不同林分結(jié)構(gòu)對綿竹產(chǎn)量的影響研究

吳雨峰，程曉玲，曹小軍，熊 壯，張小平*，干少雄，張 好，尤繼勇

(1.四川省林業(yè)科學(xué)研究院，四川 成都 610081；2.布拖縣林業(yè)局，四川 布拖 616350)

不同林分結(jié)構(gòu)對綿竹產(chǎn)量的影響研究

吳雨峰1，程曉玲2，曹小軍1，熊 壯1，張小平1*，干少雄1，張 好1，尤繼勇1

(1.四川省林業(yè)科學(xué)研究院，四川 成都 610081；2.布拖縣林業(yè)局，四川 布拖 616350)

綿竹是四川優(yōu)良的鄉(xiāng)土竹種。本研究在綿竹主要分布區(qū)沐川、敘永設(shè)置了125個經(jīng)營水平大體一致的樣地開展不同林分結(jié)構(gòu)(年齡結(jié)構(gòu)、均勻度、整齊度和立竹度)對綿竹產(chǎn)量的影響研究。結(jié)果表明：綿竹林的年齡結(jié)構(gòu)、整齊度和立竹度對竹材產(chǎn)量有顯著影響，而均勻度對產(chǎn)量影響不顯著。當(dāng)綿竹林以1 a～2 a年生竹為主，整齊度為10，立竹度在10 000株·hm-2時，綿竹竹材產(chǎn)量最高，是綿竹林最優(yōu)林分結(jié)構(gòu)。

綿竹；均勻度；整齊度；立竹度

綿竹(Dendrocalamusfarinosus)，又名梁山慈竹、大葉慈，地下莖合軸叢生，主要分布于四川、貴州及云南西北部，為中亞熱帶竹種，具有產(chǎn)量高、抗逆性好、竹稈壁薄、纖維素含量高等特點(diǎn)[1～3]，是優(yōu)良的筍材兩用竹種。在四川盆地分布海拔150 m～1 200 m，西南山地海拔1800m亦有分布，既栽培于低山河谷區(qū)域，又野生于石灰?guī)r懸崖峭壁上，是耐瘠薄、耐寒性較強(qiáng)的大中型竹種[4]。作為川南地區(qū)主要的鄉(xiāng)土竹種，綿竹在退耕還林中得以大規(guī)模發(fā)展[5～6]。合理的林分結(jié)構(gòu)是竹林獲得豐產(chǎn)的前提條件，何仁華、鄭郁善、邱永華等[7～8]從年齡結(jié)構(gòu)、立竹度，地下結(jié)構(gòu)對毛竹產(chǎn)量進(jìn)行了相關(guān)研究，發(fā)現(xiàn)年齡組成、地下鞭結(jié)構(gòu)是影響毛竹筍產(chǎn)量的主要因素。黃大勇[10]在比較不同林分結(jié)構(gòu)的麻竹產(chǎn)量時發(fā)現(xiàn)：每年留養(yǎng)2株母竹并進(jìn)行合理修枝管理，可減少竹叢對養(yǎng)分的過多需求，麻竹的產(chǎn)量達(dá)到最高。茍光前等[11]對撐綠竹林分年齡組成、比例以及采伐強(qiáng)度等因子開展隨機(jī)區(qū)組試驗(yàn)，結(jié)果表明竹林在生產(chǎn)過程中不能只保留1 a生竹，應(yīng)保留一定數(shù)量的老竹，基本保留1 a生，而2 a生竹保留大部分，3a生竹保留較少部分的竹叢效果最好。

目前為止，竹林空間結(jié)構(gòu)的研究主要集中在毛竹等散生竹類，而關(guān)于綿竹林分結(jié)構(gòu)的相關(guān)研究鮮有報到，特別是年齡組成、空間結(jié)構(gòu)等研究缺乏。本文選擇綿竹年齡結(jié)構(gòu)、空間結(jié)構(gòu)、胸徑結(jié)構(gòu)和密度4個主要因子，研究不同林分結(jié)構(gòu)對綿竹產(chǎn)量的影響，旨在為綿竹的豐產(chǎn)高產(chǎn)經(jīng)營提供科學(xué)依據(jù)。

