抚育模式对茶秆竹林年度新竹生长影响

2016-08-07 07:47欧建德吴志庄
竹子学报 2016年3期
关键词:新竹胸径竹林

欧建德,吴志庄

(1.明溪县林业局,三明 365200;2.国家林业局竹子研究开发中心/浙江省竹子高效加工重点实验室,杭州 310012)

抚育模式对茶秆竹林年度新竹生长影响

欧建德1,吴志庄2

(1.明溪县林业局,三明 365200;2.国家林业局竹子研究开发中心/浙江省竹子高效加工重点实验室,杭州 310012)

为优化茶秆竹林抚育模式,探明抚育后的新竹生长总体影响与动态变化规律,研究在福建明溪天然茶秆竹林进行抚育模式(常规全面锄草模式、浅翻模式、浅翻施肥模式)试验,就其抚育后1-3年度新竹生长、总体生长情况进行分析,并采用主成分分析法进行综合评价。研究结果表明抚育模式显著影响着新竹数量、胸径、竹高、单株秆鲜重和秆产量等5个新竹生长性状,不同抚育模式的年度间新竹数量、胸径、竹高、单株秆鲜重与秆产量等5个新竹生长性状的促进作用大小、呈现显著影响的时间明显不同,综合评价结果表明浅翻施肥模式最佳。3种抚育模式年度间新竹生长情况均越来越好、呈现随抚育后时间推移而逐渐增加的变化。

茶秆竹;抚育模式;新竹;生长;综合评价

茶秆竹(Pseudosasaamabilis)是我国南部湿润地区典型的混生竹种[1],其分布广泛,野生资源丰富[2-3],竹材优良,笋味独特,极具观赏美感,是集食用、材用和观赏利用的多用途竹种,极具开发潜力。茶秆竹是中小型经济竹种,近年来日益受到人们的重视,并就其生长特性、出笋规律、密度效应、低产林改造、复层经营等进行了研究[1-11]。抚育改造是森林生态系统经营的关键性措施[12],抚育模式直接关系到竹林可持续经营成效,优化抚育模式成为茶秆竹林经营的重要内容。当前有关茶秆竹抚育模式方面的研究未见报道。新竹的发育数量和质量成为评价竹林生产力以及竹林可持续经营的决定因子,揭示抚育模式间的年度新竹生长与变化规律,成为优化抚育模式的关键。为此在福建明溪天然茶秆竹林开展抚育模式试验,连续定期观测年度新竹生长情况,分析其变化规律,并偿试优化抚育模式,以期为科学茶秆竹林经营提供理论与技术支持。

1 材料与方法

1.1 试验地概况

试验地位于福建省明溪县夏坊境内,属亚热带季风气候,温和湿润,雨量充沛,日照充足,水热条件好。试验地年平均气温18.1 ℃,极端最高气温38℃,极端最低气温-7 ℃,全年日照时数1 762 h。试验地为天然茶秆竹林,平均胸径1.8 cm、竹高3.5 m、立竹度12 000株·hm-2,海拔450 m,土壤为山地红壤,pH值5.2,土壤肥力中等。

1.2 试验设计

2012年在立地条件、竹林结构相对一致的阳坡天然茶秆竹林布设20 m×20 m的样地,竹林平均胸径2.0 cm,平均竹高4.1 m,平均立竹度12 000株·hm-2,样地四周挖30 cm深的断鞭沟隔离。本抚育模式试验采用3处理3重复完全随机试验设计,周期为3 a。处理1为常规模式,连续3 a进行竹林全面锄草;处理2为浅翻模式,除第1年在常规模式基础上浅翻30 cm,去除老鞭、树桩与石块外,其他同常规模式;处理3为浅翻施肥模式,除第1年结合浅翻、其他2个年度结合全面锄草施用450 kg·hm-2复合肥外,其他同浅翻模式。试验后每个年度均在4-5月全面留笋养竹,12月按照砍老(3年生以上)留幼、砍密留稀、砍小留大、砍弱留强的原则,每年各采伐老竹、留养新竹4 000株·hm-2左右,竹林立竹度保留12 000株·hm-2。

1.3 数据调查

分别于2013-2015年的11月计算当年新竹成竹数量、逐株测量当年新竹胸径与高度,每个样地取6株接近平均胸径、高株标准竹、齐地伐到、测量计算单株竹秆鲜重(以下简称单株秆重),以样地平均值为样地代表值;按新竹产量=新竹数量×单株秆重公式,计算新竹产量。

1.4 综合评价

主成分分析可以较好进行多性状的综合评价[13]。利用主成分分析法对参试的6个样地5个新竹生长形质性状指标进行主成分分析,主成分累计方差贡献率达85%以上,选取相应主成分构建性状指标体系,并建立主成分得分值评价数学模型[13]。根据各个主成分得分值累计原理计算综合得分,进行综合评价。

1.5 数据处理

采用Excel 2003和SPSS 21软件对数据进行统计分析。采用单因素方差分析法和Duncan法进行方差分析和多重比较。

2 结果与分析

2.1 抚育模式对新竹生长的影响

新竹的发育数量和质量成为评价竹林生产力以及天然竹林可持续经营的决定因子。新竹数量、胸径、高度、单株秆重以及秆产量是新竹主要的生长性状指标。现将年度新竹生长情况统计分析结果列表1、表2。

