黃竹人工林林分結(jié)構(gòu)與產(chǎn)量預(yù)測(cè)

黃大勇 徐振國(guó) 龐世龍 黃福奮

摘要 [目的]預(yù)測(cè)黃竹人工林林分結(jié)構(gòu)與產(chǎn)量。[方法]以廣西田東縣黃竹人工林為調(diào)查對(duì)象，通過(guò)采伐老竹、每竹檢尺、單株稱(chēng)重，分析單株竹稈鮮重與胸徑、高度之間的相關(guān)性。[結(jié)果]5年生林分立竹量9 779株/hm2，竹材鮮重18.1～32.7 t/hm2，平均23.5 t/hm2，立竹平均胸徑3.9 cm，平均高度7.7 m。單株竹稈鮮重（W）與胸徑（D）、高度（H）之間的最優(yōu)回歸方程為W=0.135DH+0.001（DH）2，R2=0.969；單株鮮重與胸徑的最優(yōu)回歸方程為W=-0.153D+0.325D2，R2=0.955。[結(jié)論]在竹林生產(chǎn)經(jīng)營(yíng)中可利用胸徑、高度及采伐株數(shù)進(jìn)行竹林產(chǎn)量預(yù)測(cè)，在竹子高度測(cè)定困難時(shí)，也可利用胸徑和采伐株數(shù)進(jìn)行測(cè)產(chǎn)。

關(guān)鍵詞 黃竹；林分結(jié)構(gòu)；產(chǎn)量

中圖分類(lèi)號(hào) S795 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼 A 文章編號(hào) 0517-6611（2017）29-0171-03

The Stand Structure and Yield Prediction in Dendrocalamus membranaceus Plantation Forest

HUANG Dayong， XU Zhenguo， PANG Shilong et al

（Guangxi Forestry Research Institute， Nanning， Guangxi 530002）

Abstract [Objective]To forecast Dendrocalamus membranaceus plantation forest structure and yield. [Method]Taking Dendrocalamus membranaceus plantation in Tiandong County of Guangxi as the research object， by cutting the old bamboo， measuring the diameter at breast height（DBH） and culm height， individual culm weighing， the relativity among fresh culm weight，DBH and culm hight were analyzed. [Result]The results showed that there were the 5 years standing forest of 9 779 plants/hm2. In the 5 years old bamboo forest， bamboo timber of the fresh culm weight was 18.1 ～ 32.7 t/hm2， and the average of fresh weight was 23.5 t/hm2， and the average of DBH was 39 cm， and the average of culm height was 7.7 m. Optimal regression equation of the fresh weight（W） to DBH（D） and culm height（H） was that W=0.135DH+0001（DH）2， R2 = 0.969； the optimal regression equation of plant fresh weight to DBH was that W = 0.153 D + 0.325 D2， R2 = 0.955. [Conclusion]In the production and management of bamboo forest，the bamboo production can be predicted by DBH， culm height and cutting number. If culm height was difficult to measure， the bamboo production can be predicted by DBH and cutting number.

Key words Dendrocalamus membranaceus；Forest stand structure；Yield

基金項(xiàng)目 中央財(cái)政林業(yè)科技推廣示范項(xiàng)目（[2016] TG14號(hào)）；廣西科學(xué)研究與技術(shù)開(kāi)發(fā)計(jì)劃項(xiàng)目（桂科能1598025-50） 。

