寿竹不同径阶母竹造林效果比较分析
2017-05-30童龙高勇军李彬
童龙 高勇军 李彬
摘要 [目的]研究寿竹不同径阶母竹造林在造林成本、造林成效、筍竹生长、生物量分配特征等方面的差异性,比较不同径阶寿竹母竹在造林中存在的优缺点。[方法]以不同径阶寿竹母竹造林地为试验林,在同样的抚育管理下,造林4年后对全林生长指标进行实测调查及分析比较。[结果]在造林成本方面,发现径阶≤2 cm母竹的造林成本分别比径阶为3~5 和≥6 cm母竹造林少4 500、10 500元/hm2;小母竹造林成林时间平均比大母竹造林成林时间早,但成材时间晚;3~5 cm径阶母竹造林形成的林分,出笋数最多,退笋率最低。[结论]该研究可为寿竹母竹造林的推广种植提供理论依据。
关键词 寿竹;不同径阶母竹;造林成本;造林成效;生物量分配特征
中图分类号 S795 文献标识码 A 文章编号 0517-6611(2017)28-0158-03
Abstract [Objective]To study the variation of the cost of afforestation, the effect of afforestation, the growth of bamboo and bamboo shoots, the biomass allocation characteristics of Phyllostachys bambusoides by mother bamboo within different diameter. And the advantages and disadvantages were compared in the afforestation work by Phyllostachys bambusoides as mother bamboo within different diameter. [Method]In the same tending and management, the growth indicators of the whole forest was carried out after 4 years, and the growth indicators were analyzed and compared. [Result]The results showed that the cost of afforestation by mother bamboo with the diameter of less than 2 cm was 4 500 and 10 500 yuan/hm2 less than that afforestation by mother bamboo with the the diameter of 3-5 cm and more than 6 cm. The time of forest establishment by Mother bamboo with little diameter was earlier than that afforestation by Mother bamboo with big diameter, but the time of growing into useful timber were late. Forests formed by Mother bamboos from 3 to 5cm diameter, the number of shoots was the highest, and the rate of degrading shoots was lowest. [Conclusion] The study can provide a theoretical basis for the the actual work of afforestation by Phyllostachys bambusoides.
Key words Phyllostachys bambusoides;Mother bamboo within different diameter;Cost of afforestation;Effect of afforestation;Biomass distribution characteristic
寿竹(Phyllostachys bambusoides f.shouzhu),为禾本科竹亚科刚竹属竹种,主要分布于重庆市、四川省东部等地,在重庆市梁平区分布广泛,近年来在各种利好政策的支持下,梁平地区的寿竹种植面积不断扩大,目前种植面积已达1.3余万hm2[1]。寿竹单轴散生,秆高达18 m,直径4~13 cm,秆的节间长,最长可达50 cm。在年平均温度12~17 ℃、年降雨量1 200 mm以上的地区均适宜生长[2]。寿竹是重庆市优良竹种之一,是一种优质高效的笋材两用大径竹种,可以称之为全身皆宝,竹秆的加工性能很好,不仅能制作竹椅、凉床等日常生活用具,还能够用于造纸等工业化生产;寿竹笋味比毛竹笋味更甜美;此外,寿竹的箨壳是制作高档包装品的上等材料[3]。
