毛竹林經(jīng)營研究現(xiàn)狀與發(fā)展趨勢

李欣欣 劉 聘 榮俊冬 李士坤 陳凌艷 何天友 鄭郁善

(1福建農(nóng)林大學(xué)林學(xué)院福州350002；2漳平市林業(yè)局福建漳平364400；3福建農(nóng)林大學(xué)園林學(xué)院福州350002)

近年來，我國乃至世界的竹林面積不斷擴(kuò)大，竹子在人類生產(chǎn)和生活中的作用不斷增加，竹林培育引起了世界林業(yè)生產(chǎn)的廣泛關(guān)注[1]。中國是竹子生產(chǎn)大國，竹林面積和筍竹產(chǎn)量都位居世界首位。自20世紀(jì)90年代以來，我國竹產(chǎn)業(yè)得到了飛速發(fā)展，已經(jīng)成為我國林業(yè)產(chǎn)業(yè)發(fā)展中的新增長點(diǎn)，在山區(qū)經(jīng)濟(jì)發(fā)展、農(nóng)民致富中發(fā)揮著非常重要的作用。

毛竹 (Phyllostachys heterocyclacv.pubescens)是我國南方重要的森林資源，擁有生長速度快、可隔年連續(xù)采伐和永續(xù)利用的特點(diǎn)，固碳能力強(qiáng)，對(duì)緩解氣候變化有重要作用[2]。20世紀(jì)末，為提高竹林產(chǎn)量，人們開始進(jìn)行竹林施肥、鋤草等經(jīng)營措施，到本世紀(jì)初，我國大部分竹林已實(shí)現(xiàn)人工集約經(jīng)營，大大提高了竹林的筍竹產(chǎn)量和竹林生物量。深入研究毛竹林經(jīng)營技術(shù)有助于提高毛竹林生產(chǎn)力，提升毛竹林的質(zhì)量及數(shù)量。本文綜述了近年來毛竹經(jīng)營方面的研究現(xiàn)狀，提出了下一步的研究重點(diǎn)，以期為制定毛竹林可持續(xù)經(jīng)營策略提供參考。

1 毛竹林經(jīng)營模式研究

1.1 毛竹純林經(jīng)營模式

探索經(jīng)濟(jì)效益和生態(tài)效益為一體的毛竹林經(jīng)營模式，不僅有助于提高毛竹林的經(jīng)濟(jì)收益，還可改善當(dāng)?shù)氐纳鷳B(tài)環(huán)境。劉代漢等[3]提出了毛竹林 “花年經(jīng)營模式”，該模式下竹林單位面積的經(jīng)濟(jì)收益、各項(xiàng)生態(tài)指標(biāo)等都優(yōu)于傳統(tǒng)經(jīng)營模式，可實(shí)現(xiàn)竹林的可持續(xù)經(jīng)營。但眾多研究表明，毛竹純林經(jīng)營的生態(tài)效果低于混交林。黃啟堂等[4]對(duì)建甌不同林地內(nèi)的土壤理化性質(zhì)進(jìn)行比較發(fā)現(xiàn)，毛竹純林的土壤容重最大，但其自然含水率、最大含水量及土壤養(yǎng)分含量等指標(biāo)最低。研究者對(duì)不同類型的毛竹林土壤理化性質(zhì)研究發(fā)現(xiàn)，毛竹純林土壤養(yǎng)分含量較混交林低，容易導(dǎo)致土壤地力耗損[5－9]；而且純林的土壤微生物量[10]、林分凋落物量[11]、土壤有機(jī)碳含量[12－13]也低于竹闊混交林。在竹林的生長量方面，毛竹純林的出筍持續(xù)時(shí)間短且退筍率高[14]，純林的胸徑、竹高和枝下高等竹材形態(tài)質(zhì)量指標(biāo)均低于混交林[15]，但純林的竹筍—幼竹高度和日生長量在高生長上升期及盛期的前期時(shí)高于混交林[16]。

