橄榄竹单株地上部分生物量结构分析

廖鹏辉，郑 蓉，林阳峰，连华萍，温晓芸

(1.福建省林业科学技术推广总站，福建 福州 350003； 2.福建省林业科学研究院，福建 福州 350012；3.邵武市林业局，福建 邵武 354000； 4.三明市林业局，福建 三明 365000)

橄榄竹单株地上部分生物量结构分析

廖鹏辉1，郑 蓉2，林阳峰3，连华萍4，温晓芸2

(1.福建省林业科学技术推广总站，福建 福州 350003； 2.福建省林业科学研究院，福建 福州 350012；3.邵武市林业局，福建 邵武 354000； 4.三明市林业局，福建 三明 365000)

在福建省永安市，采取标准地法对2～5年生橄榄竹的地上生物量进行测定，分析单株及各器官生物量分配情况。结果表明，竹秆、枝、叶的平均含水率分别为45.5%、47.45%、55.65%，并随着竹龄增加呈现逐年下降的趋势；橄榄竹秆生物量自基部向梢部逐渐降低，近基部第1段(竹高1.5 m段)生物量占总秆重比重最大，达26.0%；单株各器官生物量占总量的百分比大小排序为：竹秆>竹枝>竹叶；成竹生长在4年生时竹秆生物量达最大值，5年生时竹枝、竹叶的生物量达最大值，可进行竹材的采伐利用。采用线性、乘幂函数对地上部分单株生物量与胸径进行回归拟合，其相关系数均达0.84以上，可用于估算橄榄竹单株生物量。

橄榄竹；含水率；生物量；拟合模型

林木生物量是森林生态系统最基本的数量特征，既是一个经济指标，表明森林的经营水平和开发利用价值；又是一个生态指标，反映森林与其环境在物质循环和能量流动上的复杂关系。竹林是森林重要组成部分，其高生物量不仅可为竹材生产提供充分的加工原料，而且具有较强的水土保持能力。橄榄竹(Indosasagigantea)为竹亚科(Bambusoideae)大节竹属(Indosasa)的混生竹种，原产福建，适生于中低山中、下部、丘陵坡中、下部以及山凹谷地等，具有生态适应性强、生长迅速、产量高等特点，在福建省邵武、建瓯、永安、将乐、周宁等县市均有分布[1]。橄榄竹的竹秆圆满通直，节间长，分枝平展，竹叶浓密，竹冠层状，是优良的园林观赏竹种，同时是发展浆用竹种的备选材料，也可用于生产竹重组材[2-3]。本文对橄榄竹的单株地上部分生物量及其器官分配情况进行研究，建立生物量拟合模型，旨在为橄榄竹的定向培育与生产潜力评价提供参考。

1 材料与方法

1.1 研究区概况

研究区设在福建省永安市，地处武夷山脉与戴云山脉所夹的纵谷地带，境内山峦起伏，溪谷纵横，地形变化复杂，地带性林分为常绿阔叶林。研究区内温暖湿润，雨量充沛，属中亚热带海洋性兼大陆性季风气候区，海拔200～600 m，年均气温19.1 ℃，最低温度0～-4 ℃，极端低温-8 ℃，年均降水量1600～2000 mm，相对湿度75%～85%，≥10 ℃年活动积温6052 ℃，年无霜期300 d，土壤以山地壤为主。

1.2 研究材料

2010年在永安市洪田镇、小陶镇两地选择具有代表性的橄榄竹林，洪田镇竹林立竹数4500株·hm-2，平均胸径9.0 cm，平均竹高14.8 m，年产笋量达7590 kg·hm-2；小陶镇竹林立竹数4200株·hm-2，平均胸径9.2 cm，平均竹高13 m，年产笋量达6262 kg·hm-2。

1.3 研究方法

生物量调查采取标准地法。在研究区橄榄竹林各设置5块标准样地，样地面积20 m×20 m，进行每竹检尺(年龄、胸径、竹高、枝下高、冠幅)，根据年龄、平均高和平均胸径等调查指标，选择2～5年生的标准竹各3根，齐地伐倒，测量标准竹的竹高、胸径、枝下高等生长指标(由于调查时当年生新竹部分器官未能全部生长完成，此次未列入分析)。标准竹的竹秆生物量测定采用分段称重法，以2 m为区分段，分成8段(离竹秆基部1.5 m为第1段，此后2 m为1段)，对各区分段称取鲜重；枝、叶器官生物量用分层标准枝法，选取上、中、下枝各1枝，分别标准竹枝、叶2部分称鲜重；各年龄分别取竹秆、竹枝、竹叶的上中下部的混合样带回实验室，105 ℃杀青后，85 ℃下烘干至恒重，测定各器官含水率，计算各段、各器官的生物量。

