气象因子和坡向对思茅松产脂量的影响1)

付玉嫔 李思广 许林红 张快富 蒋云东

(云南省林业和草原科学院,昆明,650204)

思茅松(Pinuskesiyavar.langbianensis)是卡西亚松的地理变种，枝条每年生长2～4轮，是云南省重要的材、脂兼用树种，具有速生、高产脂、生态适应性强等特点。主要分布于云南省普洱市思茅、澜沧、景谷、景东、镇沅、江城、墨江等区县，临沧地区、景洪市及红河州部分县。海拔分布范围为600～1 600 m。目前，云南省现有思茅松约149.7万hm2，活立木约51 661万株，其中胸径d≥20 cm的可采脂思茅松约6 018万株。全省松脂、松节油产量80%以上源于思茅松。

松脂是松属(Pinus)植物分泌的次生代谢产物，主要储藏在松属植物针叶、树干木质部和韧皮部的树脂道系统内，随各部位树脂道数量增加而增加[1]。针叶通过光合作用形成糖类，经过复杂的生物化学变化在木材的薄壁细胞中形成松脂，最后通过泌脂细胞壁渗入树脂道，因此可以把松脂作为松树光合作用的产物[2-4]。思茅松产脂量受树体因子、生态因子等影响较大[5-6]。思茅松的产脂因子研究主要集中在树体因子，海拔、坡位等立地因子方面[6]，尚无关于气象因子影响的报道。本试验通过研究气象因子中月均温度、月均湿度、月均气压、月均降水量、月均日照时间等指标和坡向对思茅松产脂量的影响，为相关部门及企业调整和改善思茅松采脂经营提供参考，并为预测思茅松的产脂量及其经济效益提供重要依据。

1 试验地概况

试验地设置在距离云南省普洱市景谷县城20 km的高产脂思茅松研究基地(100°2′～101°7′E，22°49′～23°52′N)，海拔1 400 m，年均气温21.1 ℃，最冷月(1月)平均气温13.0 ℃，最热月(7月)平均气温24.6 ℃，≥10 ℃的活动积温7 360.9 ℃，年均降水量约1 235.4 mm，5—10月为雨季，土壤类型主要为红壤。

2 研究方法

在试验地中选择1个小山包的阳坡和阴坡，各坡向选择可采脂的思茅松各50株，阳坡1～50号，阴坡51～100号，平均胸径78.26 cm。对100株思茅松进行定株，每月测定其产脂量，连续观测约3 a。

采脂方式采用下降采脂法，割脂高度控制在1.3～1.5 m左右，割面负荷率控制在45%～50%，割沟夹角为70°～90°，割沟深入木质部约为0.3～0.4 cm，步距约为0.1 cm，每个月割8刀，在次月1号进行月产脂量测定。

思茅松产脂力计算方法：产脂力=产脂量/采割沟水平长×10。

松脂测定试验时间为2006年7月—2008年8月，连续测定36个月。结合该地区温度、湿度、降水量、气压、产脂量的变化趋势以及它们之间的相关性，分析气象因子对思茅松产脂量的影响。试验地的气象数据来源于“中国气象数据网”中国地面累年值月值数据集(1981—2010年)，数据统计分析在SPSS17.0中完成。

3 结果与分析

3.1 思茅松产脂量及产脂力月变化

连续测定2006年7月—2008年8月3 a内100株思茅松成年树各月的产脂量，思茅松1 a中产脂情况总体呈抛物线变化。由表1可见，从1月份开始思茅松产脂量呈波动式上升；8月份产脂量达到最大，1株思茅松可产脂约365 g，该产量持续2个月；10月份后开始下降；12月份又略有回升。研究表明，8—9月份、12月份思茅松产脂量最大，1—5月份、11月份产脂量较小。产脂量较少的月份多为温度较低、降雨较少的月份；产脂较多的月份多出现在高温、降水多的月份或其前后的月份。2、4、12月份思茅松产脂量出现较大的上升波动。由于思茅松的生长发育特性，思茅松1 a抽梢2次以上，主要出现在8、12月份，受气温变化的影响抽梢会提前、推迟或出现多次。抽梢期是树液流动较快的时期，因此2、4、12月份出现的波动是多次抽梢引起。