1 試驗(yàn)地概況

試驗(yàn)地點(diǎn)設(shè)置在綿竹資源較為豐富的沐川縣和敘永縣，該地區(qū)位于北緯28°99′～31°44′，東經(jīng)103°09′～105°50′，海拔350 m～800 m，屬于典型的中亞熱帶濕潤性季風(fēng)氣候，溫暖濕潤，年均氣溫12 ℃～18 ℃，年均空氣相對濕度83%，日照時數(shù) 1 148 h，無霜期達(dá)350 d以上。地貌以中低山地和丘陵為主，由于受地形地貌影響，區(qū)域氣候垂直變化較明顯。該地區(qū)綿竹林地多為退耕還林地，每年進(jìn)行砍伐，主要留存1 a～2 a生竹，存在少部分3 a生以上立竹。

2 研究方法

2.1 調(diào)查方法

在對研究區(qū)綿竹分布和經(jīng)營水平進(jìn)行初步調(diào)查的基礎(chǔ)上，2016年4月～6月選擇立地條件和經(jīng)營水平大體一致的綿竹林分，設(shè)置20 m×20 m臨時樣地開展調(diào)查，共調(diào)查樣地125個。分竹叢實(shí)測立竹的竹齡、胸徑、竹高，并選擇1至2株平均竹或優(yōu)勢竹伐倒，測定全高、直稈高、枝下高、竹節(jié)數(shù)、壁厚，按2 m區(qū)分段稱取稈重和枝葉重，同時詳細(xì)記錄海拔、坡位、坡度、土壤類型、土層厚度等環(huán)境因子。

2.2 單株竹重模型(地上部分)

樣地調(diào)查共砍伐選取長勢良好，不同胸徑和年齡的標(biāo)準(zhǔn)竹共143株，將選取的竹株從稈基處鋸斷，分別測量稈重和枝葉重，將胸徑與單株竹重建立模型，選擇指數(shù)模型W=aDb對直稈重(不包含稈梢和枝葉重量)和總重進(jìn)行擬合，用均方根誤差RMSE和相關(guān)指數(shù)R2來評價模型，結(jié)果見圖1和表1。

圖1 胸徑-直桿重/總重擬合曲線圖Fig. 1 Fitting curve of D-weight

表1胸徑-直桿重/總重擬合結(jié)果

Tab. 1 Fitting result of D-weight

從結(jié)果可以看出，胸徑-直桿重模型擬合的RMSE為9.161，R2為0.693；胸徑-總重模型RMSE為12.903，R2為0.629，建模具有較好的擬合精度，適用于計(jì)算單株竹的直桿重和總重量，其中：

胸徑-直桿重模型表達(dá)式為：

W直桿=0.042D2.67

胸徑-總重模型表達(dá)式為：

W總=0.098D2.438

式中W表示重量，單位kg；D表示胸徑，單位cm。從兩個模型可以看出，直桿重與總重具有明顯的相關(guān)性，直桿重與總重之比近似為一個固定比例關(guān)系。直桿重越大，總重也越大，本研究選擇用單株總重作為綿竹產(chǎn)量的評價指標(biāo)。

2.3 分析方法

為了更好地分析年齡與綿竹產(chǎn)量的關(guān)系，將樣地按照不同的林分因子進(jìn)行分組。將樣地的竹株年齡按照1 a～2 a生，1 a～3 a生，1 a～4 a生3個年齡跨度進(jìn)行分組，劃分為Ⅰ、 Ⅱ、Ⅲ 3個年齡結(jié)構(gòu)。

本研究選擇均勻度表述立竹的空間分布，用整齊度來表述胸徑分布，選擇立竹度來評價林分密度。其中均勻度為：

其中，ni為第i個檢尺竹叢立竹株數(shù)；m為檢尺竹叢數(shù)。E值越大，表示均勻度越大，說明林分中竹叢的平均立竹株數(shù)越多，各竹叢竹株數(shù)越趨于均勻分布。類似的，整齊度定義為：