1.4 统计分析

采用Excel进行数据分析与拟合曲线。

2 结果与分析

2.1 单株地上部分器官含水率分析

竹子不同器官因组织结构、功能、年龄的不同，其含水率具有差异。研究橄榄竹各器官含水量情况，可为竹种的生物量分析、需水特性研究以及竹材利用提供参考。

由表1可知，橄榄竹地上部分各器官(秆、枝、叶)平均含水率大小为：竹叶(55.65%)>竹枝(47.45%)>竹秆(45.5%)，其中竹叶含水率分别是枝、秆的1.18倍、1.22倍。比较不同年龄各器官的含水率表明，竹秆、枝、叶的含水率呈现逐年下降的变化，2～5年生竹叶含水率每年分别下降1.2%、1.4%、1.0%，竹枝含水率分别下降1.5%、2.3%、2.3%，竹秆含水率分别下降1.6%、3.2%、0.8%，这与竹株一经形成，其高度、粗度和体积便不再增长，此后为干物质逐年积累的结果相一致[4]。

表1 不同年龄各器官的含水率 %

2.2 竹秆生物量的垂直结构分析

研究表明，竹秆生物量随着竹子高度的增加，呈现递减趋势，竹秆各段生物量的分配规律反映出不同竹种的秆形结构，这对于竹材的利用工业化具有一定的指导意义。

2～5年生橄榄竹的竹秆按2 m分段，各段生物量占全秆生物量的百分比见表2。由表2可知，橄榄竹的竹秆自基部向梢部，各段秆生物量占全秆生物量的百分率呈现逐渐降低的趋势。近基部第1段(竹高1.5 m段)生物量占全秆生物量的百分率平均值为26.0%，为最高值；第7段生物量百分率为6.9%，为最低值；近尾梢第7段后的秆重百分率仅占7.0%。分析其因，随着竹秆高度的增大，竹秆直径与壁厚逐渐减小，竹秆生物量随之减少，占全秆生物量的百分率也减少。比较不同年龄的各段秆生物量表明，5年生橄榄竹的第1、2段秆生物量百分率均为最大值，分别是29.9%、16.7%；其次为2年生竹秆，其第1、2段秆生物量分别是26.6%、15.4%；而各年龄前7段秆生物量之和百分率排序依次为2年生(96.2%)>5年生(95.5%)>3年生(93.6%)>4年生(89.8%)。

表2 不同年龄竹秆分段生物量分配

2.3 不同器官生物量结构分析

竹子地上部分的生物量包括秆、枝、叶3个器官。2～5年生橄榄竹单株的秆、枝、叶生物量测定结果见表3。由表3可知，橄榄竹地上部分各器官生物量占总生物量的百分比大小为：竹秆(59.60%)>竹枝(25.95%)>竹叶(14.45%)。比较不同年龄橄榄竹的各器官生物量表明，4年生橄榄竹的竹秆生物量占单株的比例最大，为65.74%；5年生则最小(53.31%)；2年生、3年生竹秆差异不明显。由此表明，新竹形成后，橄榄竹成竹生长在4年生时竹秆生长量达到较高值，枝叶生长量在5年生时也达到高峰。

表3 单株地上部分秆、枝、叶生物量百分比

2.4 不同年龄单株生物量结构分析

2～5年生橄榄竹的地上部分各器官生物量的分配情况见图1。由图1可知，橄榄竹地上部分各器官生物量大小顺序：竹秆>竹枝>竹叶，其中竹秆生物量分别是枝、叶的2.5倍、3.0倍。

2～5年生单株生物量差异不明显，其生物量大小顺序为：4年生>5年生>3年生>2年生，即随着竹株的生长，其生物量呈现逐年增长趋势，在4年生时达到较高值。比较不同年龄各器官的生物量得出，4年生竹秆生物量达最大值，5年生竹枝、竹叶的生物量达最大值，表明橄榄竹在4～5年生时适宜竹材的采伐利用。对橄榄竹不同年龄单株及不同器官生物量方差分析表明，不同年龄间的单株生物量差异不显著(F=3.015F0.01=6.992)。

2.5 单株生物量的拟合模型

胸径是反映竹林生长好坏、估测竹子生物量的重要因子[5-6]。在橄榄竹培育管理时，为了便于直接估算橄榄竹的生物量大小，对橄榄竹单株地上部分的生物量与胸径进行线性、乘幂函数的回归拟合，结果见表4。由表4可知，采用线性、乘幂函数拟合单株生物量与胸径关系的效果较好，其相关系数达0.84以上，P值为0.000，建立的回归模型适用于所研究区域及周边地区。