作者簡(jiǎn)介 黃大勇（1968—），男，廣西貴港人，高級(jí)工程師，從事竹類(lèi)植物繁殖、栽培研究。

收稿日期 2017-07-31

廣西百色市從2007年開(kāi)始廣泛種植黃竹（Dendrocalamus membranaceus），為當(dāng)?shù)丶垵{企業(yè)提供原料。2014年底種植面積已達(dá)4萬(wàn)hm2，竹林遍布百色市各縣，尤以田東縣種植面積最大，達(dá)到0.67萬(wàn)hm2，現(xiàn)大多成林，竹材可采伐利用。因立地條件和經(jīng)營(yíng)措施的差異，各地竹林產(chǎn)量不一。竹林產(chǎn)材量的高低，需要在采伐前初步掌握，以便合理安排采伐面積、預(yù)算采伐成本、合理安排用工。目前，常采用樣地采伐稱(chēng)重法[1]，即在樣地內(nèi)采伐立竹，直接稱(chēng)重能獲得較準(zhǔn)確產(chǎn)量，但采伐工作量較大。為了在竹林采伐前較準(zhǔn)確、較輕松地預(yù)測(cè)林分產(chǎn)量，筆者對(duì)與竹林產(chǎn)量相關(guān)的立竹株數(shù)、胸徑和高度等因子進(jìn)行了研究，找出其中的規(guī)律，供竹林調(diào)查時(shí)使用。

1 研究地概況與研究方法

1.1 竹林概況

黃竹是中等型叢生竹，稈高7～12 m，胸徑3～8 cm。原分布于云南耿馬、景洪等熱帶北緣和南亞熱帶，生長(zhǎng)在海拔500～1 000 m的河谷，該地區(qū)年均溫19.8～21.5 ℃，年降雨量1 207～1 533 mm，其中80%～90%分布在夏季，土壤為磚紅壤和赤紅壤[2]。引種地位于廣西田東縣思林鎮(zhèn)，屬右江流域的丘陵區(qū)，海拔200～350 m，相對(duì)高差100～150 m，土壤為赤紅壤，土層厚度大于100 cm，表土層15～20 cm。氣候?qū)倌蟻啛釒Ъ撅L(fēng)區(qū)。太陽(yáng)輻射強(qiáng)，日照較多，無(wú)霜期長(zhǎng)；夏季炎熱，冬季溫和，年平均溫度21.9 ℃，年降水量1 172.3 mm，年蒸發(fā)量1 774.7 mm，蒸發(fā)量大于降水量，是廣西最干旱的地區(qū)之一；降水集中在夏季，干濕季分明。與原產(chǎn)地滇南地區(qū)相比，引種地海拔較低，降水量較少，但雨量和熱量的分布、土壤類(lèi)型與原產(chǎn)地一致[3]。

竹林系2008年用1齡實(shí)生容器苗造林，株行距4 m×4 m，630叢/hm2，2008—2010年每年除草2次。種后每年追施復(fù)合肥1次，1.1 kg/（叢·次）。2010—2011年幼林期間伐小竹，之后未采伐。黃竹較耐旱，對(duì)廣西最干旱地區(qū)的惡劣環(huán)境有較好的適應(yīng)能力，在思林鎮(zhèn)丘陵地各個(gè)坡面和坡位均良好生長(zhǎng)，2014年底采伐前竹林郁閉度0.9，林內(nèi)雜草稀少，灌草覆蓋率不足5%，主要有五節(jié)芒（Miscanthus floridulus）、烏毛蕨（Blechnum orientale）等。枯枝落葉層厚度3～6 cm。竹林有卷葉蟲(chóng)危害，但不成災(zāi)。

1.2 研究方法

1.2.1 樣地調(diào)查。

隨機(jī)設(shè)置9個(gè)20 m×20 m的標(biāo)準(zhǔn)樣地，每叢記錄株數(shù)，然后隨機(jī)選擇10叢，平地面采伐2年生以上（含2年生）立竹，采伐量約占全叢立竹的1/2，記錄采伐株數(shù)及采伐竹的胸徑、竹材長(zhǎng)度，對(duì)可利用稈材逐條稱(chēng)重，隨采隨稱(chēng)。主稈可利用部分尾部直徑統(tǒng)一保留至1.0 cm。共測(cè)定90叢732株。

1.2.2 數(shù)據(jù)處理與分析。

采用Excel 2007對(duì)試驗(yàn)數(shù)據(jù)進(jìn)行整理，應(yīng)用SPSS 21.0進(jìn)行回歸分析。

2 結(jié)果與分析

2.1 林分結(jié)構(gòu)

