氣象因子和坡向?qū)λ济┧僧a(chǎn)脂量的影響1)

付玉嬪 李思廣 許林紅 張快富 蔣云東

(云南省林業(yè)和草原科學(xué)院,昆明,650204)

思茅松(Pinuskesiyavar.langbianensis)是卡西亞松的地理變種，枝條每年生長2～4輪，是云南省重要的材、脂兼用樹種，具有速生、高產(chǎn)脂、生態(tài)適應(yīng)性強等特點。主要分布于云南省普洱市思茅、瀾滄、景谷、景東、鎮(zhèn)沅、江城、墨江等區(qū)縣，臨滄地區(qū)、景洪市及紅河州部分縣。海拔分布范圍為600～1 600 m。目前，云南省現(xiàn)有思茅松約149.7萬hm2，活立木約51 661萬株，其中胸徑d≥20 cm的可采脂思茅松約6 018萬株。全省松脂、松節(jié)油產(chǎn)量80%以上源于思茅松。

松脂是松屬(Pinus)植物分泌的次生代謝產(chǎn)物，主要儲藏在松屬植物針葉、樹干木質(zhì)部和韌皮部的樹脂道系統(tǒng)內(nèi)，隨各部位樹脂道數(shù)量增加而增加[1]。針葉通過光合作用形成糖類，經(jīng)過復(fù)雜的生物化學(xué)變化在木材的薄壁細胞中形成松脂，最后通過泌脂細胞壁滲入樹脂道，因此可以把松脂作為松樹光合作用的產(chǎn)物[2-4]。思茅松產(chǎn)脂量受樹體因子、生態(tài)因子等影響較大[5-6]。思茅松的產(chǎn)脂因子研究主要集中在樹體因子，海拔、坡位等立地因子方面[6]，尚無關(guān)于氣象因子影響的報道。本試驗通過研究氣象因子中月均溫度、月均濕度、月均氣壓、月均降水量、月均日照時間等指標和坡向?qū)λ济┧僧a(chǎn)脂量的影響，為相關(guān)部門及企業(yè)調(diào)整和改善思茅松采脂經(jīng)營提供參考，并為預(yù)測思茅松的產(chǎn)脂量及其經(jīng)濟效益提供重要依據(jù)。

1 試驗地概況

試驗地設(shè)置在距離云南省普洱市景谷縣城20 km的高產(chǎn)脂思茅松研究基地(100°2′～101°7′E，22°49′～23°52′N)，海拔1 400 m，年均氣溫21.1 ℃，最冷月(1月)平均氣溫13.0 ℃，最熱月(7月)平均氣溫24.6 ℃，≥10 ℃的活動積溫7 360.9 ℃，年均降水量約1 235.4 mm，5—10月為雨季，土壤類型主要為紅壤。

2 研究方法

在試驗地中選擇1個小山包的陽坡和陰坡，各坡向選擇可采脂的思茅松各50株，陽坡1～50號，陰坡51～100號，平均胸徑78.26 cm。對100株思茅松進行定株，每月測定其產(chǎn)脂量，連續(xù)觀測約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，割面負荷率控制在45%～50%，割溝夾角為70°～90°，割溝深入木質(zhì)部約為0.3～0.4 cm，步距約為0.1 cm，每個月割8刀，在次月1號進行月產(chǎn)脂量測定。

思茅松產(chǎn)脂力計算方法：產(chǎn)脂力=產(chǎn)脂量/采割溝水平長×10。

松脂測定試驗時間為2006年7月—2008年8月，連續(xù)測定36個月。結(jié)合該地區(qū)溫度、濕度、降水量、氣壓、產(chǎn)脂量的變化趨勢以及它們之間的相關(guān)性，分析氣象因子對思茅松產(chǎn)脂量的影響。試驗地的氣象數(shù)據(jù)來源于“中國氣象數(shù)據(jù)網(wǎng)”中國地面累年值月值數(shù)據(jù)集(1981—2010年)，數(shù)據(jù)統(tǒng)計分析在SPSS17.0中完成。