结果表明(表1),不同模式抚育后第1、第2年度新竹数量无显著性差异,第3年度新竹数量存在着显著性差异,说明抚育模式对第1、第2年度新竹数量无显著性影响,但显著影响抚育后第3年度新竹数量,浅翻施肥模式的新竹数量显著多于浅翻与常规模式、浅翻与常规模式间新竹数量无显著性差异。

表1 不同抚育模式新竹生长情况表

注:表中数据为平均值±标准差。小写字母不同表示相互间差异显著,小写字母相同表示差异不显著,下同.

表2 不同抚育模式新竹生长情况表

不同模式抚育后1-3年度新竹胸径均存在着显著性差异(表2),表明抚育模式显著影响着新竹胸径。相对于常规与浅翻模式,浅翻施肥模式自抚育后第1年度起显著增加新竹胸径,而浅翻较常规模式自从抚育后第2年度起显著增加新竹胸径;相对于常规模式,浅翻施肥与浅翻模式显著促进胸径效应出现的时间有所不同,分别出现在抚育后的第1、第2年度,浅翻施肥较浅翻模式明显提前,这与浅翻施肥模式极大地补充竹林营养供给,提高竹鞭孕笋、成竹能力有关。

不同模式抚育后2-3年度的新竹高度存在着显著性差异(表2),表明抚育模式显著影响着抚育后2-3年度新竹高度。自抚育后第2年度起,相对于浅翻与浅翻施肥较常规模式显著增加新竹高度,浅翻施肥较浅翻模式显著增加新竹高度出现在抚育后第3年度;模式对抚育后第1年度新竹高度无显著性影响。

不同模式抚育后1-3年度的新竹单株秆重、新竹产量存在着显著性差异,表明模式显著影响着抚育后1-3年度单株秆重、新竹产量。单株秆重方面,浅翻施肥与浅翻模式分别在抚育后第1、2年度起较常规模式显著增加单株秆重,浅翻施肥在抚育后第2年起较浅翻模式显著增加单株秆重。相对于常规模式,模式间新竹产量出现显著性差异的时间有所不同,浅翻施肥与浅翻模式分别出现在抚育后的第1、第3年度,浅翻施肥较浅翻明显提前,这与其施肥增加竹林营养供给有关;相对于浅翻模式,浅翻施肥模式显著增加新竹产量的时间出现在抚育后的第3年度。

综合以上结果,表明不同模式间对新竹数量、胸径、竹高、单株秆重与秆产量的促进作用大小与出现差异影响的时间明显差异,总体呈现出浅翻施肥模式促进作用最大且见效快、浅翻模式次之、常规模式最差。一方面与模式间的改善土壤速效养分供给(施肥)、疏松土壤结构与改善地下竹鞭结构(浅翻)、减少养分竞争(全面锄草)的措施差异有关;另一方面因模式间新竹生长差异,导致竹林结构差异有关。

3种抚育模式年度间新竹数量、胸径、竹高、单株秆重与秆产量均越来越好、呈现随抚育后时间推移而逐渐增加的变化趋势,表明本试验的3种抚育模式均有促进年度新竹生长作用,利于天然竹林复壮,是有效的抚育模式。究其原因,与3种抚育模式均能合理调整竹林结构、竹子胸径与高度越来越大,减少养分竞争(全面锄草)、改善竹林养分有效供给,竹林结构趋于合理有关。

2.2 不同抚育模式新竹生长总体情况与总体评价

为合理评价抚育模式的优劣,克服以某个年度的新竹生长状况为评价指标而导致评价失真的产生。本文综合抚育模式周期的3个年度新竹生长情况,以抚育模式周期的新竹生长平均值进行总体情况统计分析,结果列表3。结果表3显示,不同模式的新竹数量、胸径、竹高、单株秆重与产量均存在着显著性差异,表明抚育模式显著着影响新竹数量、胸径、竹高、单株秆重与产量性状。在新竹胸径、竹高与单株秆重方面,其促进大小排序均为浅翻施肥模式>浅翻模式>常规模式,且模式间均存在着显著性差异。在新竹数量与产量方面,以浅翻施肥模式显著大于浅翻与常规模式,且浅翻与常规模式间不存在着显著性差异。

表3 不同抚育模式新竹生长总体情况与总体评价

鉴于抚育模式显著影响新竹数量、平均胸径、平均竹高、单株秆重、新竹产量等5个新竹生长性状指标,本研究对以上5个生长性状进行主成分分析。经主成分分析可知,第一主成份的特征值为4.617,贡献率达92.348%,代表了新竹性状92.348%的综合信息。第一主成分表达式为Z1=0.196x1+0.211x2+0.209x3+0.210x4+0.215x5。式中Z1为第一主成分;x1为新竹数量;x2为胸径;x3为竹高;x4为单株秆重;x5为新竹产量。

