雷竹林嚴重低溫寒害與立竹性狀和林地覆蓋經(jīng)營的關系

郭子武 谷瑞 俞文仙

摘要：? 為探討雷竹林嚴重低溫寒害特征及其影響因子，2016年1月下旬至2月上旬嚴重低溫寒害后調(diào)查了不同林地覆蓋經(jīng)營年限雷竹林不同年齡和胸徑立竹的受損情況。結果表明：持續(xù)低溫寒害使雷竹葉片失水結冰、失綠、黃枯，嚴重的整株葉片枯黃脫落; 竹稈干縮，顏色變黑，葉鞘枯黃，立竹死亡。嚴重低溫寒害氣候條件下，3 cm≤DBH<5 cm立竹的受損類型主要為Ⅰ～Ⅲ類，較小徑級（DBH < 3 cm）和較大徑級（DBH≥5 cm）立竹的Ⅳ類受損情況明顯提高;2年生、3年生立竹受損程度類型主要為Ⅰ類和Ⅱ類，而1年生、3年生以上立竹受損程度類型主要為Ⅲ類和Ⅳ類;短期林地覆蓋（≤3 a）雷竹林立竹受損類型主要為Ⅰ～Ⅲ類，而長期林地覆蓋（≥5 a）雷竹林主要為Ⅲ類和Ⅳ類，且Ⅳ類受損率明顯提高，休養(yǎng)式覆蓋雷竹林Ⅳ類受損率低于20%，顯著低覆蓋3 a及以上雷竹林。研究表明，嚴重低溫寒害氣候條件下，立竹年齡、立竹胸徑和林地覆蓋經(jīng)營對雷竹林立竹受損程度均有重要影響，宜留養(yǎng)3～5 cm立竹，合理調(diào)控竹林立竹年齡結構，留足2～3年生立竹，采取休養(yǎng)式林地覆蓋經(jīng)營方式，連續(xù)林地覆蓋年限不宜超過3 a。

關鍵詞： 雷竹， 低溫寒害， 林地覆蓋經(jīng)營， 立竹年齡

中圖分類號：? Q948

文獻標識碼：? A

文章編號：? 1000-3142（2018）12-1599-06

廣西植物38卷

12期

郭子武等： 雷竹林嚴重低溫寒害與立竹性狀和林地覆蓋經(jīng)營的關系

收稿日期：? 2018-08-23

基金項目：? 國家重點研發(fā)計劃課題（2016YFD0600903）;浙江省林業(yè)科技計劃項目（2017B06）;浙江省重點研發(fā)計劃項目（2017C02016）? [Supported by the National Key R & D Program of China （2016YFD0600903）; Zhejiang Provincial Forestry Application Program（2017B06）; Zhejiang Provincial Key R & D Program（2017C2016）]。

作者簡介： 郭子武（1975-），男，山東武城人，博士，副研究員，從事竹林生態(tài)與培育研究，（E-mail）hunt-panther@163.com。

*通信作者：? 陳雙林，博士，研究員，主要從事竹林生態(tài)與培育研究，（E-mail）cslbamboo@126.com。

Damage characteristics of Phyllostachys violascens forests and relationship with bamboo status and mulching management exposed to freezing stresses

GUO Ziwu1， GU Rui1， YU Wenxian2， CHEN Shuanglin1*， YE Lisha1

（ 1. Research Institute of Subtropical Forestry， CAF， Hangzhou 311400， China; 2. Agriculture and Forestry Bureau of Fuyang District of Hangzhou， Hangzhou 311400， China ）