3 結(jié)果與分析

3.1 思茅松產(chǎn)脂量及產(chǎn)脂力月變化

連續(xù)測定2006年7月—2008年8月3 a內(nèi)100株思茅松成年樹各月的產(chǎn)脂量，思茅松1 a中產(chǎn)脂情況總體呈拋物線變化。由表1可見，從1月份開始思茅松產(chǎn)脂量呈波動式上升；8月份產(chǎn)脂量達到最大，1株思茅松可產(chǎn)脂約365 g，該產(chǎn)量持續(xù)2個月；10月份后開始下降；12月份又略有回升。研究表明，8—9月份、12月份思茅松產(chǎn)脂量最大，1—5月份、11月份產(chǎn)脂量較小。產(chǎn)脂量較少的月份多為溫度較低、降雨較少的月份；產(chǎn)脂較多的月份多出現(xiàn)在高溫、降水多的月份或其前后的月份。2、4、12月份思茅松產(chǎn)脂量出現(xiàn)較大的上升波動。由于思茅松的生長發(fā)育特性，思茅松1 a抽梢2次以上，主要出現(xiàn)在8、12月份，受氣溫變化的影響抽梢會提前、推遲或出現(xiàn)多次。抽梢期是樹液流動較快的時期，因此2、4、12月份出現(xiàn)的波動是多次抽梢引起。

表1 思茅松各月產(chǎn)脂量和產(chǎn)脂力變化

3.2 思茅松產(chǎn)脂量與主要氣象因子的相關(guān)性

對思茅松產(chǎn)脂量與各氣象因子進行相關(guān)性分析，結(jié)果見表2。日照時間、平均氣溫日較差、平均最低氣溫3個氣候指標呈顯著相關(guān)性；平均降水量、平均氣溫2個氣候指標相關(guān)性較為緊密，但均達不到顯著水平；日照時間、平均氣溫日較差2個指標與產(chǎn)脂量呈負相關(guān)；平均最低氣溫與產(chǎn)脂量呈正相關(guān)。表明日照時間越小、最低氣溫越高、日較差越小時，產(chǎn)脂量越高。

表2 思茅松產(chǎn)脂量與氣象因子的相關(guān)性

3.3 思茅松產(chǎn)脂量與溫度的關(guān)系

從表2的相關(guān)系數(shù)和表3可看出，思茅松產(chǎn)脂量與月平均最低氣溫呈顯著相關(guān)，月平均最低氣溫越高，產(chǎn)脂量越高。1月份開始隨著氣溫逐漸升高，產(chǎn)脂量呈波動式上升；氣溫升到最高后，產(chǎn)脂量仍繼續(xù)上升,9月份產(chǎn)脂量達到最高；9月份后隨著氣溫逐漸下降，產(chǎn)脂量也下降，至11月份出現(xiàn)1個波谷；12月份又達到較高產(chǎn)脂量。12月份雖然氣溫不高，但仍具有較高的產(chǎn)脂量，這與思茅松12月份開始抽梢，樹液開始流動有關(guān)。

表3 各月氣象指標和思茅松產(chǎn)脂量變化

3.4 思茅松產(chǎn)脂量與與空氣濕度和降雨量的關(guān)系

表3顯示，思茅松產(chǎn)脂量較高的時期主要集中在雨季：5—10月份，11月份至次年4月底為思茅松分布區(qū)的旱季，雨水較少，產(chǎn)脂量較低。12月份降水少、氣溫較低，但仍具有較高的產(chǎn)脂量。

3.5 思茅松產(chǎn)脂量與日照時間的關(guān)系

思茅松產(chǎn)脂量與日照時間呈顯著負相關(guān)(表1)。6—10月份日照時間較短，思茅松產(chǎn)脂量較高；1—5月份、11—12月份日照時數(shù)較長，思茅松產(chǎn)脂量較低；12月份較為特殊，日照時數(shù)較高，產(chǎn)脂量也較高(表3)。