因本研究第一主成分的方差贡献率达到94.649%,为简化计算,在本研究中可以用第一主成分值数学模型代替综合得分值数学模型。经计算,不同抚育模式样地综合得分值分别为3 051.1、3 660.9、5 368.5。方差分析结果显示,抚育模式对综合得分值有显著影响(表3),以浅翻施肥模式促进新竹生长成效最佳。

3 结论与讨论

本研究率先开展茶秆竹林抚育模式试验,系统地揭示抚育周期内各个年度新竹生长变化规律,并采用主成分分析法进行综合评价,从而达到优化的目标。研究结果表明抚育模式显著影响着新竹数量、胸径、竹高、单株秆重和秆产量等5个新竹生长性状,抚育模式对年度间新竹数量、胸径、竹高、单株秆重与秆产量等5个生长性状的促进作用大小、呈现差异影响的时间明显不同,综合评价结果表明浅翻施肥模式最佳。3种抚育模式年度间新竹数量、胸径、竹高、单株秆重与秆产量均越来越好、呈现随时间推移而逐渐增加的变化趋势。

本研究表明抚育模式显著影响着新竹数量、胸径、竹高、单株秆重和秆产量等5个新竹生长性状,这与前人研究结论一致[1,3-4,10]。浅翻施肥模式促进新竹生长成效最佳、浅翻模式次之、常规模式表现最差,这与前人研究结论一致[1,4,10]。而且3种抚育模式年度间新竹数量、胸径、竹高、单株秆重与秆产量均越来越好、呈现随抚育后时间推移而逐渐增加的变化趋势,验证了前人研究结论[4]。当然茶秆竹林科学经营与竹林结构密切相关,有关抚育模式影响竹林结构方面研究尚待深入。

[1] 欧建德.野生茶秆竹林垦复改造试验研究[J].竹子研究汇刊,2002,21(2):41-47.

[2] 欧建德.茶秆竹笋期生长规律的初步研究[J].西南林学院学报,2000,20(4):209-212.

[3] 陈伟文.茶秆竹低产林改造技术初探[J].广东林业科技,2005,21(3):95.

[4] 肖书平.天然茶秆竹不同垦复措施的效果研究[J].福建林业科技,2003,30(3):75-78.

[5] 陈存及,代全林,曹永慧,等.茶秆竹林密度效应研究[J].福建林学院学报,2001,21(2):101-104.

[6] 欧建德.野生茶秆竹立竹度与生产力关系的研究[J].中国林副特产,2001,1(1):10-11.

[7] 林传文.不同立竹密度下茶秆竹林生长的响应[J].福建林业科技,2005,32(3):62-64.

[8] 欧建德.茶秆竹竹鞭生长规律的研究[J].江苏林业科技,2001,28(3):23-24.

[9]肖书平.茶秆竹新竹生长规律的研究[J].竹子研究汇刊,2001,20(4):61-66.

[10] 欧建德.茶秆竹笋竹两用经营技术研究[J].经济林研究,2002,20(1):32-33.

[11] 陈东阳.茶秆竹竹鞭生长规律的研究[J].竹子研究汇刊,2002,21(2):48-53.

[12] 罗菊春.抚育改造是森林生态系统经营的关键性措施[J].北京林业大学学报,2006,28(1):121-124.

[13] 欧建德,吴志庄. 南方红豆杉盆栽轻型基质配方优化[J].东北林业大学学报,2015,43(9):52-55+89.

Effects of Tending Pattern on the Annual Growth of New Bamboo Shoots inPseudosasaamabilis

OU Jian-de1,WU Zhi-zhuang2

(1.Mingxi Forestry Bureau,Sanming 365200,Fujian,China; 2. China National Bamboo Research Center/Key Laboratory of High Efficient Processing of Bamboo of Zhejiang Province,Hangzhou 310012,Zhejiang,China)

In order to optimize the tending pattern ofPseudosasaamabilisforest,explore the general influence and growth dynamics of the new bamboo shoots after tending,a test of various tending pattern (conventional weeding mode,shallow ploughing mode,shallow ploughing and fertilizing mode) for the naturalP.Amabilisforests was conducted in Mingxi County,Fujian,China to analyze the growth of 1-3 years old new bamboo shoots after tending,the 3 tending patterns were evaluated comprehensively by using the principal component analysis method. The results showed that the tending patterns significantly affected 5 indices,i.e. the number,DBH,height,individual stem fresh weight and stem yield of new bamboo shoots. The responding magnitude and time varied with patterns. In general,the shallow ploughing and fertilizing mode promoted the most the growth of new bamboo shoots. The annual growth of new bamboo shoots under all tending patterns,gradually increased.

Pseudosasaamabilis;Tending pattern;New bamboo;Growth;Comprehensive evaluation

2016-05-12

浙江省科技厅协同创新项目(2015F50053); 浙江省竹子高效加工重点实验室(2014F10047)

欧建德(1970-),男,福建仙游,教授级高工,学士,从事林木育种、资源培育、森林经营、保护等研究。通信作者:吴志庄(1969-),男,福建宁德人,副研究员,博士,主要从事林木遗传育种和竹林培育研究。E-mail:wzzcaf@126.com

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