目前在生产中,寿竹造林通常以母竹造林为主,但是对于大径竹种造林,在母竹大小选择上尚未见统一标准[3-4]。笔者以重庆梁平近年新造林的寿竹林为研究对象,对不同径阶的寿竹母竹造林在造林成本、造林成效、筍竹生长、立竹生物量分配特征等方面进行研究,分析不同径阶的寿竹母竹造林的利弊,以期为促进当地寿竹造林工作的有效开展及大径竹种在造林上的母竹选择提供理论依据。
1 材料与方法
1.1 研究地概况
试验地在重庆市梁平区明月山中段百里槽的竹山区,位于107°30′~107°41′ E,30°39′~30°51′ N。生境海拔500~1 100 m,年均气温14~16 ℃,无霜期250 d 左右,年均降水量1 200~1 400 mm,相对湿度85%。土壤为山地黄壤,pH 4.71,有机质含量69.71 mg/kg,全氮含量1.67 g/kg,全磷含量0.87 g/kg,全钾含量9.93 g/kg。
为全面进行不同径阶寿竹母竹造林的分析比较,通过查阅相关资料,结合当地现有的寿竹新造林实际情况,确定刘家山、风车垭口、原煤沟3个试验点,每个试验点分别设置3块10 m×10 m试验样地,3个试验点的造林母竹为径阶小于2 cm、3~5 cm、大于6 cm 3个水平,造林年度均为2010年,初植密度均为1 500株/hm2。
1.2 研究方法
3个试验点造林均采取全垦整地,2010年1—2月植苗。截梢后留5~6盘枝,在天气、土壤、竹鞭及根系湿润度相同的条件下植苗,初植株行距均为2 m×3 m,初植成活率达100%。2011—2013年每年抚育2次,施肥2次。第4年后各点采取同样方法进行了疏伐和施肥。疏伐原则:砍密留稀、砍小留大、砍病留健、砍弱留强。施肥方法:沿沟施,沟深约20~30 cm[5]。2014 年6月对全林株数和径阶进行实测、统计。
1.3 测定项目与方法
2014 年6月对全林进行实测株数、胸径。2015、2016年每年的5月进行观测,测定项目包括发笋数、新竹数、保留株数等。
2015年9月在3个试验点的寿竹林中,调查各样地内所有立竹,然后分别选取2年生寿竹标准立竹各3株,齐地伐倒,将样竹的秆、枝、叶分离,分别测定鲜重,再分别取秆、枝、叶的混合鲜样(100±0.5) g,经105 ℃杀青后,于70 ℃烘干至恒重,用感量为0.01 g的电子天平称量,测定并计算其含水率,统计各构件的生物量。
1.4 数据处理
采用Excel 2010和SPSS 18.0软件对数据进行统计分析,采用单因素(Oneway ANOVA)和LSD法进行方差分析和多重比较(α=0.05)。利用Excel 2010软件作图,图表中数据为平均值±标准误。
2 结果与分析
2.1 寿竹不同径阶母竹造林成本比较
对寿竹不同径阶母竹造林的成本进行核算,其中,苗木价格、运输费用和劳动工价根据2015年重庆市苗木交易市场的平均数据计算。造林成本见表1。
由表1可知,径阶≥6 cm的母竹造林成本最高,径阶3~5 cm的母竹造林成本次之,径阶≤2 cm的母竹造林成本最低。径阶≥6 cm的母竹1 hm2造林成本比径阶在3~5 cm的母竹造林成本高29.63%,比≤2 cm的母竹造林成本高66.67%。造林成本的差异主要是由于苗木费和整地费的差异导致。径阶≥6 cm母竹的苗木成本较高的原因其一是立竹根较大、根系深、采挖难度大、母竹所带土球大、不便运输,而径阶相对小一些的母竹,在采挖和运输过程中用工和运输成本都较低,其二是母竹土球较大,在栽植过程中需要挖大穴栽植,苗木成活率才较高,故其整地费用较小径阶母竹整地费略高。
2.2 寿竹不同径阶母竹造林成效与笋竹生长比较
由表2可知,随着造林年限的增加,3个不同径阶母竹造林的全林平均胸径均呈增加趋势,其中≥6 cm径阶的母竹造林林分的全林平均胸径差异不显著。2016年全林平均胸径仅比2014年增大4.68%;对于3~5 cm径阶的母竹造林的林分2015、2016年的全林平均胸径显著高于2014年,2015年全林平均胸径与2016年差异不显著,2015、2016年的全林平均胸径分别较2014年增大8.89%与11.28%;≤2 cm径阶3个年度的全林平均胸径差异显著,2015、2016年全林平均胸径较2014年分别提高12.62%与28.50%。