3.6 坡向與產(chǎn)脂量的關(guān)系

比較陽坡和陰坡2個坡向思茅松的產(chǎn)脂量差異，方差分析結(jié)果表明，陰坡產(chǎn)脂量顯著(P<0.01)高于陽坡。表4顯示，1—12月份，陰坡各月平均產(chǎn)脂量均高于陽坡各月平均產(chǎn)脂量，其中產(chǎn)脂力較強的2月份、4月份、6—9月份，產(chǎn)脂量差異更為明顯，平均每株產(chǎn)脂量相差70～100 g；陰坡思茅松平均每株產(chǎn)脂量比陽坡高30%左右。

表4 陰坡和陽坡各月產(chǎn)脂量變化

3.7 個體因子與產(chǎn)脂量的關(guān)系

在100株思茅松中選擇2株產(chǎn)脂力較差的第18株、第92株；2株產(chǎn)脂力較強的第89株、第94株進行對比。表5顯示，產(chǎn)脂力差的第18株、第92株1—12月份產(chǎn)脂量低，產(chǎn)脂力強的第89株、第94株即使在產(chǎn)脂量較差的1—5月份仍具有較高產(chǎn)脂力。由表1可知，產(chǎn)脂力差的思茅松無論在雨季、旱季產(chǎn)脂量都遠遠低于產(chǎn)脂力強的樹木，說明思茅松產(chǎn)脂力不僅受氣象因子的影響，更主要的影響來自于樹木本身的遺傳特性。由表5可見，第89株、第94株產(chǎn)脂量的變化與總體月變化(見表1)略有差異，9月份達到最高后逐漸下降，1月份最低，2月份突然呈現(xiàn)較高水平；第18株、第92株與總體月變化(見表1)基本一致，仍是12月份產(chǎn)脂量突然呈現(xiàn)較高水平。本研究認為1、2、12月份具有較高水平的產(chǎn)脂量，原因是受樹木自身的生長特性影響，并且與思茅松抽梢期、樹液流動開始的早晚相關(guān)。

表5 高產(chǎn)脂思茅松和低產(chǎn)脂思茅松的產(chǎn)脂量月變化 g·株-1

4 結(jié)論與討論

氣象因子對植物生長和物候變化具有重要影響，從而影響思茅松松脂產(chǎn)量的月動態(tài)變化。思茅松各月產(chǎn)脂量變化與生長節(jié)律表現(xiàn)出趨同性。連續(xù)3 a對100株思茅松成年樹木每月松脂產(chǎn)量固定觀測，結(jié)果表明：思茅松產(chǎn)脂力從1—11月份總體呈拋物線變化，1月份開始呈波動式上升，8月份產(chǎn)脂力達到最高，這種較高的產(chǎn)脂力可持續(xù)至9月底，10月份開始下降。2、4、12月份出現(xiàn)較大的上升波動，產(chǎn)脂力突然出現(xiàn)較高水平，這與思茅松的生長特性(抽發(fā)新梢)有關(guān)。思茅松1 a抽2次以上新梢，一般12月份開始抽第1次新梢、次年8月份抽第2次新梢，受氣候或小環(huán)境的影響，可能出現(xiàn)延遲抽梢、提前抽梢或多次抽梢的現(xiàn)象。思茅松抽梢期是樹木營養(yǎng)積累達到最高值、樹液流動最為迅速、產(chǎn)脂力最強且產(chǎn)脂量達到最大的時期。思茅松產(chǎn)脂力受生長特性影響，類似現(xiàn)象在馬尾松產(chǎn)脂力的月動態(tài)變化上也有反映[4]。氣象因子影響思茅松的物候變化，也影響其松脂形成的代謝活動。處于生長旺盛期、生活力旺盛的思茅松是否具有較強的產(chǎn)脂能力需要進一步研究證明。