1.2 毛竹林混交經(jīng)營模式

毛竹純林經(jīng)營存在著樹種單一、結(jié)構(gòu)簡單、生物多樣性低、生產(chǎn)力低等問題，為了克服這些問題，發(fā)展了毛竹與其他植物混交的經(jīng)營模式。牛瀟宇[17]探討了毛竹林與食用菌的混合經(jīng)營，發(fā)現(xiàn)兩者的復(fù)合經(jīng)營效益大于常規(guī)單一經(jīng)營，提出了毛竹林下培育食用菌的最佳模式體系。上闊下竹的復(fù)合經(jīng)營模式較毛竹純林經(jīng)營，毛竹胸徑、稈高、壁厚、竹葉質(zhì)量等指標(biāo)均明顯提高[18－19]，且林分涵養(yǎng)水源能力增強(qiáng)[20]。竹木混交 (毛竹闊葉樹、毛竹杉木混交)可以改善土壤表層的孔隙度和透氣情況，有利于保持土壤肥力，防止地力衰退[21]。竹與木的不同混交比例對(duì)毛竹各項(xiàng)生長指標(biāo) (出筍量、新竹數(shù)、成竹數(shù)和新竹質(zhì)量等)的影響也不同，但都優(yōu)于毛竹純林[22]。鄭郁善等[23]通過對(duì)不同密度的毛竹杉木混交林的竹林生產(chǎn)力、林下生物量、土壤肥力、經(jīng)濟(jì)收入等調(diào)查分析，提出了經(jīng)濟(jì)效益與生態(tài)效益最適合的竹杉混交模式。

2 經(jīng)營方式對(duì)毛竹生長的影響

2.1 經(jīng)營方式對(duì)毛竹地上部分的影響

毛竹地上部分主要進(jìn)行光合作用，不同的經(jīng)營管理方式會(huì)影響毛竹的光合作用，從而對(duì)毛竹地上部分的林分結(jié)構(gòu)、胸徑、株高等產(chǎn)生影響。張喜等[24]對(duì)母竹林、材用林和景觀林3種經(jīng)營模式的毛竹林研究發(fā)現(xiàn)，5年后母竹林的平均胸徑增加，而材用林和景觀林的平均胸徑降低，但3種林分的密度均有所增加。林分的經(jīng)營措施 (集約經(jīng)營、粗放經(jīng)營)通過影響林內(nèi)光照、溫度、水分及養(yǎng)分格局而影響毛竹的光合水平，進(jìn)而影響毛竹地上部分各項(xiàng)生長指標(biāo)。通常集約經(jīng)營措施經(jīng)營的毛竹林胸徑及株高均優(yōu)于一般經(jīng)營措施的[25]；而粗放經(jīng)營或可以有效補(bǔ)充毛竹林地養(yǎng)分的集約經(jīng)營的毛竹林，都具有較高的光合作用能力[26]。

2.2 經(jīng)營方式對(duì)毛竹地下部分的影響

毛竹的地下部分包括根系、鞭根等，也包括竹篼附近的土壤，林分經(jīng)營方式不同對(duì)毛竹地下部分產(chǎn)生的影響也不同。馬少杰等[27]研究發(fā)現(xiàn)，集約經(jīng)營提高了毛竹林土壤易氧化碳占總有機(jī)碳的比例和土壤碳庫活度，并在土壤剖面部分土層差異達(dá)到顯著水平，但其水溶性有機(jī)碳占總有機(jī)碳的比例低于粗放經(jīng)營的毛竹林。材用林與景觀林在土壤涵養(yǎng)水源能力及土壤肥力上均具有顯著性差異，景觀林的各項(xiàng)特性優(yōu)于材用林[24]。何冬華[28]研究了毛竹林集約經(jīng)營與粗放經(jīng)營持續(xù)不同時(shí)間對(duì)林地土壤固氮菌群落結(jié)構(gòu)和豐度的影響，發(fā)現(xiàn)粗放經(jīng)營時(shí)，土壤固氮菌群落的多樣性指數(shù)隨著栽培年限的延長逐漸降低；而集約經(jīng)營時(shí)，則隨著栽培年限的延長呈現(xiàn)先減少后增加的趨勢，經(jīng)營15 a時(shí)達(dá)到最小值。劉廣路等[29]研究發(fā)現(xiàn)，對(duì)毛竹林采用不同的管護(hù)模式(挖筍＋劈草、挖筍＋劈草＋專用肥和挖筍＋劈草＋專用肥＋灌水)，土壤中碳、氮含量隨著經(jīng)營強(qiáng)度的增加呈降低趨勢，而碳氮比呈增加趨勢。

3 經(jīng)營措施對(duì)毛竹生長的影響

3.1 施肥對(duì)毛竹生長的影響

施肥是促進(jìn)毛竹林豐產(chǎn)的重要措施。研究發(fā)現(xiàn)，施肥毛竹林的生物量大于不施肥林分[30]，且施肥能夠提高毛竹地上部分的生物量及其占總生物量的比例[31]。王宏等[32]研究認(rèn)為，竹林施肥后竹稈質(zhì)量下降，但胸徑和林分密度增加，林分長期生物量增加，合理施肥能提高毛竹林地生物產(chǎn)量和立地生產(chǎn)力。施肥年限對(duì)毛竹年凈生產(chǎn)力能夠產(chǎn)生較大影響，連續(xù)施肥5 a能顯著提高毛竹的年凈生產(chǎn)力，以施用有機(jī)肥對(duì)生物量的增加最多[31]。施肥時(shí)間以5月份施用效果最佳[33]。

