撑篙竹生物量的研究

黄大勇

（广西林业科学研究院，广西 南宁530002）

撑篙竹（Bambusa pervariabilis）是华南地区的重要用材竹种之一，也是不可替代的森林植被护岸植物。2017年广西撑篙竹林面积20 570 hm2，占广西竹林面积的5.6%，在广西竹林面积中仅次于毛竹（Phyllostachys edulis）和粉单竹（B．chungii）。竹材坚硬挺直，广泛用于建筑材、家具材、编制竹器及造纸等。近年来出于建筑安全方面的考虑，撑篙竹等竹材被限制或禁止用作高层建筑脚手架；出于环境保护方面的考虑，许多环境污染较大的土法造纸企业被关闭，撑篙竹材原有用途变窄，用量大幅减少。开发撑篙竹新用途，显得尤为迫切［1］。在竹材加工和利用中，生物量分配格局很大程度上决定了竹材利用和加工途径［2］。为了更好地发挥撑篙竹等丛生竹的资源优势，促进丛生竹开发利用，研究对撑篙竹的生物量测定数据进行分析，探索生物量分配格局及相关因素，为竹材创新利用提供理论依据和数据支撑。

1 采样地概况

撑篙竹是中等型丛生竹，秆高10～15 m，胸径4～6 cm。主要分布于珠江流域中下游地区的河岸和低山丘陵，以粤西、桂东南地区较为集中。采样点位于广西壮族自治区南宁市北郊，广西林科院竹类引种园内，采样中心位置22°55′37″N，108°20′48″E，海拔114～115 m，处于亚热带季风区，雨量充沛，气候温和。年平均气温为21.6℃，1月平均气温12.8℃，极端最低气温为-2.1℃，七月份平均气温30℃。极端最高气温为40.4℃，年均降水量为1 304.2mm，无霜期为344 d，平均日照时数为1 614 h。属低台地形，坡度3°，土壤属赤红壤，表土层厚5～10 cm。园内以撑篙竹、粉单竹种植面积较大。近5 a来，竹材利用较少，基本不采伐。

2 研究方法

2.1 采样方法

在竹林中选择秆梢完整的、节间无畸形短缩的、竹龄1～3年生的立竹作为试验材料。平地锯断，采伐110株，削去枝条，截去秆径小于1 cm的尾梢。每秆检尺，测胸径、秆高，竹秆等分5段，从基部到梢依次为1～5段，分段称重，并称量每株的枝梢叶重。挖蔸56株，削根清泥后称蔸重，竹叶自叶柄处摘下后称叶片鲜重。

2.2 数据处理与分析

采用excel统计试验数据。应用spss软件进行回归分析，拟合生物量相关方程。

3 结果与分析

3.1 竹秆生物量的分配

撑篙竹林产量用单位面积产出的竹秆株数或竹材重量来表达。撑篙竹秆是材用的主要部分，它的生物量就是以重量为指标的竹林产量，因此测定竹秆生产量，以及生物量在竹秆上的分配对于评价竹林生产力、秆材利用性质和产品品质优劣都有重要意义。

3.1.1 竹秆生物量与胸径的相关性 采伐的立竹胸径在3.0～6.9 cm之间，平均胸径5.1 cm，截梢后的秆长6.70～15.60 m，平均秆高12.48 m。胸径是最容易测定的林分调查因子。同一种竹子，胸径越粗，竹秆就越重，竹子秆重与胸径的pearson相关系数为0.910，与秆高的pearson相关系数为0.802，说明胸径对秆重的影响更大，在生产中利用单因素估算竹秆重量时，胸径比秆高更准确，根据单株鲜重与胸径的散点图，利用线性、对数、二次、三次、复合、幂函数和指数等曲线方程进行拟合，所有曲线方程均达到极显著水平（P＜0.01），相关系数R2均大于0.960，根据拟合优度及应用方便的原则，二次曲线方程为描述单株鲜重与胸径关系的最优方程。拟合方程为：W＝0．199 D+0．358 D2（R2＝0.985），见图1。

图1 撑篙竹秆鲜重随胸径变化模型Fig.1 The relationship between fresh weight and DBH of Bambusa pervariabilis culm

3.1.2 竹秆生物量与胸径、高度的相关性 由于出笋空间和时间差异，竹林内的竹笋获得的光照、水分及养分亦不相同，对竹笋生长产生一定的影响，因此胸径相同的立竹秆高不尽相同，其单株秆鲜重亦有差异，如本次测到胸径为5.3 cm的4株竹秆，最重的12.17 kg，秆长13.30 m，最轻的10.05 kg，秆长12.20 m，重量相差2.12 kg，秆长相差1.10 m。因此在测产时，有条件的就使用胸径、秆高双因素。曲线回归分析表明，所有曲线方程均达到极显著水平（P＜0.01），相关系数R2均大于0.980，二元曲线函数方程是描述单株鲜重与胸径、高度关系的最优方程。拟合方程为：W秆＝0.122 DH+0.001（DH）2，（R2＝0.992），见图2。从这条方程相关系数大小看，采用胸径、秆高进行产量预测，比使用胸径单因素估算的结果更准确。

