糙花少穗竹生态抚育技术经营效益比较
2017-09-21张英
张 英
(福建省永安市林业局,福建 永安 366000)
糙花少穗竹生态抚育技术经营效益比较
张 英
(福建省永安市林业局,福建 永安 366000)
对福建省永安安砂水库周边一重山的糙花少穗竹林采取等高隔带浅翻处理(DGQ)、错位品字型块状全锄处理(CKC)、等高隔带浅翻(深度3~5 cm)+施肥处理(DGF)、全面劈山处理(QPS)、全面浅翻处理(QCK)抚育技术,研究其对竹林的生长效应以及土壤水分物理性质和土壤涵养水源能力的影响。结果表明:平均胸径从大到小依次为:DGF>DGQ>QCK>CKC>QPS处理;笋产量和竹材产量从高到低均依次为:DGF>DGQ>QCK>CKC>QPS处理,方差分析和多重比较结果表明:DGF、DGQ与QPS处理间,DGF与CKC处理间笋产量差异均达到极显著水平,DGQ与DGF处理间、CKC与QPS、DGF处理间笋产量差异均达到显著水平,其它处理间笋产量差异不显著;DGF、DGQ、QCK与QPS处理间,DGF与CKC处理间竹材产量差异均达到极显著水平,DGQ、QCK与CKC处理间竹材产量差异达到显著水平,其它处理间竹材产量差异不显著。DGQ和CKC处理竹林土壤水分物理性质和土壤涵养水源能力优于全面浅翻(QCK)和全面浅翻+施肥(DGF)处理,方差分析和多重比较结果表明:DGQ与QPS、QCK处理间土壤贮水力差异达到显著水平。说明DGQ 、CKC处理平均胸径、笋产量和竹材产量不及全面浅翻+施肥(DGF)处理,但土壤水源涵养能力优于DGF 和QCK处理,对于重要生态区位的糙花少穗竹林采取生态型DGQ处理和CKC处理是有效、可行的技术措施。
糙花少穗竹;抚育技术;水源涵养;生长效应
糙花少穗竹(Oligostachyumscabriflorum)为竹亚科少穗竹属单轴散生竹种,为福建省永安市乡土竹种。在河岸带、湿地、山地都有分布,生长环境变幅较大,具有良好的生态适应性。据不完全统计,永安市现有糙花少穗竹单优群落10000 hm2左右。糙花少穗竹是笋竹两用经济竹种,竹材可作农具、旗杆、晒衣杆、瓜菜棚支架、造纸等[1];竹笋鲜嫩,质地脆嫩,味苦,清爽可口、风味独特[1]。近年来,随着人类生活水平的提高,略带苦味的笋制品受到越来越多消费者的青睐,糙花少穗竹笋是永安市苦笋类产品的大宗原料,具有广阔的发展前景和较大的潜在生产效益。但永安市糙花少穗竹长期以来多处于野生状态,已有少量糙花少穗竹多采取清杂、全面深翻、垦复等粗放经营措施,较少关注竹林经营对水土流失和涵养水源能力的影响。如何利用其资源优势和区域优势,科学合理地发挥生态功能兼顾产品输出,不仅是竹类植物良性循环增殖的需求,也是维持糙花少穗竹生态系统稳定性的客观要求。糙花少穗竹竹林是林地向顶级群落演替过程中的过渡类型[3],为了保持糙花少穗竹林生态系统的持续稳定,而不发生相反的逆向位移,一定的人为干扰活动是必要的。干扰具有临时增加资源有效性作用,从而改变资源的有效性格局[4]。然而,过度干扰可能导致林地退化,生态功能弱化。安砂水库是闽江上游大型水库,安砂库区总容量为6.4亿m3,安砂发电厂总装机容量11.5万kW·h-1,年发电量6.5亿kW,在农业、水利水电、旅游等相关产业的发展中发挥着重要作用。安砂库区土地总面积9443.3 hm2,其中林业用地面积8732.7 hm2,占90.6%,而糙花少穗竹在此分布面积达1500 hm2。安砂库区周边第一重山肩负着涵养水源、固土护坡、拦截径流等重要作用,其生态安全意义重大。为此,本研究在永安市安砂库区开展糙花少穗竹生态抚育技术试验,探索在保证生态效益前提下的竹林生态抚育技术措施。
1 试验地概况