表1 思茅松各月产脂量和产脂力变化

3.2 思茅松产脂量与主要气象因子的相关性

对思茅松产脂量与各气象因子进行相关性分析，结果见表2。日照时间、平均气温日较差、平均最低气温3个气候指标呈显著相关性；平均降水量、平均气温2个气候指标相关性较为紧密，但均达不到显著水平；日照时间、平均气温日较差2个指标与产脂量呈负相关；平均最低气温与产脂量呈正相关。表明日照时间越小、最低气温越高、日较差越小时，产脂量越高。

表2 思茅松产脂量与气象因子的相关性

3.3 思茅松产脂量与温度的关系

从表2的相关系数和表3可看出，思茅松产脂量与月平均最低气温呈显著相关，月平均最低气温越高，产脂量越高。1月份开始随着气温逐渐升高，产脂量呈波动式上升；气温升到最高后，产脂量仍继续上升,9月份产脂量达到最高；9月份后随着气温逐渐下降，产脂量也下降，至11月份出现1个波谷；12月份又达到较高产脂量。12月份虽然气温不高，但仍具有较高的产脂量，这与思茅松12月份开始抽梢，树液开始流动有关。

表3 各月气象指标和思茅松产脂量变化

3.4 思茅松产脂量与与空气湿度和降雨量的关系

表3显示，思茅松产脂量较高的时期主要集中在雨季：5—10月份，11月份至次年4月底为思茅松分布区的旱季，雨水较少，产脂量较低。12月份降水少、气温较低，但仍具有较高的产脂量。

3.5 思茅松产脂量与日照时间的关系

思茅松产脂量与日照时间呈显著负相关(表1)。6—10月份日照时间较短，思茅松产脂量较高；1—5月份、11—12月份日照时数较长，思茅松产脂量较低；12月份较为特殊，日照时数较高，产脂量也较高(表3)。

3.6 坡向与产脂量的关系

比较阳坡和阴坡2个坡向思茅松的产脂量差异，方差分析结果表明，阴坡产脂量显著(P<0.01)高于阳坡。表4显示，1—12月份，阴坡各月平均产脂量均高于阳坡各月平均产脂量，其中产脂力较强的2月份、4月份、6—9月份，产脂量差异更为明显，平均每株产脂量相差70～100 g；阴坡思茅松平均每株产脂量比阳坡高30%左右。

表4 阴坡和阳坡各月产脂量变化

3.7 个体因子与产脂量的关系

在100株思茅松中选择2株产脂力较差的第18株、第92株；2株产脂力较强的第89株、第94株进行对比。表5显示，产脂力差的第18株、第92株1—12月份产脂量低，产脂力强的第89株、第94株即使在产脂量较差的1—5月份仍具有较高产脂力。由表1可知，产脂力差的思茅松无论在雨季、旱季产脂量都远远低于产脂力强的树木，说明思茅松产脂力不仅受气象因子的影响，更主要的影响来自于树木本身的遗传特性。由表5可见，第89株、第94株产脂量的变化与总体月变化(见表1)略有差异，9月份达到最高后逐渐下降，1月份最低，2月份突然呈现较高水平；第18株、第92株与总体月变化(见表1)基本一致，仍是12月份产脂量突然呈现较高水平。本研究认为1、2、12月份具有较高水平的产脂量，原因是受树木自身的生长特性影响，并且与思茅松抽梢期、树液流动开始的早晚相关。