Abstract：? To analyze the damage characteristics ofPhyllostachys violascens forests and relationship with mulching management after the freezing rain and snow events， the damage characteristics of bamboo with different ages and diameters at breast height （DBH） from the bamboo stand under different periods and types of mulching management were investigated. The bamboo leaves were hurt severely， turning yellow with icing cover， dehydration or complete leaf abscission. The stems of serious damaged bamboos shrinked and became black， and chlorisis occured to the leaf sheaths. The damage degrees of bamboo with 3 cm≤DBH<5 cm were Type Ⅰ and Type? Ⅲ? damages， while Type Ⅳ? damage for bamboo with DBH<3 or DBH≥5 increased obviously. The damage degree of 2- and 3-year old bamboo was Type Ⅰ and Type Ⅱ damages， while that of 1- and >3-year old bamboo was Type Ⅲ and Type Ⅳ damages. The damage degree of bamboo from the bamboo stand with short-term mulching management （≤3 a） showed Type Ⅰ and Type Ⅲ damages， while that for long-term mulching management （≥5 a） was Type Ⅲ and Type Ⅳ damages. Furthermore， the bamboo of Type Ⅳ damage from stand of respite-mulching （3-year mulching + 2-year respite） was lower than 20%， which was damaged more slightly. It can be concluded that bamboo ages， DBH and mulching management influence damage degree of bamboo greatly under freezing stress. The bamboo with medium DBH（3 cm≤DBH<5 cm） and 2-and 3-year old was damaged slightly which is suitable bamboo with high tolerance under low temperature stress. Bamboo from the stands in long-term mulching management （≥5 a） was damaged greatly， while that for bamboo stand of respite-mulching （3-year mulching + 2-year respite） management was damaged slightly. The suitable duration for mulching management is three years to increase resistance of bamboo against freezing stress.

Key words： Phyllostachys violascens， freezing rain and snow hazards，mulching management， bamboo age

近年來，氣候變化導致極端天氣事件（如雨雪冰凍、高溫干旱、颶風、強降雨等）發(fā)生的頻率、強度和規(guī)模日趨增強，已經(jīng)嚴重影響了生態(tài)系統(tǒng)結構、功能、穩(wěn)定性和生產(chǎn)力，成為國內(nèi)外普遍關注的熱點問題（Meehl & Tebaldi， 2004; Richard， 2015; Sohngen & Tian， 2016）。災害性天氣直接影響著林業(yè)正常生產(chǎn)和可持續(xù)經(jīng)營（蘇文會等， 2008; 葛曉改等， 2014; 李迎春等，2015），已經(jīng)成為森林經(jīng)營與管理的重要非生物干擾因子，全球每年有數(shù)百萬公頃的森林遭受颶風、冰雪災害、干旱等極端天氣的影響（Galik & Jackson， 2009）。不同林種因自身特點（高度、粗度和年齡等）、發(fā)育階段、林分結構及經(jīng)營水平的差異在同等災害條件下受損程度不同（Jentsch & Beierkuhnlein， 2008; 王靜等， 2014）。而人工林系統(tǒng)因其樹種單一、結構簡單、生物多樣性低，再加之強度人工經(jīng)營干擾，因而穩(wěn)定性和抗逆能力較差，在遭遇嚴重的自然災害時，往往損失慘重（張建國等， 2008; Zhou et al， 2011; 崔寧潔等， 2014）。

雷竹（Phyllostachys violascens）是我國優(yōu)良的筍用竹種，具有成林速度快、出筍早、筍味鮮、產(chǎn)量高等特點，已經(jīng)在中國的南方許多省份得到規(guī)?；茝V栽培。為追求更高的經(jīng)濟效益，自20世紀90年代初以來，浙江省臨安區(qū)、德清縣、余杭區(qū)等雷竹主產(chǎn)區(qū)大規(guī)模推廣雷竹林地覆蓋竹筍早出技術，竹筍產(chǎn)量和經(jīng)濟效益顯著提高。2016年1月下旬至2月上旬，在覆蓋雷竹林出筍盛期，雷竹主要分布區(qū)的浙江北部出現(xiàn)了較長時間（15 d左右）的嚴重低溫寒害天氣，局部低溫達-15 ℃，且伴有較長時間的降雨/雪，導致一些雷竹林大量立竹葉片枯黃，竹稈皺縮變色，甚至立竹死亡，嚴重影響雷竹林生長更新和經(jīng)濟效益產(chǎn)出。其中，連年持續(xù)林地覆蓋經(jīng)營會導致雷竹林土壤劣變，雷竹林立地生產(chǎn)力明顯衰退，立竹生長活性和抗性明顯下降（郭子武等， 2013，2015; 陳珊等， 2014; Guo et al， 2014），可能是此次低溫寒害嚴重的重要原因之一。為此，2016年1—2月的嚴重低溫寒害后對浙江省臨安區(qū)不同林地覆蓋經(jīng)營年限雷竹林的不同年齡、胸徑立竹的受損程度進行了調(diào)查，分析雷竹林嚴重低溫寒害特征及其與立竹性狀和林地覆蓋經(jīng)營的關系，為雷竹林可持續(xù)經(jīng)營和嚴重低溫寒害的防災減災及災后恢復提供參考。

