不同经营强度和竹龄下毛竹胸径与枝下高异速生长分析

2021-01-03林康民张铃铃朱强根赵超周必铙姚伟

林业科技 2021年6期

林康民张铃铃朱强根赵超周必铙姚伟

摘要：运用异速生长分析法研究不同经营强度和竹龄下毛竹胸径与枝下高的关系的结果表明：（1）经营强度没有显著改变毛竹胸径与枝下高的异速生长关系，共同斜率为1.571，符合6/4模型，但在精细管理下，标准主轴SMA沿Y轴发生了显著移动（p<0.05），表明同胸径下精细管理毛竹枝下高更大。（2）不同竹龄下，1度、2度和3度的毛竹胸径与枝下高均呈现显著的异速生长关系（p<0.001）;1度和3度的异速生长指数间差异不显著（p=0.190> 0.05），共同斜率为1.552，而均与2度的异速生长指数差异显著（p<0.05），表现了竹林随着年龄变化出现胸径枝下高生长关系的交替变化现象。

关键词：毛竹; 经营管理; 竹龄; 枝下高; 异速生长

中图分类号： S 795. 7 文献标识码： A 文章编号：1001 - 9499（2021）06 - 0022 - 03

毛竹（Phyllostachys heterocycla）属禾本科，是我国南方地区种植面积广、经济效益高、生态效益好的重要经济竹种，也是当地林农的重要经济收入来源。毛竹生长周期短，是世界上高度生长最快的植物之一，这不仅与自身的构件有关，同时还会对外界环境产生可塑性响应[ 1 ]。通常毛竹构件间存在异速生长关系，即毛竹各器官之间，或整体与部分间的生长速度不一致。异速生长是生物的一种重要特性，会受到遗传和环境的综合影响[ 2 ]，如毛竹胸径、枝下高、株高、竹株数、冠层高度、冠幅等各构件之间关系中，庄若楠等[ 3 ]研究表明毛竹新分株胸径与株高、枝下高、去梢后长等均存在显著的异速生长关系，而环境因素如施肥对胸径与株高、枝下高、节数等异速生长关系具有一定的影响[ 4 ]。

胸径是反映毛竹生长状态的一个基本指标，毛竹胸径和枝下高是反应毛竹生产力的重要因子之一[ 5 ]，其异速生长关系在不同经营管理下可能发生变化，理清胸径与枝下高在不同经营管理强度和不同竹龄间的异速生长关系，对进一步认识毛竹胸径、枝下高受经营条件和环境因素等的影响，有着重要的生产和生态学意义。

1 材料与方法

1. 1 试验地概况

试验地位于浙江省遂昌县三仁乡，海拔300～ 400 m，位于28°13′～18°49′N，118°41′～119°30′E，属中亚热带季风气候。年平均温度16.8 ℃，最高气温可达40.1 ℃，最低气温低至-9 ℃，年降水量1 510 mm，年日照时数1 510 h，土壤類型为黄红壤，土壤厚度大于60 cm，坡度为l5°～17°[ 6 ]。

1. 2 调查方法

2018年10月，在试验地分别选取面积200 m × 20 m的精细管理和粗放管理两块林地，调查毛竹的胸径和枝下高。其中，精细管理为每年施肥，持续15年，以笋用为主，采挖鞭笋、冬笋和春笋。粗放管理为每隔3～4年间断性施一次肥，以材用为主，少量采挖春笋。另外，选取一块面积100 m × 30 m的经营管理中庸的样地，该样地近5年进行施肥管理，以春笋和竹材为主，详细记录竹株年龄（1度竹、2度竹和3度竹），调查其胸径和枝下高。

1. 3 数据处理

数据的图表制作采用Excel 2010完成，胸径与枝下高异速生长分析采用SMATR标准主轴估计法[ 7 ]。

2 结果与分析

2. 1 不同经营强度下胸径与枝下高异速生长分析

在两种经营管理强度下，对胸径和枝下高进行异速生长分析的结果（图1）表明，精细管理的异速生长指数为1.549（95%的置信区间CI=1.478～1.624），粗放管理的异速生长指数为1.604（95%的置信区间CI=1.515～1.699），但是两种经营管理下毛竹胸径与枝下高的SMA斜率之间没有呈现显著差异（p= 0.369>0.05），共同斜率为1.571，符合6/4的异速生长关系模型，表明经营管理没有改变胸径和枝下高的异速生长关系。在共同斜率下进一步分析得到，精细管理下SMA主轴在Y轴方向出现了显著的移动（p<0.05），移动量是0.024，表明在同等胸径下，精细管理的枝下高大于粗放管理。

