橄欖竹單株地上部分生物量結(jié)構(gòu)分析

廖鵬輝，鄭 蓉，林陽(yáng)峰，連華萍，溫曉蕓

(1.福建省林業(yè)科學(xué)技術(shù)推廣總站，福建 福州 350003； 2.福建省林業(yè)科學(xué)研究院，福建 福州 350012；3.邵武市林業(yè)局，福建 邵武 354000； 4.三明市林業(yè)局，福建 三明 365000)

橄欖竹單株地上部分生物量結(jié)構(gòu)分析

廖鵬輝1，鄭 蓉2，林陽(yáng)峰3，連華萍4，溫曉蕓2

(1.福建省林業(yè)科學(xué)技術(shù)推廣總站，福建 福州 350003； 2.福建省林業(yè)科學(xué)研究院，福建 福州 350012；3.邵武市林業(yè)局，福建 邵武 354000； 4.三明市林業(yè)局，福建 三明 365000)

在福建省永安市，采取標(biāo)準(zhǔn)地法對(duì)2～5年生橄欖竹的地上生物量進(jìn)行測(cè)定，分析單株及各器官生物量分配情況。結(jié)果表明，竹稈、枝、葉的平均含水率分別為45.5%、47.45%、55.65%，并隨著竹齡增加呈現(xiàn)逐年下降的趨勢(shì)；橄欖竹稈生物量自基部向梢部逐漸降低，近基部第1段(竹高1.5 m段)生物量占總稈重比重最大，達(dá)26.0%；單株各器官生物量占總量的百分比大小排序?yàn)椋褐穸?竹枝>竹葉；成竹生長(zhǎng)在4年生時(shí)竹稈生物量達(dá)最大值，5年生時(shí)竹枝、竹葉的生物量達(dá)最大值，可進(jìn)行竹材的采伐利用。采用線性、乘冪函數(shù)對(duì)地上部分單株生物量與胸徑進(jìn)行回歸擬合，其相關(guān)系數(shù)均達(dá)0.84以上，可用于估算橄欖竹單株生物量。

橄欖竹；含水率；生物量；擬合模型

林木生物量是森林生態(tài)系統(tǒng)最基本的數(shù)量特征，既是一個(gè)經(jīng)濟(jì)指標(biāo)，表明森林的經(jīng)營(yíng)水平和開發(fā)利用價(jià)值；又是一個(gè)生態(tài)指標(biāo)，反映森林與其環(huán)境在物質(zhì)循環(huán)和能量流動(dòng)上的復(fù)雜關(guān)系。竹林是森林重要組成部分，其高生物量不僅可為竹材生產(chǎn)提供充分的加工原料，而且具有較強(qiáng)的水土保持能力。橄欖竹(Indosasagigantea)為竹亞科(Bambusoideae)大節(jié)竹屬(Indosasa)的混生竹種，原產(chǎn)福建，適生于中低山中、下部、丘陵坡中、下部以及山凹谷地等，具有生態(tài)適應(yīng)性強(qiáng)、生長(zhǎng)迅速、產(chǎn)量高等特點(diǎn)，在福建省邵武、建甌、永安、將樂、周寧等縣市均有分布[1]。橄欖竹的竹稈圓滿通直，節(jié)間長(zhǎng)，分枝平展，竹葉濃密，竹冠層狀，是優(yōu)良的園林觀賞竹種，同時(shí)是發(fā)展?jié){用竹種的備選材料，也可用于生產(chǎn)竹重組材[2-3]。本文對(duì)橄欖竹的單株地上部分生物量及其器官分配情況進(jìn)行研究，建立生物量擬合模型，旨在為橄欖竹的定向培育與生產(chǎn)潛力評(píng)價(jià)提供參考。

1 材料與方法

1.1 研究區(qū)概況

研究區(qū)設(shè)在福建省永安市，地處武夷山脈與戴云山脈所夾的縱谷地帶，境內(nèi)山巒起伏，溪谷縱橫，地形變化復(fù)雜，地帶性林分為常綠闊葉林。研究區(qū)內(nèi)溫暖濕潤(rùn)，雨量充沛，屬中亞熱帶海洋性兼大陸性季風(fēng)氣候區(qū)，海拔200～600 m，年均氣溫19.1 ℃，最低溫度0～-4 ℃，極端低溫-8 ℃，年均降水量1600～2000 mm，相對(duì)濕度75%～85%，≥10 ℃年活動(dòng)積溫6052 ℃，年無霜期300 d，土壤以山地壤為主。