3.1.3 竹秆生物量在各段的分配 根据竹秆鲜重测定结果数据统计，撑篙竹平均秆材鲜重10.611 kg，竹秆等分5段后，1～5段平均秆重依次3.681 kg、2.880 kg、2.077 kg、1.337 kg、0.636 kg，分别占总秆重的34.69%、27.14%、19.57%、12.60%、6.00%，基部秆段竹壁厚，重量占总秆重的比例大，越往梢部竹壁越薄，竹秆直径也越小，梢段重量占秆重比重最少，各段秆重与总秆重的pearson相关系数为0.987、0.994、0.991、0.961、0.858，秆梢段重量对全秆重量影响很小。在生产中，也因第5段秆分枝繁杂，修枝费工费时，常常将竹秆直径小于2 cm的尾秆削去，成为作为林中弃物。

图2 撑篙竹秆鲜重随胸径、秆高变化模型Fig.2 The relationship between fresh weight and DBH，height of Bambusa pervariabilis culm

3.2 地上部分生物量的分配

竹子地上部分除了竹秆，还有尾梢、枝条以及枝梢上的竹叶。在生产应用中主要利用了秆材，少量尾梢、枝条作为扎扫把的材料或薪材利用，大部分尾梢、竹枝以及竹叶在竹林采伐后留在林内，经过1～2 a枯腐、分解，回归林地成为有机物肥料，这些梢、枝、叶在生产中不计入竹林产量，但作为植物所需养分回归竹林，对于竹林经营来说是非常好的肥源和土壤改良剂，因此这方面的生物量测算有利于指导竹林施肥。地上部分生物量与胸径pearson相关性0.893，与高度pearson相关性0.696，拟合回归方程为W地上＝2.618 D-0.209 H，R2＝0.984，或只与胸径拟合成W地上＝0.241 D+0.45 D2，R2＝0.981；枝梢叶重与胸径、秆高的相关系数分别为0.548、0.212，拟合单株竹子的枝梢叶重与胸径、秆高进行相关性方程，结果W枝梢叶＝2.15 D-1.253 H，R2＝0.918，或只与胸径拟合出W枝梢叶＝0.042 4 D+0.092 5 D2，R2＝0.836。根据林分立竹量，利用这两方程获得单株枝梢叶重，以及林分立竹量，可估算林分枝梢叶蓄积量；对于林分采伐后所留下的枝梢叶重，与秆重拟出相关方程W枝梢叶＝0.291W秆重-0.003（W秆重）2，R2＝0.833，利用此方程，根据采伐带走的竹材重量，估算出留在林内的枯枝叶量。

3.3 全株生物量的分配

选择竹子从地下秆柄处切断，连蔸挖起，分蔸部、竹秆、枝梢、竹叶分别称重，由于蔸部须根发达，分布林地甚广，收集难度极大，因此生物量统计中缺失此项。统计结果：全株重量14.544 kg，其中蔸重0.915 kg、秆重10.611 kg、枝梢重2.488 kg、叶重0.531 kg，竹秆作为主要材用部分，重量占全株的72.96%，具有较高的利用率。竹蔸既要支撑竹秆，又要生根吸收水份和无机盐，还要出笋繁殖新竹，所占生物量份量小，只占6.29%，但不可或缺。竹叶占份量最小，只有3.65%，竹叶作为光合作用的主要器官，担负着全株的有机物质转化。

竹秆是人们利用的主要部位，在竹子生物量测算中，秆材重量相对容易统计，竹蔸最难采挖，其生物量可用竹秆重量作为参照。竹蔸重与竹秆重的pearson相关系数为0.463，因而根据秆重的大小来估算立竹竹蔸的生物量，拟合回归方程为W蔸＝0.103 W秆重-0.002（W秆重）2，R＝0.958。

4 结论与讨论

对撑篙竹植株生物量及其分配规律进行了初步探讨，取得了一些可以应用于生产的结果，例如将胸径、高度与立竹各器官生物量的相关性进行拟合生物量变化规律，从而达到竹林生物量、产材量的预测，指导竹林采伐、竹林抚育的目的。利用SPSS软件拟合的撑篙竹秆材鲜重与胸径、高度之间的最优回归方程W＝0.135 DH+0.000 1（DH）2；单株鲜重与立竹胸径的最优回归方程W＝-0.153 D+0.325 D2。这两条方程可信度高，可以利用回归方程编制一元重量表和二元重量表，供调查时使用。虽然单株鲜重与竹材高度相关程度高，拟合的回归方程也较好，但未伐倒时竹子高度不易准确测定，因此在生产中多不采用高度单一因素预测产量。而胸径是比较容易获得的准确的数据，在立竹高度不易测量的情况下，利用正常立竹胸径数据也能准确地预测竹林产量。

对枝梢叶重量估测，利用胸径、秆高因素拟合了可靠的方程：特别是在不采伐竹子的情况下，测量胸径就可以进行估测。

本次测定，通过竹林现有立竹量可以知道竹秆所连的竹蔸生物量，却不能估算地下所有竹蔸生物量。因为历年采伐后留下的竹蔸很多，采伐强度不一，老竹蔸量不一，加上生长环境的差异，老竹蔸腐烂时间长短也所差异，因此竹林的竹蔸量不好统计，只能从历年采伐量、采伐年限以及老竹蔸腐烂时限等进行估测。