2. 2 不同竹龄下胸径与枝下高异速生长分析

不同竹龄下胸径与枝下高的异速生长分析（图2）可见，1、2、3度竹下毛竹胸径与枝下高均呈现显著的异速生长关系（p< 0.001），其中，2度竹的异速生长指数与1、3度间均存在显著差异（p<0.05），而1、3度间差异不显著（p=0.190>0.05）。进一步观察可以看出，1、2度竹的胸径交点为8.004 cm，表明当胸径小于8.004 cm时，在同等胸径下，1度竹的枝下高比2度竹更大;反之，当胸径大于8.004 cm时，同等胸径下1度竹的枝下高要小于2度竹。2、3度竹的胸径交点是8.440 cm，同样可以看出，胸径小于8.440 cm时，同等胸径下3度竹的枝下高较2度竹更大;胸径大于8.440 cm时，同等胸径下3度竹的枝下高较2度竹更小。

1度竹和3度竹下胸径与枝下高异速生长指数没有显著差异，为了进一步分析主轴SMA是否发生移动，把1、3度竹的胸径和枝下高数据分别组合，得到共同斜率为1.552，符合6/4的异速生长关系模型（图3）。进一步分析SMA主轴在Y轴方向和斜率方向的移动可以看到，1度竹和3度竹沿Y轴移动没有达到显著水平（p=0.246>0.05），但3度竹沿斜率方向出现显著移动（p=0.019<0.05），移动量为0.120。表明在本试验调查中，3度竹的胸径与枝下高整体比1度竹的胸径与枝下高更大。

3 讨论与小结

胸径和枝下高是毛竹林秆型特征的重要指标，也是竹材的重要特征，在竹林经营管理中有着重要的作用。毛竹林的胸径、枝下高不仅受自身生长限制的影响[ 8 ]，也对环境因素会产生可塑性响应[ 9 ]。试验调查发现，不同经营强度没有显著改变毛竹胸径与枝下高的异速生长关系（p=0.369），共同斜率为1.571，但精细管理下，同等胸径下毛竹枝下高较粗放管理有显著提高，主要是因为精细管理增强了林地土壤肥力，挖笋伐竹等经营活动改善了毛竹的生长条件，一定程度上促进了毛竹具有更高的枝下高，这与杨帆[ 10 ]得到的结果类似。毛竹林与普通林分结构不同，为克隆性植物[ 11 ]，如从年龄结构来看，前者是异龄林，即同一片毛竹林通常由不同年龄的毛竹组成，而针对毛竹林中不同年龄间胸径与枝下高的认识还有欠缺。本文调查了同一片毛竹林中1、2、3度竹的胸径与枝下高，分析表明不同年龄下毛竹的胸径与枝下高异速生长关系均达到显著水平（p<0.001），但2度竹的异速生长指数与1、3度竹均存在显著差异，1度竹和3度竹间差异不显著。表明随着竹林演替，胸径和枝下高的异速生长关系可能发生变化，并呈现为交替变化的形式出现。进一步对1、3度竹的SMA主轴移动性进行分析发现，3度竹的胸径和枝下高整体均较1度竹更大，可能是竹林后期生长养分不够充分，限制了1度竹的生长，且没有及时采挖竹笋导致1度新竹中含有较多的小胸径竹子，详细原因有待进一步探讨。

综上所述，毛竹林胸径与枝下高的异速生长关系不仅受经营管理方式的影响，同时在不同的竹龄间也存在差异，总体表现为精细管理更好地改善了土壤肥力和竹林结构等生态因子，其枝下高较粗放管理有一定的提高。从竹林的年龄结构来看，随着竹林演替，其胸径与枝下高的异速生长指数出现交替变化的现象。

参考文献

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[3] 庄若楠. 毛竹无性种群笋一一幼竹动态特征和秆型的异速生长分析[D]. 杭州：浙江农林大学， 2013.

[4] 朱强根，金爱武，娄艳华，等. 施肥对毛竹根系酸性磷酸酶及氮代谢的影响[J]. 福建林业科技， 2016（1）： 30 - 34.

[5] 张宇，岳祥华，漆良华，等. 利用异速生长关系和地统计方法估算武夷山南麓毛竹林生物量[J].生态学杂志， 2016， 35（7）：1 957 - 1 962.

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[8] 王意锟，金爱武，朱强根，等. 施肥对毛竹种群不同年龄分株间胸径大小关系的影响[J]. 植物生态学报， 2014， 38（3）： 289 - 297.

[9] 朱强根，金爱武，陈操，等. 毛竹克隆构型及其生物量对不同营林模式的响应[J]. 南京林业大学学报（自然科学版）， 2015， 39（1）： 73 - 78.

[10] 杨帆，汤孟平. 毛竹林立地与结构的关系及其对生物量的影响[J]. 浙江农林大学学报， 2020， 37（5）： 823 - 832.