表4 橄榄竹地上部分单株生物量拟合模型

3 小结与讨论

从竹秆分段生物量重来看，不同年龄橄榄竹的秆生物量自基部向梢部，其生物量百分率逐渐降低，近基部第1段(竹高1.5 m段)生物量百分率最大，平均值达26.0%；竹秆前7段所占的百分率平均值达93.0%，可用于竹材生产。从单株秆、枝、叶生物量来看，不同器官间的生物量差异达极显著水平，各器官大小顺序为：竹秆>竹枝>竹叶，竹秆生物量占全株比例平均值为59.60%，与前人研究的毛竹、撑绿竹等值相近[7-8]；竹枝平均所占比例为25.95%；竹叶所占比例最小，平均值14.45%。同时，橄榄竹成竹生长在4年生时竹秆生长量达到较高值，枝叶生长量在5年生时也达到高峰。从单株生物量来看，不同年龄间的单株生物量差异不显著，不同年龄竹株大小顺序为：4年生>5年生>3年生>2年生，4年生竹秆生物量达最大值，5年生竹枝、竹叶的生物量达最大值，因此，橄榄竹在4～5年生可进行竹材利用。对橄榄竹地上部分生物量与胸径拟合建立数学模型，采用线性、乘幂函数进行回归拟合，其相关系数达0.84以上，可用于直接估算橄榄竹单株生物量。

综上所述，橄榄竹作为福建省优良乡土经济竹种，兼有笋用、材用与观赏的价值，市场潜力大，发展前景广。充分利用橄榄竹分布区的资源优势，根据各年龄生物量结构特点与纤维形态特性[2]，选择在竹株生长最佳成熟期(4～5年生时)进行竹材采伐利用，不仅可增加橄榄竹利用途径，还能提高竹材利用率。此外，橄榄竹的生长受到环境影响明显，现有竹林大多处于野生、半野生状态，人工干扰较小，拟合模型有待进一步在更大范围推广研究。

[1]中国科学院中国植物志编辑委员会.中国植物志：第九卷：第1分册[M].北京：科学出版社，1996：107-152.

[2]郑蓉，刘晓辉，廖鹏辉，等.4种福建乡土竹种的纤维形态分析[J].防护林科技，2010，97(4)：24-26.

[3]连巧霞.三种福建特有观赏竹研究[J].竹子研究汇刊，2006，25(2)：60-62.

[4]周芳纯.竹林培育[M].北京：中国林业出版社，1981：210-213.

[5]熊壮，董文渊，刘时才，等.梁山慈竹秆形结构和地上生物量结构研究[J].林业科技开发，2010，24(3)：81-82.

[6]郝云庆，江洪，向成华，等.天目山毛竹种群生物量结构[J].四川林业科技，2010，31(4)：29-34.

[7]郑郁善，洪伟.毛竹经营学[M].厦门：厦门大学出版社，1998：117-134.

[8]付建生，董文渊，韩梅，等.撑绿竹不同径阶的生物量结构分析[J].林业科技开发，2007，21(5)：47-49.

Structure Analysis on Aboveground Biomass of IndividualIndosasagigantean

LIAO Penghui1，ZHENG Rong2，LIN Yangfeng3，LIAN Huaping4，WEN Xiaoyun2

(1.PopularizationStationofForestryScience&TechnologyofFujianProvince，Fuzhou350003，Fujian，China；2.FujianAcademyofForestry，Fuzhou350012，Fujian，China；3.ShaowuForestryBureau，Shaowu354000，Fujian，China； 4.SanmingForestryBureau，Sanming365000，Fujian，China)

In Yongan City of Fujian Province，the aboveground biomass of 2～5-year-oldIndosasagiganteanwere measured，and the biomass distribution of single plant and organ were analyzed.The results showed that the average moisture content of bamboo culm，branches，leaves was respectively 45.5%，47.45% and 55.65%，of which was decreased year by year with the increase of bamboo age.The stem biomass ofIndosasagiganteanreduced gradually from base to tip.The biomass at the first segment near the base of bamboo (1.5 m high) was the maximum accounted for 26 percent of total culm weight.The biomass of per plant organs accounted for the percentage of the total was that：culm>branches>leaves.The biomass of bamboo culm reached the maximum when bamboo was 4 years old.When the bamboo was 5 years old，the biomass of the bamboo branches and the bamboo leaves reached the maximum，and the bamboo can be harvested and utilized.The above ground biomass and diameter at breast height (DBH) was fit by using linear and power function regression fitting，which can be used to estimate the average biomass ofIndosasagiganteanwhen the correlation index was higher than 0.84.

Indosasagigantean；moisture content；biomass structure；fitting model

10.13428/j.cnki.fjlk.2016.04.016

2016-03-24；

2016-05-17

福建省科技厅科研重点项目(2007N0021)；福建省林业厅林业科研项目(闽林研[2015]73号)；国家林业局南方山地用材林培育重点实验室、福建省森林培育与林产品加工利用重点实验室资助项目

廖鹏辉(1984—)，男，福建泉州人，福建省林业科学技术推广总站工程师，硕士，从事森林培育研究。E-mail：afcom@126.com。

郑蓉(1972—)，女，福建莆田人，福建省林业科学研究院教授级高工，博士，从事竹类研究。E-mail：zhengrongyy@163.com。

S795.9；S718.55+6

A

1002-7351(2016)04-0076-04