1研究地概況

研究地位于浙江省臨安區(qū)太湖源鎮(zhèn)（119°32′E，30°24′N），屬于中亞熱帶季風氣候，四季分明，年平均氣溫15.8 ℃，7月平均氣溫28.1 ℃，1月平均氣溫3.4 ℃，年平均日照時數(shù)1 939 h，年平均無霜期234 d，土壤為紅壤。太湖源鎮(zhèn)是臨安區(qū)雷竹林經(jīng)營的重點鄉(xiāng)鎮(zhèn)，現(xiàn)有雷竹林面積超過1萬hm2，自20世紀90年代以來大規(guī)模推廣應用雷竹林林地覆蓋竹筍早出經(jīng)營技術，竹筍業(yè)已成為當?shù)剞r(nóng)村社會經(jīng)濟發(fā)展的支柱產(chǎn)業(yè)和農(nóng)民家庭經(jīng)濟收入的主要來源。2016年1月下旬至2月上旬較長時間的嚴重低溫寒害天氣對該區(qū)域雷竹生長產(chǎn)生了嚴重影響，導致大面積雷竹林葉片干枯、脫落，甚至整株死亡。

2研究方法

2.1 樣地設置

2016 年4月中旬，對試驗地雷竹主要分布區(qū)進行踏查，選擇不同林地覆蓋經(jīng)營年限（CK、1 a、3 a、5 a、7 a）及休養(yǎng)式覆蓋經(jīng)營（覆蓋3 a+休養(yǎng)2 a）雷竹林各6塊，每塊面積不小于0.2 hm2，在每種類型雷竹試驗林中分別設置5 m×5 m樣地各3個。對樣地中的立竹年齡、立竹胸徑和受損程度進行每竹調(diào)查。試驗林立竹密度每公頃（16 275±495）～（20 535±705）株，立竹平均胸徑（4.27±0.25）cm、立竹年齡結構為1 a∶2 a∶3 a=1.62∶1.79∶1。立竹受損程度分為4 類，Ⅰ類：立竹生長正常，葉片枯黃30%以下;Ⅱ類：立竹葉片枯黃30%～70%，竹稈和葉鞘正常;Ⅲ類：立竹葉片枯黃70%以上，竹稈和葉鞘正常;Ⅳ類：葉片全部枯黃，竹稈干縮，顏色變黑，葉鞘枯黃，立竹死亡。

2.2 數(shù)據(jù)處理

立竹受損率（%）=樣地中相同受損程度的相同徑級或年齡的立竹數(shù)量/樣地中立竹數(shù)量× 100%。試驗數(shù)據(jù)在Excel 2007 統(tǒng)計軟件中進行整理和圖表制作，在SPSS 16.0 統(tǒng)計軟件中進行one-way ANOVA 分析，差異性水平α=0.05。試驗數(shù)據(jù)均為平均值±標準差。

3結果與分析

3.1 立竹胸徑對雷竹林嚴重低溫寒害受損程度的影響

由表1分析可知，隨著立竹胸徑的增大，雷竹林Ⅰ和Ⅱ類受損程度的立竹受損率均呈先升高后降低的變化趨勢，而Ⅲ、Ⅳ類受損程度立竹受損率則呈相反變化規(guī)律;3 cm≤DBH <5 cm徑級立竹各類受損程度立竹受損率并無顯著差異，且其Ⅰ和Ⅱ類受損程度的立竹受損率顯著高于DBH<3 cm、DBH≥5 cm徑級立竹，而Ⅲ、Ⅳ類受損程度立竹受損率則相反，均顯著低于DBH<3 cm、DBH≥5 cm徑級立竹，且后二者間各類受損程度立竹受損率亦有顯著差異?？梢?，嚴重低溫寒害氣候條件下，胸徑對雷竹林立竹受損程度會有較大的影響，3 cm≤DBH<5 cm立竹的受損主要表現(xiàn)為Ⅰ-Ⅲ類（合計超過55%），而較小徑級（DBH <3 cm）和較大徑級（DBH≥5 cm）立竹的Ⅳ類（超過25%）受損情況會有較大幅度的提高。因此，從雷竹林嚴重低溫寒害防災減災出發(fā)，竹林的立竹胸徑不宜過小或過大，宜留養(yǎng)胸徑為3～5 cm的立竹。