永安市(26°01′—26°25′N、117°19′—117°45′E)地处福建中部偏西,位于武夷山脉与戴云山脉过渡地带,地貌为山地、丘陵、盆谷,平原狭小,境内山峦起伏,自然切割较深,水资源丰富。永安市多年平均径流总量83.438亿m3,境内水资源总量26.9893亿m3,人均水资源0.8474万m3,高于全省人均占有水量2倍多,可开发的水力资源达到29.5万kW。气候属中亚热带大陆性兼海洋性季风气候,冬短夏长、雨量充沛、温暖湿润的特点。年均气温在19 ℃以上,年日照时间1529.8~2367.1 h,日平均气温≥10 ℃年活动积温6052 ℃,平均空气相对湿度80%以上,年无霜期250~302 d,雨量充沛,年均降水量1800 mm以上,水热条件有利于林木、竹林生长。试验地设在永安市安砂镇安砂库区12林班23小班,海拔320~400 m,坡度18°左右。竹林地土壤为山地红壤。立地类型较肥沃II类地。糙花少穗竹经多年经营管理,林相较整齐,立竹密度7000~8100株·hm-2,胸径大多在1~3 cm。主要植被有:黄绒润楠(Machilusgrijsii)、朱砂根(Ardisiacrenata)、细齿叶柃(Euryanitida)、淡竹叶(Lophatherumgracile)、狗脊(Woodwardiajaponica)、广东蛇葡萄(Ampelopsiscantoniensis)、中华里白(Hicriopterischinensis)等。
2 试验方法
2.1试验设计
2011年在原有糙花少穗竹成林中建立3个区组,每一区组内设小区5个,每小区面积20 m×30 m。小区间设置5 m隔离带。试验前进行间伐,统一保留立竹数6000株·hm-2,以后每年在出笋盛期(一般在4月中下旬)留养笋体1500株·hm-2左右,每年砍伐1500株·hm-2,利用4 a时间进行轮换。砍伐原则遵循砍小留大,砍密留稀,砍老留嫩,砍劣留优。设计5个试验水平,即:①等高隔带浅翻处理(DGQ):按等高线每隔2 m建立处理带,从低往高,第1带不处理,保留原状,第2带进行浅翻,深15 cm,依序上升;第2年隔带轮流浅翻,中间保留一带不处理。利用未浅翻处理带起拦截作用。②错位品字型块状全锄处理(CKC):按品字型配置,建立2.5 m×5 m样方,错位全锄。即上下各错位一块样方,一样方全锄,另一样方不锄。全锄处理在样方内清除全部地表草灌木,而未进行浅翻,第2年后轮流操作。利用上下错位样方起拦截作用。③等高隔带浅翻(深度3~5 cm)+施肥处理(DGF):在DGQ处理基础上,每隔3 a隔带结合浅翻在处理带内追施750 kg·hm-2复合肥。④全面劈山处理(QPS):采用劈刀在标准地内全面劈除灌丛。每年进行1次。⑤全面浅翻处理(QCK):在样地内全面进行浅翻,每2 a进行1次。
2.2调查测定方法
试验实施后每年出笋期间(除出笋盛期留笋养竹1500株·hm-2外)每隔5 d在样地内疏笋,现场称重,累计计算产笋量。每年11月测定新竹的胸径、竹高。以每个标准地为单位在砍伐下的竹子中选择平均竹10株,现场称量竹秆的鲜重,结合砍伐的数量,计算产材量。2016年11月进行全林调查测定,计算立竹数、平均胸径、平均树高。
竹林土壤涵养水源功能分析于2016年11月进行。在标准地中按“S”形取3点,挖掘土壤剖面,采用环刀分别取0~20、20~40、40~60 cm土层的土壤样品,测定土壤水分物理性质及入渗性能。
2.3统计分析方法
土壤贮水量计算公式[5]:土壤贮水量W=10000HP,式中:H为土层厚度;P为非毛管孔隙度。方差分析和多重比较应用Excel和DPS数据处理软件进行分析处理。
3 结果与分析
3.1生态抚育措施对竹林胸径及其径阶分布的影响
胸高直径是评价竹林生产力的重要指标之一。胸径结构动态变化规律,可作为制定和检查营林技术措施效果的依据之一[6]。不同糙花少穗竹竹林胸径及其径阶分布测定结果见表1。从表1可以看出:不同处理的竹林平均胸径及其分布存在差异。平均胸径从大到小依次为:DGF>DGQ>QCK>CKC>QPS处理。与QPS处理相比,DGF、DGQ、QCK处理平均胸径分别增加55.3%、32.0%、16.7%,表明施肥、浅翻、全锄与全面劈山比,更有利于平均胸径增长;与DGQ处理相比,DGF处理平均胸径增加17.6%,表明施肥可以提高平均胸径生长量。糙花少穗竹生长迅速,每年均有竹笋和竹材输出,消耗大量营养物质,加上南方林地N、P营养物质较贫乏,适当补充外源营养物质是必要的技术措施之一。在不影响生态环境和发挥生态功能的前提下,为了提高竹林产量,糙花少穗竹林可以适当施肥。与QCK处理相比,DGQ处理平均胸径增加13.1%,表明等高隔带浅翻平均胸径生长量优于全面浅翻处理,等高隔带浅翻这一生态型技术措施有利于胸径生长,这可能与等高隔带浅翻处理减少水土流失有关。
