 16 26. 1 5. 82 1. 324 17. 31
粗放经营 9. 39 13. 45 24. 8 5. 62 1. 012 17. 52
Ⅲ 类 立 地
集约经营 10. 24 14. 09 26. 6 5. 72 1. 362 17. 19
一般经营 10. 02 13. 98 26. 6 5. 98 1. 234 18. 71
粗放经营 8. 79 11. 45 19. 3 4. 84 0. 875 17. 01
  无论采取何种强度经营的毛竹用材林,林分平均枝下节数变异不显著。3种类型经营状态
下,平均每竹枝下节数约18±5节。这表明毛竹的枝下节数(无凹槽节)与人工经营干扰相关不
紧密。
即使径阶相同,但如果多年( 5 a以上)采取了有效的经营措施,毛竹秆形生长会有一定的
变异。统计分析结果表明(表 4) :胸径为 8~10 cm 的毛竹在粗放经营状态林分中平均秆高仅
12. 5 m ,立竹秆鲜质量 21. 4 kg ,壁厚 0. 768 cm ;在多年劈山、调整密度和防治病虫害后平均秆
高可增加约 1 m,平均秆鲜质量可增加 2~3 kg ,平均壁厚增加约 0. 06 cm; 而在集约经营的毛
竹纯林中竹秆则平均可高达 15. 52 m, 秆鲜质量达 28. 1 kg ,胸壁厚为 0. 902 cm。此外,分析发
现中心分布区两地平均毛竹秆径变化率,集约经营为 8. 7% ,一般经营的为 10. 2%, 粗放经营
的为 12. 1% ,即集约经营的毛竹秆的尖削度比非集约经营的毛竹杆尖削度小, 竹秆出材率相
应提高。
247第 3 期           汪阳东:人工经营对毛竹秆形结构变异的影响             
表 4 不同经营强度毛竹林分的毛竹秆形平均标识值(不分立地等级)
经营措施 胸径/ cm 全秆高/ m 秆鲜质量/ kg 枝下高/ m 胸壁厚/ cm 枝下节数/节
集约经营
6~8 12. 31 14. 3 4. 04 0. 754 16. 34
8~10 15. 52 28. 1 6. 45 0. 902 17. 65
10~12 16. 71 36. 1 6. 55 1. 088 17. 16
12~14 17. 05 39. 8 7. 58 1. 226 19. 81
14~16 19. 24 58. 5 8. 16 1. 526 20. 74
一般经营
6~8 11. 81 13. 2 3. 65 0. 692 16. 23
8~10 14. 42 24. 7 5. 78 0. 832 16. 51
10~12 15. 75 29. 9 6. 62 0. 904 13. 58
12~14 16. 41 36. 2 7. 02 1. 152 19. 86
14~16 18. 23 52. 2 7. 65 1. 324 25. 75
粗放经营
6~8 10. 74 14. 5 3. 42 0. 642 17. 01
8~10 12. 51 21. 4 5. 02 0. 768 16. 32
10~12 14. 82 27. 8 6. 13 0. 838 17. 00
12~14 15. 89 35. 9 7. 57 1. 022 21. 35
14~16 16. 60 49. 7 7. 22 1. 186 18. 73
2. 1. 2 经营和立地对毛竹秆形生长的交互作用 方差分析结果表明,立地条件和经营强度对
毛竹秆形生长(除枝下节数外)的交互作用达显著或极显著水平(表 5)。可见在土壤和地形条
件各异的林地采取不同强度的经营管理措施,对林分和某一径阶毛竹秆形生长影响的程度不
等。
表 5 经营强度和立地等级对材用毛竹秆形生长影响的方差分析结果
项目 胸径 全秆高 秆鲜质量 枝下高 胸壁厚 枝下节数
F 值 4. 043 5. 42 3. 27 3. 908 3. 65 2. 260
P 值 0. 020 0. 005 0. 036 0. 004 0. 027 0. 095
  统计分析结果同样表明, 3种立地条件下,材用毛竹的秆形生长差异亦极显著。此外,无论
是人工经营干扰还是立地条件, 对毛竹枝下节数(无凹槽)的作用均不显著。
  图 1 中心产区 3种经营状态下全秆高- 胸径拟合曲线
2. 2 3类经营状况下毛竹秆形变异规律
2. 2. 1 3类经营状况下秆高与胸径的关系 毛竹
秆高随胸径的增加而增长的关系受经营管理的一
定程度影响。经模拟得出中心产区毛竹全秆高- 胸
径关系的最佳曲线(图 1)。3类经营(集约经营、一
般经营和粗放经营)状况下毛竹秆高随胸径的变化
曲线具有相似的规律,均以幂函数曲线拟合效果最
好,其次为多项式曲线。相应的模型为:
y= a1x 4+ b1x 3+ c 1x 1+ d1x + e1
y= f 1x
g
式中, y 为全秆高, x 为胸径。模型参数见表 6。
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表 6 不同经营状况下毛竹全秆高- 胸径最优模型的有关参数
经营措施 样本数 n a 1 b1 c1 d1 e1 f 1 g r
(幂函数)
r
(多项式) 适用范围
集约经营 245 - 0. 004 4 0. 211 2 - 3. 743 6 29. 686 - 75. 430 3. 120 5 0. 661 9 0. 90 0. 86 6 cm≤胸径≤
16 cm
一般经营 239 0. 000 5 0. 037 9 - 0. 850 3 8. 154 8 - 16. 261 3. 335 7 0. 629 4 0. 90 0. 87 6 cm≤胸径≤
15 cm
粗放经营 221 - 0. 018 0. 669 5 - 10. 014 0 - 140. 6 2. 873 0. 679 2 0. 87 0. 82 6 cm≤胸径≤
14 cm
  注: r 为复相关系数,下同。
由于在一般经营的毛竹林分中高径阶的毛竹(胸径≥14 cm)少,模型主要依中小径阶竹拟
合得出,因此所得模型的适用范围比集约经营的窄; 而处于粗放经营的毛竹林分中小径阶竹的
相对比例比一般经营毛竹林高,拟合得出的模型主要适用于处于粗放经营胸径≤12 cm 的毛
竹。
从 3类经营状况下毛竹秆高与胸径的变化关系曲线和模型可以看出, 3种经营状况下毛
竹秆高随胸径的变化趋势总体相似,但经过连年施肥、垦复的毛竹秆高随胸径稳定增长,而经