1.2 研究材料

2010年在永安市洪田鎮(zhèn)、小陶鎮(zhèn)兩地選擇具有代表性的橄欖竹林，洪田鎮(zhèn)竹林立竹數(shù)4500株·hm-2，平均胸徑9.0 cm，平均竹高14.8 m，年產(chǎn)筍量達(dá)7590 kg·hm-2；小陶鎮(zhèn)竹林立竹數(shù)4200株·hm-2，平均胸徑9.2 cm，平均竹高13 m，年產(chǎn)筍量達(dá)6262 kg·hm-2。

1.3 研究方法

生物量調(diào)查采取標(biāo)準(zhǔn)地法。在研究區(qū)橄欖竹林各設(shè)置5塊標(biāo)準(zhǔn)樣地，樣地面積20 m×20 m，進(jìn)行每竹檢尺(年齡、胸徑、竹高、枝下高、冠幅)，根據(jù)年齡、平均高和平均胸徑等調(diào)查指標(biāo)，選擇2～5年生的標(biāo)準(zhǔn)竹各3根，齊地伐倒，測(cè)量標(biāo)準(zhǔn)竹的竹高、胸徑、枝下高等生長(zhǎng)指標(biāo)(由于調(diào)查時(shí)當(dāng)年生新竹部分器官未能全部生長(zhǎng)完成，此次未列入分析)。標(biāo)準(zhǔn)竹的竹稈生物量測(cè)定采用分段稱重法，以2 m為區(qū)分段，分成8段(離竹稈基部1.5 m為第1段，此后2 m為1段)，對(duì)各區(qū)分段稱取鮮重；枝、葉器官生物量用分層標(biāo)準(zhǔn)枝法，選取上、中、下枝各1枝，分別標(biāo)準(zhǔn)竹枝、葉2部分稱鮮重；各年齡分別取竹稈、竹枝、竹葉的上中下部的混合樣帶回實(shí)驗(yàn)室，105 ℃殺青后，85 ℃下烘干至恒重，測(cè)定各器官含水率，計(jì)算各段、各器官的生物量。

1.4 統(tǒng)計(jì)分析

采用Excel進(jìn)行數(shù)據(jù)分析與擬合曲線。

2 結(jié)果與分析

2.1 單株地上部分器官含水率分析

竹子不同器官因組織結(jié)構(gòu)、功能、年齡的不同，其含水率具有差異。研究橄欖竹各器官含水量情況，可為竹種的生物量分析、需水特性研究以及竹材利用提供參考。

由表1可知，橄欖竹地上部分各器官(稈、枝、葉)平均含水率大小為：竹葉(55.65%)>竹枝(47.45%)>竹稈(45.5%)，其中竹葉含水率分別是枝、稈的1.18倍、1.22倍。比較不同年齡各器官的含水率表明，竹稈、枝、葉的含水率呈現(xiàn)逐年下降的變化，2～5年生竹葉含水率每年分別下降1.2%、1.4%、1.0%，竹枝含水率分別下降1.5%、2.3%、2.3%，竹稈含水率分別下降1.6%、3.2%、0.8%，這與竹株一經(jīng)形成，其高度、粗度和體積便不再增長(zhǎng)，此后為干物質(zhì)逐年積累的結(jié)果相一致[4]。

表1 不同年齡各器官的含水率 %

2.2 竹稈生物量的垂直結(jié)構(gòu)分析

研究表明，竹稈生物量隨著竹子高度的增加，呈現(xiàn)遞減趨勢(shì)，竹稈各段生物量的分配規(guī)律反映出不同竹種的稈形結(jié)構(gòu)，這對(duì)于竹材的利用工業(yè)化具有一定的指導(dǎo)意義。