3.2 立竹年齡對雷竹林嚴重低溫寒害受損程度的影響

從圖1可以看出，隨著立竹年齡的增大，雷竹林Ⅰ和Ⅱ類受損程度的立竹受損率呈先升高后下降的變化趨勢，Ⅰ類受損程度2年生、3年生立竹間無顯著差異，均顯著高于1年生、3年生以上立竹，且3年生以上立竹顯著高于1年生立竹;Ⅱ類受損程度不同年齡立竹間差異顯著，以3年生以上立竹最低，其次為1年生立竹，2年生立竹最高;Ⅲ和Ⅳ類受損程度的立竹受損率隨著立竹年齡的增大均呈先降低后升高的變化趨勢，2年生、3年生立竹間無顯著差異，均顯著低于1年生和3年生以上立竹，其中，Ⅲ類受損程度的3年生以上立竹顯著高于1年生立竹，而Ⅳ類受損程度的1年生與3年生以上立竹間差異不顯著。說明，在嚴重低溫寒害氣候條件下，年齡對雷竹林立竹受損程度也會有較大的影響，受損程度輕的Ⅰ、Ⅱ類主要為2年生、3年生立竹，而受損程度重的Ⅲ、Ⅳ類反而是1年生、3年生以上立竹。因此，在雷竹林經(jīng)營中，需合理調(diào)控竹林立竹年齡結構，留足2～3年生立竹，并做好1年生立竹的防寒措施。

3.3 林地覆蓋經(jīng)營年限對雷竹林嚴重低溫寒害受損程度的影響

從表2可以看出，隨著林地覆蓋經(jīng)營年限的延

長，雷竹林Ⅰ類和Ⅱ類受損程度立竹受損率呈持續(xù)下降趨勢，而Ⅲ類、Ⅳ類受損程度立竹受損率總體上呈相反的變化趨勢，隨林地覆蓋經(jīng)營年限的增加而持續(xù)升高;Ⅰ類、Ⅱ類和Ⅳ類受損程度的立竹受損率覆蓋經(jīng)營年限間差異顯著，覆蓋3 a及以上雷竹林Ⅲ類受損程度的立竹受損率并無顯著差異，但均顯著高于覆蓋1 a及CK雷竹林。分析表明，在嚴重低溫寒害氣候條件下，林地覆蓋經(jīng)營年限對雷竹林立竹受損程度有重要影響，短期林地覆蓋（≤3 a）雷竹林立竹受損程度為Ⅰ-Ⅲ類，竹林仍具有較強的更新生長能力，而長期林地覆蓋雷竹林（≥5 a），立竹受損程度主要為Ⅲ類、Ⅳ類，尤其是Ⅳ類受損立竹明顯增多，已嚴重影響到雷竹林的可持續(xù)經(jīng)營。

不同覆蓋經(jīng)營方式的雷竹林低溫寒害損傷情況差異明顯（表 2）。休養(yǎng)式覆蓋經(jīng)營雷竹林Ⅰ類和Ⅱ類受損程度立竹受損率雖顯著低于CK，但與覆蓋1 a雷竹林并無顯著差異，且顯著高于覆蓋3 a及以上雷竹林，其Ⅲ類受損程度則僅略高于CK和覆蓋1 a雷竹林，且顯著低于覆蓋3 a及以上雷竹林，而Ⅳ類受損程度雖顯著高于CK和覆蓋1 a雷竹林，但卻顯著低于覆蓋3 a及以上雷竹林。綜合分析表明，休養(yǎng)式覆蓋雷竹林前三類受損程度立竹比例超過80%，而死亡立竹低于20%，竹林更新能力和抗逆性明顯優(yōu)于覆蓋3 a和5 a雷竹林，是比較適宜的竹林覆蓋經(jīng)營方式。

4討論與結論

林木個體特征決定了林木在雨雪冰凍災害中受影響的程度，不同的林種由于自身生長特性的差異（Zhu et al， 2006）或同一林種由于年齡、個體大小、發(fā)育階段等不同，對逆境的適應能力差異等導致在雨雪冰凍災害中遭受破壞的程度也存在差異（Kenderes et al， 2007）。本研究發(fā)現(xiàn)，嚴重低溫寒害氣候條件下，雷竹林不同胸徑立竹的受損程