表1 不同处理糙花少穗竹林平均胸径及其径阶分布
不同处理竹林胸径分布范围也存在差异(表1),DGQ 、CKC、QCK处理胸径分布范围大多在1~6 cm,相对直径分布范围0.27~2.18间,但相对直径为1.0(即平均胸径)时对应的株数累积百分比不同,DGQ处理为67.3%、CKC处理为69.8%、QCK处理为58.3%。QPS处理竹林胸径分布范围更大,竹林胸径差异较大,变动系数为0.2440,相对直径为1.0时对应的株数累积百分比为65.4%,小径竹材较多。DGF处理胸径分布范围在2~8 cm,相对直径分布范围0.47~1.9之间,变动系数相对较小(0.2070),胸径分布范围相对集中,相对直径为1.0时对应的株数累积百分比为49.8%,胸径分布曲线单峰有偏,顶峰偏右,竹林相对大径竹材占多数。竹林尤其是散生竹的竹类植物,其竹鞭生长和分布是分株扩散的基础,竹秆的胸径和高度是由生长在土壤中的竹笋决定的,竹笋的形成和生长与竹鞭关系密切。存在着大鞭生大竹,大笋连大竹,大竹养大鞭,良性循环增殖。在生态优先原则下采取适当合理的浅翻、施肥营林措施可以提高糙花少穗竹的质量。
3.2生态抚育措施对竹林产量的影响
糙花少穗竹是一种笋竹两用经济竹种,竹林产量包括笋产量和竹材产量。不同处理糙花少穗竹竹林笋产量和竹材产量的测定结果见表2。从表2可以看出:不同处理笋产量和竹材产量存在差异。不同处理笋产量和竹材产量从高到低均依次为:DGF>DGQ>QCK>CKC>QPS处理。笋产量、竹材产量最高均为DGF处理,最小均为QPS处理,显然与营林措施及其强度有关,也与生态措施有关。同样是浅翻,施肥处理(DGF)比不施肥处理(DGQ)笋产量、竹材产量分别提高21.3%、8.1%。同样是浅翻,采用生态型等高隔带浅翻处理(DGQ)比全面浅翻处理(QCK)的笋产量、竹材产量分别提高10.8%、5.1%。生态型错位品字型块状全锄处理(CKC)比生态型等高隔带浅翻处理(DGQ)的笋产量、竹材产量分别降低14.6%、27.4%。两者间产量差异主要是浅翻与全锄营林措施不同引起的。CKC处理比QCK处理笋产量和竹材产量分别降低5.7%、23.7%,相比较而言降低幅度小,暗示着这种差异缩小,是由于采用了生态型错位品字型块状全锄而缩小。
经方差分析和多重比较(表2):DGF、DGQ与QPS处理间,DGF与CKC处理间笋产量差异均达到极显著水平,DGQ与DGF处理间、CKC与QPS、DGF处理间笋产量差异均达到显著水平,其它处理间笋产量差异不显著;DGF、DGQ、QCK与QPS处理间,DGF与CKC处理间竹材产量差异均达到极显著水平,DGQ、QCK与CKC处理间竹材产量差异达到显著水平,其它处理间竹材产量差异不显著。
表2 不同处理对糙花少穗竹林产量的影响
*:同列不同小写字母为差异显著;不同大写字母为差异极显著;下同。
3.3竹林土壤特性及涵养水源能力比较
森林不仅具有提供木材及其它林副产品的经济效益,而且还具有防风固沙、保持水土、涵养水源、调节气候等生态效益[7]。尤其针对库区周围一重山水源涵养能力是第一考量的因子。土壤层是森林涵养水源的主体。采取不同技术措施对土壤水源涵养能力的大小有影响。
3.3.1 土壤水分物理性质 不同生态抚育措施条件下,竹林土壤的物理特性测定结果见表3。从表3可知,土壤物理性质存在差异。采取浅翻、全锄后的林分土壤容重有不同程度降低,而土壤孔隙度则有不同程度提高。与QPS处理相比,DGQ处理0~20 cm土层土壤容重降低9.2%,非毛管孔隙、总孔隙度分别增加32.9%、22.9%;与QPS处理相比,CKC处理0~20 cm土层土壤容重降低7.9%,非毛管孔隙、总孔隙度分别增加30.2%、15.2%。表明DGQ、CKC处理土壤容重较小,孔隙度增大,浅翻和全锄与劈山相比,土壤疏松多孔,容蓄能力增强。土壤对降雨的贮存能力,主要取决于土壤非毛管孔隙的数量和质量[8]。