表5 高产脂思茅松和低产脂思茅松的产脂量月变化 g·株-1

4 结论与讨论

气象因子对植物生长和物候变化具有重要影响，从而影响思茅松松脂产量的月动态变化。思茅松各月产脂量变化与生长节律表现出趋同性。连续3 a对100株思茅松成年树木每月松脂产量固定观测，结果表明：思茅松产脂力从1—11月份总体呈抛物线变化，1月份开始呈波动式上升，8月份产脂力达到最高，这种较高的产脂力可持续至9月底，10月份开始下降。2、4、12月份出现较大的上升波动，产脂力突然出现较高水平，这与思茅松的生长特性(抽发新梢)有关。思茅松1 a抽2次以上新梢，一般12月份开始抽第1次新梢、次年8月份抽第2次新梢，受气候或小环境的影响，可能出现延迟抽梢、提前抽梢或多次抽梢的现象。思茅松抽梢期是树木营养积累达到最高值、树液流动最为迅速、产脂力最强且产脂量达到最大的时期。思茅松产脂力受生长特性影响，类似现象在马尾松产脂力的月动态变化上也有反映[4]。气象因子影响思茅松的物候变化，也影响其松脂形成的代谢活动。处于生长旺盛期、生活力旺盛的思茅松是否具有较强的产脂能力需要进一步研究证明。

松脂是针叶通过光合作用形成糖类后，通过复杂的生物化学变化在木材薄壁细胞中形成的一种次生代谢产物，属于光合作用产物[2-4]。光照、温度、降水对植物体内的代谢活动和光合作用都具有显著影响。降水、气温、日照等气候指标与思茅松产脂量的关系表明：思茅松受气温、降水、日照的影响较大。思茅松产脂量与平均最低气温呈显著正相关；与平均气温日较差、日照时间呈显著负相关；与月平均降水量、月平均气温呈正相关。景谷地区为雨热同期，5—9月份气温较高、降水量较大；1—4月份、次年10—12月份为旱季，且气温较低。思茅松产脂量较高的时期与景谷地区的雨热同季，说明光照、温度、降水等气象因子通过影响思茅松的光合作用、光合代谢活动，影响其松脂的形成，且雨热同期对思茅松光合作用产物的形成更有利。2、4、12月份处于思茅松抽梢期，具有较高的产脂量，但有研究认为松脂采脂强度与树木的生长呈负相关[7]，思茅松抽梢期采割松脂，营养丧失严重，树体生长受较大影响，不应进行采脂。

翁海龙等[6]认为海拔、坡向、坡位等环境因子对思茅松产脂量影响不显著，相关性较低；另有研究认为仅海拔对产脂量影响显著[4]。本研究表明，坡向对思茅松的产脂量影响极为显著(P<0.01)。无论雨季或旱季，生长在阴坡的思茅松比生长在阳坡的思茅松产脂量高，产脂力较强的月份，差异更显著。阴坡和阳坡的环境差异主要体现在土壤湿度、气温、光照等方面。相关性分析显示：思茅松产脂量与日照时间呈显著负相关、与降水呈正相关；思茅松产脂量与气温的相关性低于日照时间、降水2个指标。推测阴坡具有较高的产脂量，原因是阴坡土壤含水量比阳坡土壤含水量高、阴坡日照时间比阳坡日照时间短。需进一步深入研究环境因子对思茅松产脂量的影响，为培育思茅松产脂原料林提供参考。

100株思茅松的产脂力月动态变化表明，产脂力高的思茅松个体无论在产脂力强的月份或产脂力弱的月份都表现出较强的产脂力，产脂力差的个体在所有月份都表现出较差的产脂力。证明松树产脂力具有中度至高度的遗传控制[8-12]。刘青华等[9]通过子代测定估计马尾松生长和产脂力之间的遗传相关性，认为生长和产脂力之间存在显著正相关。综上所述，思茅松的产脂力主要受遗传因子控制，生态因子如降水、气温、光照、坡向等在一定程度上影响思茅松的生长发育，综合影响思茅松的产脂力。所以，培育思茅松产脂原料林不仅要考虑到良种问题，环境因子的控制同样有效提高其产脂量。