由表2还可看出,随着造林年限的增加,3种不同径阶母竹造林形成的林分密度均呈增加的趋势,≤2 cm径阶的母竹造林形成的林分,2014、2015、2016年的竹林密度均差异显著;利用3~5 cm径阶的母竹造林形成的林分,其2015、2016年的竹林密度显著高于2014年的,2015与2016年的竹林密度差异不显著;≥6 cm径阶的母竹造林形成的林分,其2015年的竹林密度与2014、2016年竹林密度差異不显著,2016年的竹林密度显著高于2014年。通过查阅文献对比分析发现,径阶为2 cm左右的竹林最适经营密度为37 500~45 000株/hm2,径阶为3~5 cm的竹林最适经营密度为12 000~15 000株/hm2,径阶为7 cm左右的最适经营密度为7 500~10 500株/hm2。對比数据表明,利用3~5 cm径阶母竹造林形成的林分在2015年已经基本接近丰产林的效果,利用≤2 cm与≥6 cm径阶母竹造林形成的林分还未达到其最适经营密度。
由表3可知,从单株出笋个数来看,3~5 cm径阶显著高于≤2 cm与≥6 cm径阶;2015年3~5 cm径阶母竹造林形成的林分单株出笋个数比≤2 cm径阶与≥6 cm径阶分别高22.37%和78.85%。从退笋率来看,3~5 cm径阶母竹造林形成的林分要显著低于≥6 cm径阶,低39.80%。从不同年份来看,2016年3个不同径阶母竹造林形成林分的退笋率较2015年降低,出笋个数呈上升趋势,这说明林分还处在向丰产林发展的阶段,这与前面的研究结果一致。
2.3 寿竹不同径阶母竹造林形成林分的标准立竹生物量对比
由表4可知,不同径阶母竹造林形成的林分,其标准立竹构件生物量分配比例从大到小依次为杆、枝、叶。随着径阶的增大,叶生物量分配比例呈先增加再降低的趋势,其中利用≤2 cm径阶与3~5 cm径阶母竹造林形成的林分,其标准立竹叶生物量分配比例显著高于≥6 cm径阶,利用3~5 cm径阶母竹造林形成的林分立竹叶生物量分配比例高于利用≥2 cm径阶,但差异不显著。从杆生物量分配比例来看,利用3~5 cm径阶母竹造林形成的林分立竹的生物最小,其次是≤2 cm径阶,≥6 cm径阶的最大。
从图1可以看出,不同径阶母竹造林形成林分的立竹,其叶/枝、叶/杆生物量比随着造林母竹径阶的增加呈先增大再减小的趋势。除利用≤2 cm母竹造林形成林分的立竹叶生物量/枝生物量与利用≥6 cm的差异不显著外,其余处理的寿竹立竹叶生物量/枝生物量、叶生物量/杆生物量均是≤2 cm、3~5 cm径阶显著高于≥6 cm。
上述结果表明,利用3~5 cm径阶母竹造林形成的林分立竹生物量更多向支撑构件(枝)和光合同化构件(叶)倾斜,增大了立竹空间的拓展能力,以获取更多的资源,能“养活”更多立竹。这与利用3~5 cm径阶母竹造林形成的林分具有较高的单株出笋个数、较低的退笋率结论也相吻合。
3 討论与结论
从造林效果来说,利用≤2 cm径阶母竹造林形成的林分虽然其密度较大,可挖母竹数量较多,但是其竹林胸径较小,培育成能出材的丰产竹林所需时间较长。利用≥6 cm母竹造林形成的林分,其立竹符合经营竹林的标准,成材也早,但是其整个林分未达丰产状态,且其可供挖的母竹数量也较少,另一方面利用≥6 cm母竹造林的造林成本高。利用3~5 cm径阶母竹造林形成的林分,其林分的生产力高,达到丰产所用的时间短,可挖母竹数量也较多;其出材量虽然不是很高,但是其林分是接近丰产状态,易通过经营措施对林分实施结构调整与改造,从而达到经营目标。因此,在生产中选择利用3~5 cm径阶母竹造林的效果要优于利用≤2 cm径阶母竹与利用≥6 cm径阶母竹造林的效果。
新造竹林全林平均胸径随着经营年限的增加而增大,这可能与寿竹不同年龄分株之间的生理整合过程有关。已有研究表明,克隆分株间可通过一定的联系通道实现整体资源的共享,进而影响到其子代分株的生长过程[6-8]。此外,克隆植物在土壤养分充足时,可通过整合的方式增加分株数[9]。因此,尽管新竹留养的数量不同,但留养过程中往往尽量多地保留壮笋,这在一定程度上增大了1年生分株的平均胸径。淮虎银等[10]研究表明,环境适宜时,短穗兔耳草(Lagotis brachystachya)母株越大,通常可以产生更为“粗壮”的匍匐茎和无性系分株。也有报道发现,木本克隆植物胸径较大时,可以不断地产生具有潜在独立生长能力的子代分株,以便其拓展生存的空间[11]。这与笔者的研究结果类似。
构件是植物体上具有生死过程和潜在分生能力的形态学单位,是植株生长发育的基础[12-13],植物对资源竞争能力由平衡构件生物量分配比例来决定[14-15]。通过优化生物量在构件的分配比例对竞争做出响应,而其中主要环境因子是光资源,对光资源的竞争直接关系到植物物质和能量的积累,而植物体通常以最小的机械支持代价来获取最大的叶面积指数,以保证其自身能够最大化地利用光资源。构件生物量分配比例的不同,反映了植物的生态适应对策[16]。
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