与QCK处理相比,DGQ处理0~20 cm土层土壤容重降低2.2%,非毛管孔隙和总孔隙度分别增加25.3%、23.7%,表明采用生态型浅翻有利于降低土壤容重,提高土壤孔隙度。这与生态型营林措施,减少了水土流失,降雨形成的径流长度缩短,有效拦截水土流失有关。与QCK 处理相比,CKC处理0~20 cm土层土壤容重降低1.0%,非毛管孔隙、总孔隙度分别增加40.5%、15.9%,表明错位品字型块状全锄,也有减少水土流失的作用,使土壤水分物理性质得到改善。与DGQ处理相比,DGF、QCK处理土壤容重分别增加4.4%、2.2%,非毛管孔隙分别降低20.1%、29.3%,总孔隙度分别降低17.6%、19.1%,表明DGQ处理土壤容重和土壤毛管孔隙状况优于DGF、QCK处理。相比较而言,施肥和全面浅翻会导致土壤板结,施复合肥可以显著提高竹林产量,但对土壤水分物理性质及土壤水源涵养能力有消极影响,建议在有条件的地方改用有机肥。
从表3可以看出,其它土层的土壤容重和孔隙状况也有不同程度的提高,这可能与加强土壤管理,使林地土壤微生物种类、数量增多,促进土壤有机质分解及养分的淋溶、下渗有关。糙花少穗竹林,尤其在库区周围第一重山采取生态型营林措施是有效、合理的技术措施。
表3 不同处理土壤水源涵养能力测定结果
3.3.2 土壤入渗能力 土壤入渗能力是评价林分涵养水源的重要指标,不同处理间土壤入渗能力存在差异(表3)。从表3可知:DGQ处理初渗速度4.32 mm·min-1,稳渗速度3.10 mm·min-1,位于首位;其次是CKC处理,初渗速度4.22 mm·min-1,稳渗速度2.87 mm·min-1;QPS处理名列第三,初渗速度3.80 mm·min-1,稳渗速度2.72 mm·min-1。与QCK处理相比,DGQ处理初渗速度、稳渗速度分别增加17.4%、17.6%,CKC处理初渗速度、稳渗速度分别增加14.7%、12.5%。表明采取生态型营林措施的DGQ处理和CKC处理的入渗能力得到提高。
3.3.3 土壤贮水力 林分涵养水源能力中,土壤是涵养水源最重要的载体。从表3可知,不同处理对土壤贮水力高低有影响。DGQ处理0~60 cm土层的饱和贮水量最大,为241.2 t·hm-2;CKC处理次之,0~60 cm土层的饱和贮水量为234.8 t·hm-2,二者分别比QCK处理增加21.0%、17.8%。表明采取生态型营林措施能够提高土壤持水力。经方差分析和多重比较(表3):DGQ与QPS、QCK处理间土壤贮水力差异达到显著水平,其它处理间土壤贮水力差异未达到显著水平。
4 小结
位于重要生态区位的糙花少穗竹林,首先要考虑发挥生态功能,其次又要维持林分稳定,兼顾竹产品产出,采取适当的经营措施是必要且可行的。本试验结果表明:等高隔带浅翻处理(DGQ)和错位品字型块状全锄处理(CKC)可以达到兼顾生态效益和经济利益的相对平衡。DGQ 、CKC处理平均胸径、笋产量和竹材产量不及全面浅翻+施肥(DGF)处理,但土壤水源涵养能力优于DGF 和全面浅翻(QCK)处理。对于重要生态区位的糙花少穗竹林采取生态型DGQ处理和CKC处理是有效、可行的技术措施。采取等高隔带浅翻和错位品字型块状全锄处理,能够缩短径流长度,同时形成阻隔带,林地土壤水土肥虽然发生了位移,但依然滞留在竹林地,而降低了水土肥的流失。
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TheManagementEfficiencyofEcologicalTendingTechniquesforOligostachyumscabriflorum
ZHANGYing
(ForestyBureauofYong′an,FujianProvince,Yong′an366000,Fujian,China)
The growth effects ofOligostachyumscabriflorumdealt with the ecological equal altitude, spacer belt and shallow turnover method (DGQ),and malposition “品” character style whole weeding method (CKC),the equal altitude, spacer belt and shallow turnover + fertilization method (DGF),the comprehensive