度差異較大，中小徑級雷竹（DBH<5cm）凍害受損傷程度主要為Ⅰ-Ⅲ類，而較大徑級立竹（DBH≥5cm）受害類型主要為Ⅲ-Ⅳ型，且以3≤DBH<5綜合損傷程度最低，也即中等徑級雷竹受凍最輕，抗凍能力較強。這與冰雪災害中胸徑較小林木受災嚴重的研究結論相反（何茜等， 2010; 李洪軍等， 2010; 張志祥等， 2010），其原因可能與竹類植物特殊的異速生長規(guī)律有關，即立竹全高的增長明顯快于胸徑，較小的胸徑差異，會導致較大的立竹高度差異;而在同一林分中，胸徑較大的立竹通常較高，往往高于林分平均高度，因而容易受到低溫傷害（Kenderes et al， 2007），而胸徑過小，立竹高度低于林分平均高度，較容易受凍，雷竹在經(jīng)營過程中，胸徑3～5 cm立竹占竹林絕大部分，而形成高度相對一致的林冠層，共同抵抗低溫寒害，因而受凍較輕。不同立竹年齡雷竹凍害差異較大，2年生、3年生立竹低溫受凍較輕，而1年生、3年生及以上立竹受凍較重，這可能是由于1年生立竹木質(zhì)化程度較低（李迎春等， 2015; Zhou et al， 2017），組織較細嫩且含水率較高，因而容易受凍（尹新華等， 2008），而3年生以上立竹生長活性和抗性均已明顯下降，特別是林地覆蓋雷竹林（郭子武等， 2015），因而容易受到凍害。因此，在雷竹林經(jīng)營過程中，要注意調(diào)整形成合理的竹林結構，留養(yǎng)胸徑大小適中的立竹，同時應多留養(yǎng)生長旺盛、抗性強的2年生、3年生立竹，以提高抵抗低溫寒害的能力。

林地覆蓋竹筍早出技術可使得雷竹提前出筍，進而價格倍增。然而長期連年林地覆蓋已經(jīng)引起林地土壤劣變，立竹光合能力、生長活性等下降，立竹抗逆能力明顯降低（郭子武等， 2013，2015; 陳珊等， 2014; Guo et al， 2014）。本研究表明，不同覆蓋年限雷竹林低溫寒害差異明顯，短期林地覆蓋（≤3 a）雷竹林低溫寒害主要表現(xiàn)為受損程度Ⅰ-Ⅲ類，超過75%，而受損程度Ⅲ和Ⅳ比例較小，不足50%，死亡立竹數(shù)量低于25%，而長期林地覆蓋雷竹林（≥5 a），立竹寒害受損程度明顯增加，受損程度Ⅲ-Ⅳ比例超過60%，且死亡立竹比例超過35%，休養(yǎng)式覆蓋雷竹林低溫寒害明顯低于連續(xù)覆蓋雷竹林，受損程度Ⅰ-Ⅲ立竹比例超過80%，而死亡立竹不足20%，竹林更新能力和抗逆性明顯優(yōu)于連續(xù)覆蓋3 a和5 a雷竹林，也即休養(yǎng)式林地覆蓋是雷竹林適宜的高效經(jīng)營方式，若要進行連續(xù)覆蓋經(jīng)營，則覆蓋年限不宜超過3 a，這可能是由于連續(xù)林地覆蓋3 a以上雷竹生長活性明顯下降，林地土壤劣變嚴重，竹林明顯退化（郭子武等， 2013，2015; 陳珊等， 2014; Guo et al， 2014），因而對低溫寒害抵抗能力明顯下降，受損程度加重。因此，在竹林經(jīng)營過程中，宜采取休養(yǎng)式覆蓋的雷竹林經(jīng)營方式，竹林連續(xù)覆蓋年限不宜超過3 a。若覆蓋經(jīng)營過程中，雷竹林遭受低溫寒害，且低溫持續(xù)時間較長，宜及時去除林地覆蓋物，防止覆蓋物含水率過高結冰導致二次凍害的發(fā)生。

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