2～5年生橄欖竹的竹稈按2 m分段，各段生物量占全稈生物量的百分比見表2。由表2可知，橄欖竹的竹稈自基部向梢部，各段稈生物量占全稈生物量的百分率呈現(xiàn)逐漸降低的趨勢(shì)。近基部第1段(竹高1.5 m段)生物量占全稈生物量的百分率平均值為26.0%，為最高值；第7段生物量百分率為6.9%，為最低值；近尾梢第7段后的稈重百分率僅占7.0%。分析其因，隨著竹稈高度的增大，竹稈直徑與壁厚逐漸減小，竹稈生物量隨之減少，占全稈生物量的百分率也減少。比較不同年齡的各段稈生物量表明，5年生橄欖竹的第1、2段稈生物量百分率均為最大值，分別是29.9%、16.7%；其次為2年生竹稈，其第1、2段稈生物量分別是26.6%、15.4%；而各年齡前7段稈生物量之和百分率排序依次為2年生(96.2%)>5年生(95.5%)>3年生(93.6%)>4年生(89.8%)。

表2 不同年齡竹稈分段生物量分配

2.3 不同器官生物量結(jié)構(gòu)分析

竹子地上部分的生物量包括稈、枝、葉3個(gè)器官。2～5年生橄欖竹單株的稈、枝、葉生物量測(cè)定結(jié)果見表3。由表3可知，橄欖竹地上部分各器官生物量占總生物量的百分比大小為：竹稈(59.60%)>竹枝(25.95%)>竹葉(14.45%)。比較不同年齡橄欖竹的各器官生物量表明，4年生橄欖竹的竹稈生物量占單株的比例最大，為65.74%；5年生則最小(53.31%)；2年生、3年生竹稈差異不明顯。由此表明，新竹形成后，橄欖竹成竹生長(zhǎng)在4年生時(shí)竹稈生長(zhǎng)量達(dá)到較高值，枝葉生長(zhǎng)量在5年生時(shí)也達(dá)到高峰。

表3 單株地上部分稈、枝、葉生物量百分比

2.4 不同年齡單株生物量結(jié)構(gòu)分析

2～5年生橄欖竹的地上部分各器官生物量的分配情況見圖1。由圖1可知，橄欖竹地上部分各器官生物量大小順序：竹稈>竹枝>竹葉，其中竹稈生物量分別是枝、葉的2.5倍、3.0倍。

2～5年生單株生物量差異不明顯，其生物量大小順序?yàn)椋?年生>5年生>3年生>2年生，即隨著竹株的生長(zhǎng)，其生物量呈現(xiàn)逐年增長(zhǎng)趨勢(shì)，在4年生時(shí)達(dá)到較高值。比較不同年齡各器官的生物量得出，4年生竹稈生物量達(dá)最大值，5年生竹枝、竹葉的生物量達(dá)最大值，表明橄欖竹在4～5年生時(shí)適宜竹材的采伐利用。對(duì)橄欖竹不同年齡單株及不同器官生物量方差分析表明，不同年齡間的單株生物量差異不顯著(F=3.015F0.01=6.992)。

2.5 單株生物量的擬合模型

胸徑是反映竹林生長(zhǎng)好壞、估測(cè)竹子生物量的重要因子[5-6]。在橄欖竹培育管理時(shí)，為了便于直接估算橄欖竹的生物量大小，對(duì)橄欖竹單株地上部分的生物量與胸徑進(jìn)行線性、乘冪函數(shù)的回歸擬合，結(jié)果見表4。由表4可知，采用線性、乘冪函數(shù)擬合單株生物量與胸徑關(guān)系的效果較好，其相關(guān)系數(shù)達(dá)0.84以上，P值為0.000，建立的回歸模型適用于所研究區(qū)域及周邊地區(qū)。

表4 橄欖竹地上部分單株生物量擬合模型

3 小結(jié)與討論

從竹稈分段生物量重來看，不同年齡橄欖竹的稈生物量自基部向梢部，其生物量百分率逐漸降低，近基部第1段(竹高1.5 m段)生物量百分率最大，平均值達(dá)26.0%；竹稈前7段所占的百分率平均值達(dá)93.0%，可用于竹材生產(chǎn)。從單株稈、枝、葉生物量來看，不同器官間的生物量差異達(dá)極顯著水平，各器官大小順序?yàn)椋褐穸?竹枝>竹葉，竹稈生物量占全株比例平均值為59.60%，與前人研究的毛竹、撐綠竹等值相近[7-8]；竹枝平均所占比例為25.95%；竹葉所占比例最小，平均值14.45%。同時(shí)，橄欖竹成竹生長(zhǎng)在4年生時(shí)竹稈生長(zhǎng)量達(dá)到較高值，枝葉生長(zhǎng)量在5年生時(shí)也達(dá)到高峰。從單株生物量來看，不同年齡間的單株生物量差異不顯著，不同年齡竹株大小順序?yàn)椋?年生>5年生>3年生>2年生，4年生竹稈生物量達(dá)最大值，5年生竹枝、竹葉的生物量達(dá)最大值，因此，橄欖竹在4～5年生可進(jìn)行竹材利用。對(duì)橄欖竹地上部分生物量與胸徑擬合建立數(shù)學(xué)模型，采用線性、乘冪函數(shù)進(jìn)行回歸擬合，其相關(guān)系數(shù)達(dá)0.84以上，可用于直接估算橄欖竹單株生物量。