Di為樣地中(不考慮竹叢)第i株檢尺竹的胸徑；n為檢尺立竹總株數(shù)。UD越大，表示整齊度越大，說明立竹的平均胸徑越大，立竹胸徑分布越集中。

3 結(jié)果與分析

3.1 不同年齡結(jié)構(gòu)對綿竹產(chǎn)量的影響

對125個樣地按照年齡結(jié)構(gòu)進(jìn)行分組，統(tǒng)計(jì)結(jié)果見表2?？梢钥吹侥挲g結(jié)構(gòu)對綿竹產(chǎn)量有顯著影響，當(dāng)年齡結(jié)構(gòu)為Ⅰ，即1 a～2 a生立竹為主體時，單株重達(dá)到了10.89 kg，新竹單株重達(dá)到11.30 kg，顯著高于Ⅱ和Ⅲ年齡結(jié)構(gòu)；其次是Ⅲ年齡結(jié)構(gòu)，單株重和新竹單株重分別為9.12 kg和9.14 kg；產(chǎn)量最低的是年齡結(jié)構(gòu)Ⅱ；其單株重和新竹單株重為8.38 kg和8.60 kg，Ⅱ、Ⅲ兩組之間差異不顯著。

表2不同年齡結(jié)構(gòu)綿竹產(chǎn)量分析

Tab. 2 Analysis of bamboo yield in different age structures

產(chǎn)量指標(biāo)年齡結(jié)構(gòu)樣地數(shù)均值(kg)顯著性單株重Ⅰ6210．89aⅢ219．12bⅡ428．38b新竹單株重Ⅰ6211．30aⅢ219．14bⅡ428．60b

3.2 均勻度對綿竹產(chǎn)量的影響

對每個樣地的均勻度做整化處理，采用類似胸徑徑階的整化方法，以1為分組間隔，將樣地按照勻度進(jìn)行分組，結(jié)果見表3。

表3均勻度對綿竹產(chǎn)量影響分析

Tab. 3 Analysis of bamboo yield in different even degrees

均勻度(E)樣地數(shù)均值(kg)顯著性單株重3399．90a4419．59a2458．92a新竹單株重33910．68a4419．35a2459．00a

結(jié)果表明：不同均勻度的綿竹產(chǎn)量差異不顯著。當(dāng)均勻度為3時，綿竹產(chǎn)量最高，其單株重與新竹單株重分別為9.90 kg和10.68 kg；均勻度4次之，綿竹單株重為9.59 kg，新竹單株重9.35 kg；而均勻度為2時，單株重與新竹單株重分別為8.92 kg和9.00 kg，均為最低?？梢?，不同均勻度下綿竹產(chǎn)量變化不明顯，說明均勻度不是影響綿竹產(chǎn)量的主要因素。

3.3 整齊度對綿竹產(chǎn)量的影響

類似的，對整齊度進(jìn)行整化處理，以2為分組間隔，結(jié)果見表4。從表中可以看出：整齊度對綿竹產(chǎn)量的影響顯著。隨著整齊度越大，綿竹的單株重與新竹單株重均呈現(xiàn)增加的趨勢，當(dāng)整齊度為10時，單株重和新竹單株重達(dá)到最大值12.12 kg和11.97 kg；而整齊度為4時，單株重和新竹重則為最小值8.01 kg和8.16 kg。結(jié)果表明整齊度越大，林分平均胸徑越大，胸徑分布越集中，綿竹竹材產(chǎn)量越大。

3.4 立竹度對綿竹產(chǎn)量的影響

根據(jù)樣地的立竹度分布范圍，以 2 000株·hm-2為間隔，將不同樣地分為(8 000株·hm-2、10 000株·hm-2、12 000株·hm-2、14 000株·hm-2、16 000株·hm-2、18 000株·hm-2)6個組，見表5。結(jié)果顯示立竹度對綿竹產(chǎn)量有顯著的影響，當(dāng)立竹度為 10 000株·hm-2時，此時單株重和新竹單株重均達(dá)到最大值11.71 kg和11.87 kg，與其他立竹度的綿竹產(chǎn)量差異顯著，這與曹小軍[3]等對綿竹開展林分密度調(diào)控的試驗(yàn)結(jié)果是比較接近的，當(dāng)立竹度為 8 000株·hm-2、12 000株·hm-2、14 000株·hm-2、16 000株·hm-2、18 000株·hm-2，單株重分別為8.42 kg、9.25 kg、8.66 kg、8.53 kg、9.03 kg；而新竹單株重為8.63 kg、9.15 kg、9.06 kg、8.38 kg、8.77 kg，可見單株重和新竹單株變化并不一致，考慮到這5種情況的產(chǎn)量差異不顯著，這一結(jié)果可能是抽樣隨機(jī)誤差造成的。