調(diào)查結(jié)果發(fā)現(xiàn)，試驗(yàn)研究的黃竹林郁閉度0.9，立竹9 779株/hm2，竹林密度是天然黃竹林（2 500～5 000株/hm2）的2～4倍，每叢立竹5～25株，立竹株數(shù)15～16株的竹叢最多，達(dá)17叢，占18.9%（表1）。

2014年12月平均采伐量5 124株/ hm2，占單位面積立竹株數(shù)的52.6%。由于2008—2010年的小竹已間伐，該次采伐2011—2013年生長(zhǎng)的立竹，獲得竹材23.5 t/hm2，單位面積產(chǎn)量低于種植在土山區(qū)的云南龍竹（Dendrocalamus yunnanicus）、花吊絲竹（D.minor var.amoenus）、麻竹（D.latiflorus）、撐綠雜交竹30號(hào)（Bambusa pervariabilis × Dendrocalamopsis grandis ‘Chenglv 30）和粉單竹（B.chungii）等 [4]，高于石山地區(qū)廣泛種植的吊絲竹（Dendrocalamus minor）[5]。

在采伐的732株立竹中，剔除蟲(chóng)害、病害造成的枯梢竹、節(jié)間畸形竹等共12株，統(tǒng)計(jì)生長(zhǎng)正常竹的720株立竹測(cè)定數(shù)據(jù)，胸徑按每1 cm為一個(gè)徑級(jí)統(tǒng)計(jì)。結(jié)果表明，不同胸徑的立竹株數(shù)呈現(xiàn)兩極少、中間多的正態(tài)分布狀態(tài)（圖1）。

胸徑在3.1～4.0 cm的采伐數(shù)量319株，占總株數(shù)的443%。人工林分平均胸徑3.9 cm，平均高度7.7 m，而天然黃竹林分平均胸徑7～9 cm，平均高度13～15 m。可見(jiàn)，二者的胸徑和高度均有明顯差距。

立竹高度按每1 m為一個(gè)等級(jí)統(tǒng)計(jì)，不同高度的立竹株數(shù)也呈現(xiàn)兩極少、中間多的正態(tài)分布狀態(tài)（圖2）。立竹高度7.1～8.0 m采伐數(shù)量最大，有168株，占總株數(shù)的233%。

竹林生長(zhǎng)的優(yōu)劣可用平均胸徑、平均高度來(lái)表示[6]。生長(zhǎng)好的竹林平均胸徑和平均高度大，生長(zhǎng)差的竹林平均胸徑和高度小。該研究測(cè)定的黃竹人工林中胸徑大于5 cm、高度大于10 m的較大型竹稈有61株，占總采伐量的8.5%。較大型立竹胸徑和高度處于人工林平均水平與天然黃竹林之間，說(shuō)明如果得到更好的經(jīng)營(yíng)管理，林分立竹胸徑和高度數(shù)值仍可增加，竹林有很大的增產(chǎn)空間。

2.2 竹材鮮重分析

竹子的單株鮮重（W，kg）與立竹胸徑（D，cm）、高度（H，m）、竹壁厚度等因素密切相關(guān)，均隨著胸徑、高度、壁厚的增加而增大，同時(shí)又與竹材尖削度、節(jié)間長(zhǎng)短、分枝高低等有一定關(guān)聯(lián)。在生產(chǎn)中，最容易測(cè)定的數(shù)據(jù)為胸徑，其次為枝下高和高度，黃竹的分枝從稈基部第1節(jié)開(kāi)始，因此分枝高低對(duì)竹材鮮重的影響是一致的，竹材尖削度、各節(jié)間長(zhǎng)短的測(cè)定在生產(chǎn)操作中不易實(shí)施，甚至比直接采伐竹材稱(chēng)重更為困難，因此進(jìn)行竹材鮮重預(yù)測(cè)主要考慮的因子是胸徑和高度。