chopping bushes method (QPS) and the comprehensive shallow turnover method (QCK) around Yong′an Ansha Reservoir in Fujian Province, as well as the soil water physical character and the soil water conservation ability were studied.The results showed the average DBH from the large to small was DGF>DGQ>QCK>CKC>QPS.The results of variance analysis and multiple comparisons indicated the bamboo shoot yield had great significant differences between DGF,DGQ and QPS,DGF and CKC;there were significant difference between DGQ and DGF,CKC and QPS,DGF in bamboo shoot yield.There was no significant difference between others treatments in shoot yield.The bamboo wood yield had great significant differences between DGF,DGQ, QCK and QPS,DGF and CKC;there were significant difference between DGQ,QCK and CKC in bamboo wood yield.There was no significant difference between others treatments in bamboo production.For the soil water physical character and the soil water conservation ability,DGQ and CKC were better than the whole shallow turnover method (QCK) and the whole shallow turnover combined with fertilizer method (DGF).The results of variance analysis and multiple comparisons indicated there were significant differences between DGQ and QPS,QCK in the soil water storage ability;there were differences between CKC and QCK, QPS in the soil water storage ability.The bamboo forest ecosystem was stable,the bamboo grew well with high yield,and there was relative balance between the ecological effect and economy benefit.
Oligostachyumscabriflorum;tending technique;water conservation;growth effect
10.13428/j.cnki.fjlk.2017.03.014
2017-03-22;
: 2017-05-15
福建省科技厅重大项目(2004S201)资助
张英(1972—),女,福建永安人,福建省永安市林业局林业工程师,从事森林与竹林培育研究。E-mail:562661975@qq.com。
S759.9;S753.53
: A
: 1002-7351(2017)03-0069-06