表4整齊度對綿竹產(chǎn)量影響分析

Tab． 4 Analysis of bamboo yield in different uniform degrees

整齊度(UD)樣地數(shù)均值(kg)顯著性單株重102612．12a82510．53a6339．07b4418．01b新竹單株重102611．97a82510．49a6339．79b4418．16b

表5立竹度對綿竹產(chǎn)量影響分析

Tab． 5 Analysis of bamboo yield in different density

立竹度(株·hm-2)樣地數(shù)均值(kg)顯著性單株重100001311．71a12000159．25b18000229．03b14000238．66b16000298．53b8000138．42b新竹單株重100001311．87a12000159．15b14000239．06b18000228．77b8000138．63b16000298．38b

4 結(jié)論與建議

本研究對沐川、敘永的綿竹生長現(xiàn)狀進(jìn)行調(diào)查，開展不同年齡結(jié)構(gòu)、均勻度、整齊度和立竹度下綿竹產(chǎn)量的影響研究。結(jié)果表明：年齡結(jié)構(gòu)、整齊度、立竹度對綿竹產(chǎn)量有顯著的影響，而均勻度對產(chǎn)量的影響不顯著。綜合考慮不同因子對綿竹產(chǎn)量的影響，當(dāng)綿竹林以1 a～2 a生竹株為主，整齊度達(dá)到10，立竹度為 10 000株·hm-2時，綿竹竹材產(chǎn)量最高，是綿竹林的最優(yōu)林分結(jié)構(gòu)。從實(shí)際生產(chǎn)實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)和可持續(xù)發(fā)展的角度考慮，這一林分結(jié)構(gòu)狀態(tài)也是比較合理的。

需要指出的是，本研究以樣地作為研究對象，考慮不同林分結(jié)構(gòu)對綿竹產(chǎn)量的影響，并沒有對樣地內(nèi)不同竹叢間的結(jié)構(gòu)差異進(jìn)行深度討論。由于叢生竹不同于散生竹的生長方式，不同竹叢之間的林分結(jié)構(gòu)差異也是不應(yīng)忽視的問題，還需要進(jìn)一步探討。

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TheInfluenceStudyofStandStructureontheYieldofDendrocalamusfarinosus

WU Yu-feng1CHENG Xiao-ling2CAO Xiao-jun1XIONG Zhuang1ZHANG Xiao-ping1GAN Shao-xiong1ZHANG Hao1YOU Ji-yong1

(1.Sichuan Academy of Forestry,Chengdu 610081,China; 2. Forestry Bureau of Butuo County,Butuo 616350,China)

Dendrocalamusfarinosusis one of the native bamboos in Sichuan. In this study, the influence of bamboo age, even degree, uniform degree and density on bamboo yield were estimated by setting 125 sample plots which were managed in similar measures. The result showed that there were significant influence of age, uniform degree and density on bamboo yield, but the influence of the even degree was insignificant on the yield. As a consequence, it was found that the age structure(1 a～2 a prevailed), 10 values uniform degree and 10000 plants per hectare were most optimized forest structure,able to obtain the highest yield.

Dendrocalamusfarinosus,Even degree,Uniform degree,Density

2016-12-15

四川綿竹林分結(jié)構(gòu)與空間配置研究(編號：JB2015-17)。

吳雨峰(1990-)，男，助理工程師，碩士，主要從事森林經(jīng)理研究及森林資源調(diào)查工作。

*通訊作者：張小平(1966-)，男，高級工程師，主要從事森林培育研究工作。

10.16779/j.cnki.1003-5508.2017.04.002

S758.5

:A

:1003-5508(2017)04-0006-04