3.2 經(jīng)營措施對(duì)竹林固碳的影響

毛竹林生長速度快，固碳能力強(qiáng)，具有成林后可隔年連續(xù)采伐的特點(diǎn)，是理想的碳匯樹種[34－35]?；谔紖R的竹林經(jīng)營措施不同于常規(guī)的竹林經(jīng)營，毛竹碳匯林的經(jīng)營措施要求既能夠增加林分的固碳量，又要使經(jīng)營帶來的碳泄漏和碳排放最低，因此在人工除草、有機(jī)肥施用、日常管護(hù)、碳匯計(jì)量方面要付出較高的成本，但能夠收獲更多的竹材、竹筍等林產(chǎn)品[36]。不同分布區(qū)的毛竹林其固碳能力也有所差異，福建省的毛竹林固碳能力高于江西省和浙江省，若考慮施用化肥的影響，則江西省毛竹林的固碳能力高于福建省和浙江省[37]。改善竹林的經(jīng)營措施能夠增加林分的固碳量。高璜等[38]基于目前毛竹林主要經(jīng)營措施對(duì)固碳量的影響，提出了低碳經(jīng)營毛竹林的概念，認(rèn)為毛竹林低碳經(jīng)營技術(shù)是兼顧竹林經(jīng)濟(jì)效益與生態(tài)效益的一種竹林經(jīng)營模式，只要改善整地、墾復(fù)、松土、施肥等與土壤關(guān)聯(lián)的經(jīng)營環(huán)節(jié)，就能實(shí)現(xiàn)竹林經(jīng)濟(jì)社會(huì)與生態(tài)效益的和諧發(fā)展。合理的毛竹林分結(jié)構(gòu)是充分發(fā)揮毛竹林碳匯能力的基礎(chǔ)，通過采伐、混交等經(jīng)營措施調(diào)控林分結(jié)構(gòu)是提高毛竹林碳匯的重要手段[39]。在竹林的固碳機(jī)理研究方面，李洪吉等[40]探討了毛竹快速生長期的光合固碳特征和其影響因素之間的關(guān)系，認(rèn)為光強(qiáng)、氣溫、大氣相對(duì)濕度、氣孔導(dǎo)度和凈光合速率呈現(xiàn)正相關(guān)，大氣二氧化碳的摩爾分?jǐn)?shù)和胞間二氧化碳的摩爾分?jǐn)?shù)與凈光合速率之間呈現(xiàn)負(fù)相關(guān)。

4 研究展望

毛竹林在經(jīng)營發(fā)展過程中，受立地條件、林分結(jié)構(gòu)、施肥情況等因素的影響，這些影響都會(huì)對(duì)竹林的生產(chǎn)效益造成重要影響。新時(shí)期，毛竹林經(jīng)營應(yīng)對(duì)新挑戰(zhàn)，需要立足實(shí)情，充分發(fā)揮地區(qū)資源優(yōu)勢，建立可持續(xù)經(jīng)營技術(shù)模式，促進(jìn)竹產(chǎn)業(yè)健康發(fā)展。為此應(yīng)在以下2個(gè)方面進(jìn)行深入研究。

4.1 提高經(jīng)營技術(shù)的普及性

毛竹林經(jīng)營技術(shù)研究已經(jīng)取得了一些重大進(jìn)步，促進(jìn)了竹林生產(chǎn)力的提升，但仍存在一些問題。比如:研究發(fā)現(xiàn)施肥可以增加毛竹的生理指標(biāo)，提升毛竹林的產(chǎn)量和質(zhì)量，但在竹林施肥時(shí)間、施肥量及施肥種類方面等方面仍未有可靠的結(jié)論，不同研究之間存在較大差異。單一的研究結(jié)論僅限于試驗(yàn)區(qū)域，無法外推至整個(gè)研究區(qū)域。因此，今后毛竹林施肥研究應(yīng)更加注重普及性、實(shí)際應(yīng)用性，以推廣研究成果。

4.2 深入研究可持續(xù)經(jīng)營模式

基于竹闊混交的模式研究較多，竹木混交提高了林分的生物量和生產(chǎn)力，增加了土壤肥力，有利于土壤養(yǎng)分的回歸，但同時(shí)也增加了竹林采伐的難度。不同樹種的采伐方式和成熟期不一致，為采伐帶來了不便。今后應(yīng)研究更多的混交樹種，尋求一種可以與毛竹采伐模式及成熟時(shí)期相似的樹種，以便在采伐時(shí)減少不必要的破壞與麻煩。