营水平低的毛竹秆高随胸径变化幅度大。即使同一胸径, 集约经营的毛竹秆仍稍高于一般性经
营的毛竹秆。这表明经营良好的竹林不仅整体生长最高,并且林分均匀。
2. 2. 2 不同经营状况下毛竹秆鲜质量随胸径的变异 拟合 3类经营状况下毛竹秆鲜质量和
胸径两标识值之间关系并选择相应的最优数学模型:
y= a2x
3
+ b2x
2
+ c2x+ d2
y= f 2x
j
式中, y 为秆鲜质量, x 为胸径。模型参数见表 7。
表 7 不同经营状况下毛竹秆鲜质量随胸径变异最优模型中的参数
经营措施 a2 b2 c2 d2 f 2 j 适用范围
集约经营 0. 10 2. 86 30. 31 - 90. 61 0. 68 1. 59 6 cm≤胸径≤16 cm
一般经营 0. 08 - 2. 22 23. 45 - 69. 65 0. 37 1. 83 6 cm≤胸径≤15 cm
粗放经营 0. 04 1. 40 - 10. 32 31. 44 0. 42 1. 77 6 cm≤胸径≤14 cm
  集约经营状态的毛竹秆鲜质量与胸径的关系以三次多项式曲线的拟合程度最佳, r =
0. 912, 幂函数曲线次之, r= 0. 901;一般经营的竹林,幂函数描述秆鲜质量随胸径变化的准确
性较高, r= 0. 92;处于荒芜或半荒芜的竹林,用幂函数曲线拟合毛竹秆鲜质量随胸径增长关系
的效果最佳, r= 0. 90。采取集约经营的林分中的毛竹,生长代谢活动旺盛,干物质积累量大,因
此胸径相同的毛竹,集约经营林分的活竹秆,其鲜质量高于一般经营和粗放经营的活竹秆。所
以,竹林经营中采取施肥、疏松土壤等集约经营措施能够促进毛竹生长, 提高竹林产量。
3 小 结
研究结果表明,在不同立地条件下采取不同强度经营的材用毛竹秆形生长差异明显。总体
上,集约经营的毛竹秆形整体优于一般经营和粗放经营。在中心分布区,不论立地条件是否相
同,多年采取集约经营的毛竹的竹秆不仅尖削度小, 枝下高长,壁厚,而且竹秆的生长量明显高
249第 3 期           汪阳东:人工经营对毛竹秆形结构变异的影响             
于一般经营和粗放经营的竹林。
不同经营强度下毛竹秆高随胸径的变化关系相似, 集约经营的毛竹全秆高随胸径稳定增
长,而经营水平低的变化幅度大。即使毛竹的胸径相同,处在集约经营状态下毛竹秆高、秆鲜质
量均比一般经营和粗放经营的明显大。多年采取 3种不同强度经营的毛竹主要秆形标识之间
变化各异。经营措施和立地条件对毛竹秆形生长和形成的交互作用明显。因此在毛竹经营中,
当首先选取良好的立地并且采取长期集约经营,促使毛竹秆形生长优良而且迅速,达到竹林高
产高效的目的。
参考文献:
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The Effect of Management on the Growing and Form
of Moso Bamboo Culms
WA N G Yang-dong
( Research In st itute of Su bt ropical Forest ry, CAF, Fuyang 311400, Zh ejing , Chin a)
Abstract: T he ef fect of management on g row ing and form of culms of moso bamboo
( Phy llostachy s pubescens) w ith the similar density about 1 950~2 200 culms per ha for
pr oducing culms was studied at the central dist ribut ion reg ion of moso bamboo in China, and
the results show ed the culms grow ing and form vary obv iously among the stands under
dif ferent management methods. In general , the culms o f moso bamboo managed for
pr oducing culms managed intensiv ely grow bet ter than that managed no rmally , and that
w ithout any management the w orst . Compared w ith that managed normally o r w ithout
management , the culms form of moso bamboo managed intensively are the best , and it is
higher by 5% in average than that managed normally , 12% higher than that w ithout any
measures. T he culms w eight of moso bamboo managed intensively can r each 31. 37 kg, but
that managed normally 28. 46 kg and 23. 33 kg w ithout any measures. The basic
relationships are sim ilar betw een the total height and DBH o f the culms managed at dif ferent
degr ees. T he relat ionships betw een the main form indexes o f moso bamboo culms managed
at dif ferent degr ees have been modeled.
Key words : mo so bamboo stands for pr oducing culms; culms form ; management intensity
250                林 业 科 学 研 究                第 14 卷