2.2.1 單株鮮重與胸徑回歸分析。

胸徑是最容易測(cè)定的因子，也是對(duì)竹材鮮重影響較大的因素。竹子單株稈重與胸徑的Pearson相關(guān)系數(shù)為0.860，高于單株稈重與稈高的0.775，說(shuō)明在生產(chǎn)中利用胸徑這一單因素就可以準(zhǔn)確地進(jìn)行竹林產(chǎn)量估算。根據(jù)單株鮮重與胸徑的散點(diǎn)圖，利用線(xiàn)性、對(duì)數(shù)、二次、三次、復(fù)合、冪函數(shù)和指數(shù)等曲線(xiàn)方程進(jìn)行擬合，所有曲線(xiàn)方程均達(dá)到極顯著水平（P<0.01），根據(jù)擬合優(yōu)度及應(yīng)用方便的原則，二次曲線(xiàn)方程為描述單株鮮重與胸徑關(guān)系的最優(yōu)方程。擬合方程為W=-0.153D+0.325D2，R2=0955（圖3）。

2.2.2 單株鮮重與高度回歸分析。

大多數(shù)喬灌型竹種，無(wú)論是散生竹還是叢生竹，單株稈重與稈高呈正相關(guān)，均隨著稈高的增加而增大，對(duì)于不同竹種，這種變化強(qiáng)度有所不同。黃竹是喬木型叢生竹，稈高5～15 m，變化幅度較大，因此也是對(duì)竹材鮮重影響較大的因素。曲線(xiàn)回歸分析表明，所有曲線(xiàn)方程均達(dá)到極顯著水平（P<0.01），冪函數(shù)曲線(xiàn)方程是描述單株鮮重與高度關(guān)系的最優(yōu)方程。擬合方程為W=1211H，R2=0.948（圖4）。

2.2.3 單株鮮重與胸徑、高度回歸分析。

在竹林中，相同胸徑的立竹，由于出筍位置和出筍時(shí)間不同，供竹筍生長(zhǎng)的光照、水分及養(yǎng)分亦不相同，對(duì)竹筍生長(zhǎng)產(chǎn)生較大影響。如出筍初期營(yíng)養(yǎng)和水分充足，筍體粗壯均勻，后期由于營(yíng)養(yǎng)消耗殆盡，竹筍小且弱。胸徑相同的立竹稈高不盡相同，其單株稈鮮重亦有差異。在測(cè)產(chǎn)時(shí)，采用胸徑、稈高進(jìn)行產(chǎn)量預(yù)測(cè)，估算結(jié)果將更準(zhǔn)確。曲線(xiàn)回歸分析表明，所有曲線(xiàn)方程均達(dá)到極顯著水平（P<0.01），二次曲線(xiàn)方程是描述單株鮮重與胸徑、高度關(guān)系的最優(yōu)方程。擬合方程為W=0.135DH+0000 1（DH）2，R2=0.969（圖5）。

3 結(jié)論與討論

（1）黃竹人工林5齡成林立竹量9 779株/hm2，采伐總立竹株數(shù)的52.6%，獲得竹材23.5 t/hm2。與廣西主要用材

叢生竹相比，黃竹人工林的竹材產(chǎn)量處于較低水平。

（2）黃竹人工林每叢立竹5～25株，平均16株/叢，立竹株數(shù)15～16株的竹叢最多，林分平均胸徑3.9 cm，平均高度7.7 m，與天然黃竹林分相比，人工林整體上密度大，稈形小。

（3）利用SPSS軟件擬合的黃竹材單株鮮重與胸徑、高度之間的最優(yōu)回歸方程W=0.135DH+0.0001（DH）2；單株鮮重與立竹胸徑的最優(yōu)回歸方程W=-0.153D+0.325D2。這2個(gè)方程的可信度高，可以利用回歸方程編制一元重量表和二元重量表，供調(diào)查時(shí)使用。雖然單株鮮重與竹材高度相關(guān)程度高，擬合的回歸方程也較好，但立竹高度不易準(zhǔn)確測(cè)定，因此在生產(chǎn)中多不采用高度預(yù)測(cè)產(chǎn)量。而胸徑是比較容易獲得的準(zhǔn)確數(shù)據(jù)，在立竹高度不易測(cè)量的情況下，利用正常立竹胸徑數(shù)據(jù)也能準(zhǔn)確地預(yù)測(cè)竹林產(chǎn)量。

參考文獻(xiàn)

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