綜上所述，橄欖竹作為福建省優(yōu)良鄉(xiāng)土經(jīng)濟(jì)竹種，兼有筍用、材用與觀賞的價(jià)值，市場(chǎng)潛力大，發(fā)展前景廣。充分利用橄欖竹分布區(qū)的資源優(yōu)勢(shì)，根據(jù)各年齡生物量結(jié)構(gòu)特點(diǎn)與纖維形態(tài)特性[2]，選擇在竹株生長(zhǎng)最佳成熟期(4～5年生時(shí))進(jìn)行竹材采伐利用，不僅可增加橄欖竹利用途徑，還能提高竹材利用率。此外，橄欖竹的生長(zhǎng)受到環(huán)境影響明顯，現(xiàn)有竹林大多處于野生、半野生狀態(tài)，人工干擾較小，擬合模型有待進(jìn)一步在更大范圍推廣研究。

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Structure Analysis on Aboveground Biomass of IndividualIndosasagigantean

LIAO Penghui1，ZHENG Rong2，LIN Yangfeng3，LIAN Huaping4，WEN Xiaoyun2

(1.PopularizationStationofForestryScience&TechnologyofFujianProvince，F(xiàn)uzhou350003，F(xiàn)ujian，China；2.FujianAcademyofForestry，F(xiàn)uzhou350012，F(xiàn)ujian，China；3.ShaowuForestryBureau，Shaowu354000，F(xiàn)ujian，China； 4.SanmingForestryBureau，Sanming365000，F(xiàn)ujian，China)

In Yongan City of Fujian Province，the aboveground biomass of 2～5-year-oldIndosasagiganteanwere measured，and the biomass distribution of single plant and organ were analyzed.The results showed that the average moisture content of bamboo culm，branches，leaves was respectively 45.5%，47.45% and 55.65%，of which was decreased year by year with the increase of bamboo age.The stem biomass ofIndosasagiganteanreduced gradually from base to tip.The biomass at the first segment near the base of bamboo (1.5 m high) was the maximum accounted for 26 percent of total culm weight.The biomass of per plant organs accounted for the percentage of the total was that：culm>branches>leaves.The biomass of bamboo culm reached the maximum when bamboo was 4 years old.When the bamboo was 5 years old，the biomass of the bamboo branches and the bamboo leaves reached the maximum，and the bamboo can be harvested and utilized.The above ground biomass and diameter at breast height (DBH) was fit by using linear and power function regression fitting，which can be used to estimate the average biomass ofIndosasagiganteanwhen the correlation index was higher than 0.84.

Indosasagigantean；moisture content；biomass structure；fitting model

10.13428/j.cnki.fjlk.2016.04.016

2016-03-24；

2016-05-17

福建省科技廳科研重點(diǎn)項(xiàng)目(2007N0021)；福建省林業(yè)廳林業(yè)科研項(xiàng)目(閩林研[2015]73號(hào))；國(guó)家林業(yè)局南方山地用材林培育重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室、福建省森林培育與林產(chǎn)品加工利用重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室資助項(xiàng)目

廖鵬輝(1984—)，男，福建泉州人，福建省林業(yè)科學(xué)技術(shù)推廣總站工程師，碩士，從事森林培育研究。E-mail：afcom@126.com。

鄭蓉(1972—)，女，福建莆田人，福建省林業(yè)科學(xué)研究院教授級(jí)高工，博士，從事竹類研究。E-mail：zhengrongyy@163.com。

S795.9；S718.55+6

A

1002-7351(2016)04-0076-04