氣象因子和坡向對思茅松產脂量的影響1)

付玉嬪 李思廣 許林紅 張快富 蔣云東

(云南省林業和草原科學院,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、高產脂、生態適應性強等特點。主要分布于云南省普洱市思茅、瀾滄、景谷、景東、鎮沅、江城、墨江等區縣，臨滄地區、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、松節油產量80%以上源于思茅松。

松脂是松屬(Pinus)植物分泌的次生代謝產物，主要儲藏在松屬植物針葉、樹干木質部和韌皮部的樹脂道系統內，隨各部位樹脂道數量增加而增加[1]。針葉通過光合作用形成糖類，經過復雜的生物化學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物[2-4]。思茅松產脂量受樹體因子、生態因子等影響較大[5-6]。思茅松的產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對思茅松產脂量的影響，為相關部門及企業調整和改善思茅松采脂經營提供參考，并為預測思茅松的產脂量及其經濟效益提供重要依據。

1 試驗地概況

試驗地設置在距離云南省普洱市景谷縣城20 km的高產脂思茅松研究基地(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，每月測定其產脂量，連續觀測約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號進行月產脂量測定。

思茅松產脂力計算方法：產脂力=產脂量/采割溝水平長×10。

松脂測定試驗時間為2006年7月—2008年8月，連續測定36個月。結合該地區溫度、濕度、降水量、氣壓、產脂量的變化趨勢以及它們之間的相關性，分析氣象因子對思茅松產脂量的影響。試驗地的氣象數據來源于“中國氣象數據網”中國地面累年值月值數據集(1981—2010年)，數據統計分析在SPSS17.0中完成。

3 結果與分析

3.1 思茅松產脂量及產脂力月變化

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

表1 思茅松各月產脂量和產脂力變化

3.2 思茅松產脂量與主要氣象因子的相關性

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

表2 思茅松產脂量與氣象因子的相關性

3.3 思茅松產脂量與溫度的關系

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

表3 各月氣象指標和思茅松產脂量變化

3.4 思茅松產脂量與與空氣濕度和降雨量的關系

表3顯示，思茅松產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的旱季，雨水較少，產脂量較低。12月份降水少、氣溫較低，但仍具有較高的產脂量。

3.5 思茅松產脂量與日照時間的關系

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

3.6 坡向與產脂量的關系

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

表4 陰坡和陽坡各月產脂量變化

3.7 個體因子與產脂量的關系

在100株思茅松中選擇2株產脂力較差的第18株、第92株；2株產脂力較強的第89株、第94株進行對比。表5顯示，產脂力差的第18株、第92株1—12月份產脂量低，產脂力強的第89株、第94株即使在產脂量較差的1—5月份仍具有較高產脂力。由表1可知，產脂力差的思茅松無論在雨季、旱季產脂量都遠遠低于產脂力強的樹木，說明思茅松產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月份產脂量突然呈現較高水平。本研究認為1、2、12月份具有較高水平的產脂量，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。

表5 高產脂思茅松和低產脂思茅松的產脂量月變化 g·株-1

4 結論與討論

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量的月動態變化。思茅松各月產脂量變化與生長節律表現出趨同性。連續3 a對100株思茅松成年樹木每月松脂產量固定觀測，結果表明：思茅松產脂力從1—11月份總體呈拋物線變化，1月份開始呈波動式上升，8月份產脂力達到最高，這種較高的產脂力可持續至9月底，10月份開始下降。2、4、12月份出現較大的上升波動，產脂力突然出現較高水平，這與思茅松的生長特性(抽發新梢)有關。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，受氣候或小環境的影響，可能出現延遲抽梢、提前抽梢或多次抽梢的現象。思茅松抽梢期是樹木營養積累達到最高值、樹液流動最為迅速、產脂力最強且產脂量達到最大的時期。思茅松產脂力受生長特性影響，類似現象在馬尾松產脂力的月動態變化上也有反映[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，通過復雜的生物化學變化在木材薄壁細胞中形成的一種次生代謝產物，屬于光合作用產物[2-4]。光照、溫度、降水對植物體內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脂量的關系表明：思茅松受氣溫、降水、日照的影響較大。思茅松產脂量與平均最低氣溫呈顯著正相關；與平均氣溫日較差、日照時間呈顯著負相關；與月平均降水量、月平均氣溫呈正相關。景谷地區為雨熱同期，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。思茅松產脂量較高的時期與景谷地區的雨熱同季，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，具有較高的產脂量，但有研究認為松脂采脂強度與樹木的生長呈負相關[7]，思茅松抽梢期采割松脂，營養喪失嚴重，樹體生長受較大影響，不應進行采脂。

翁海龍等[6]認為海拔、坡向、坡位等環境因子對思茅松產脂量影響不顯著，相關性較低；另有研究認為僅海拔對產脂量影響顯著[4]。本研究表明，坡向對思茅松的產脂量影響極為顯著(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脂量高，產脂力較強的月份，差異更顯著。陰坡和陽坡的環境差異主要體現在土壤濕度、氣溫、光照等方面。相關性分析顯示：思茅松產脂量與日照時間呈顯著負相關、與降水呈正相關；思茅松產脂量與氣溫的相關性低于日照時間、降水2個指標。推測陰坡具有較高的產脂量，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境因子對思茅松產脂量的影響，為培育思茅松產脂原料林提供參考。

100株思茅松的產脂力月動態變化表明，產脂力高的思茅松個體無論在產脂力強的月份或產脂力弱的月份都表現出較強的產脂力，產脂力差的個體在所有月份都表現出較差的產脂力。證明松樹產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脂力之間的遺傳相關性，認為生長和產脂力之間存在顯著正相關。綜上所述，思茅松的產脂力主要受遺傳因子控制，生態因子如降水、氣溫、光照、坡向等在一定程度上影響思茅松的生長發育，綜合影響思茅松的產脂力。所以，培育思茅松產脂原料林不僅要考慮到良種問題，環境因子的控制同樣有效提高其產脂量。