松脂是針葉通過光合作用形成糖類后，通過復(fù)雜的生物化學(xué)變化在木材薄壁細胞中形成的一種次生代謝產(chǎn)物，屬于光合作用產(chǎn)物[2-4]。光照、溫度、降水對植物體內(nèi)的代謝活動和光合作用都具有顯著影響。降水、氣溫、日照等氣候指標與思茅松產(chǎn)脂量的關(guān)系表明：思茅松受氣溫、降水、日照的影響較大。思茅松產(chǎn)脂量與平均最低氣溫呈顯著正相關(guān)；與平均氣溫日較差、日照時間呈顯著負相關(guān)；與月平均降水量、月平均氣溫呈正相關(guān)。景谷地區(qū)為雨熱同期，5—9月份氣溫較高、降水量較大；1—4月份、次年10—12月份為旱季，且氣溫較低。思茅松產(chǎn)脂量較高的時期與景谷地區(qū)的雨熱同季，說明光照、溫度、降水等氣象因子通過影響思茅松的光合作用、光合代謝活動，影響其松脂的形成，且雨熱同期對思茅松光合作用產(chǎn)物的形成更有利。2、4、12月份處于思茅松抽梢期，具有較高的產(chǎn)脂量，但有研究認為松脂采脂強度與樹木的生長呈負相關(guān)[7]，思茅松抽梢期采割松脂，營養(yǎng)喪失嚴重，樹體生長受較大影響，不應(yīng)進行采脂。

翁海龍等[6]認為海拔、坡向、坡位等環(huán)境因子對思茅松產(chǎn)脂量影響不顯著，相關(guān)性較低；另有研究認為僅海拔對產(chǎn)脂量影響顯著[4]。本研究表明，坡向?qū)λ济┧傻漠a(chǎn)脂量影響極為顯著(P<0.01)。無論雨季或旱季，生長在陰坡的思茅松比生長在陽坡的思茅松產(chǎn)脂量高，產(chǎn)脂力較強的月份，差異更顯著。陰坡和陽坡的環(huán)境差異主要體現(xiàn)在土壤濕度、氣溫、光照等方面。相關(guān)性分析顯示：思茅松產(chǎn)脂量與日照時間呈顯著負相關(guān)、與降水呈正相關(guān)；思茅松產(chǎn)脂量與氣溫的相關(guān)性低于日照時間、降水2個指標。推測陰坡具有較高的產(chǎn)脂量，原因是陰坡土壤含水量比陽坡土壤含水量高、陰坡日照時間比陽坡日照時間短。需進一步深入研究環(huán)境因子對思茅松產(chǎn)脂量的影響，為培育思茅松產(chǎn)脂原料林提供參考。

100株思茅松的產(chǎn)脂力月動態(tài)變化表明，產(chǎn)脂力高的思茅松個體無論在產(chǎn)脂力強的月份或產(chǎn)脂力弱的月份都表現(xiàn)出較強的產(chǎn)脂力，產(chǎn)脂力差的個體在所有月份都表現(xiàn)出較差的產(chǎn)脂力。證明松樹產(chǎn)脂力具有中度至高度的遺傳控制[8-12]。劉青華等[9]通過子代測定估計馬尾松生長和產(chǎn)脂力之間的遺傳相關(guān)性，認為生長和產(chǎn)脂力之間存在顯著正相關(guān)。綜上所述，思茅松的產(chǎn)脂力主要受遺傳因子控制，生態(tài)因子如降水、氣溫、光照、坡向等在一定程度上影響思茅松的生長發(fā)育，綜合影響思茅松的產(chǎn)脂力。所以，培育思茅松產(chǎn)脂原料林不僅要考慮到良種問題，環(huán)境因子的控制同樣有效提高其產(chǎn)脂量。