濕地松年產脂量與氣候因子的相關性研究※

●馮 玥 胡如芳 楊 亮

（吉安市林業科學研究所 江西 吉安 343010）

松脂是一種重要的非木材次生林產品，其主要組分為松節油與松香，是醫藥、化妝品、食品、化工等領域的重要工業原料[1]。我國是世界最大的松脂生產及出口國，濕地松作為我國主要產脂樹種之一，于20世紀40年代末自其原產地美國東南部傳入中國，70年代末開始在中國南方大規模種植，20世紀90年代，中國每年對外出口松脂量達20多萬噸，約占全球松脂交易量的50%[2]。松脂的分泌過程是樹體應對林木病蟲害的防御響應機制，并可由生物脅迫、化學制劑及機械損傷等外部刺激引發[3]。相關研究表明，環境氣候因子是松脂產量的潛在決定因素，氣候條件變化通常可以通過兩種主要方式對濕地松松脂產量造成影響[4-5]，包括溫度對樹脂流動性的直接影響；以及氣溫、光照和水分脅迫等氣候因子對樹木的解剖結構、松脂的生物合成及分泌相關生理過程的間接性影響。因此，明確氣候因子與濕地松松脂年產量的相關性，建立松脂產量與氣候因子的響應模型，可有效提高采脂工作計劃安排的科學化與高效化，為濕地松人工林經營管理水平的提高起到重要參考及指導作用，最終實現松脂生產經濟效益的提升[6]。

本試驗對江西省吉安地區濕地松產脂情況與主要氣象因子變化開展了相關性研究與分析，對平均溫度、日照、生長季降水量、相對濕度、積溫多個氣象因子與松脂年產量的響應關系進行探索，以期為本地松脂生產作業提供科學依據，并為年度松脂產量估測與濕地松人工林產脂能效評估提供參考。

1 材料與方法

1.1 試驗地概況

試驗地位于江西省吉安地區泰和縣境內西部禾市林場與東北部百記林場，屬中亞熱帶季風濕潤氣候，雨量充沛，光照充足，氣候溫和，水熱光能資源豐富。當地年均氣溫18～18.4℃，最冷月均溫度8℃，最熱月均34.8℃，極端最低溫-5℃，極端最高溫40℃，年降雨量1457 mm，降雨量多集中在第二季度，占全年降雨量的47%[7]。

1.2 松脂產量測定

在試驗區內采選出脂情況良好、林分健康、交通便宜、具有代表性的濕地松采脂人工林地8塊作為試驗樣地，于2019～2021年連續三年開展松脂全面采收作業。割脂方法采用常規下降式單刀采脂法，起割面距地面1.3 m，割面負荷率約30%[8-9]。每年3月末開始采割，10月末收脂并分別統計各樣地內松脂年度總產量與平均單株松脂年產量。

1.3 氣象指標的獲取

氣象資料來源于吉安市生態氣象重點實驗室。相關研究成果表明，與濕地松生理學及形態學特征變化關聯較為顯著的氣候指標包括平均溫度 （℃）、日照時數（h），年降水量（mm），相對濕度（%）[10]，故選擇以上氣象因子開展與濕地松年產脂量的相關性研究。上述因子均為當年采脂期內（3～10月）的氣象數據。

1.4 數據處理及分析

采用Excel 2007對試驗結果進行整理，采用SPSS 22.0對試驗數據進行分析。

2 結果與分析

2.1 各樣地產脂情況各樣地

2019～2021年度產脂情況，見表1。

表1 2019～2021年度各樣地產脂情況

由表1可知，百記林場2019年平均單株年產脂量最低，但2021年平均單株年產脂量最高。試驗所選兩試驗區域在2021年均表現出三個年度最高年產脂量。

2.2 試驗區氣象條件

2019～2021年試驗區具體氣象數據，見表2。

表2 2019～2021年試驗區氣候條件情況

由表2可知，試驗期內，2021年3~10月平均溫度最高，2019年3~10月日照時間最長，2020年月平均溫度與日照時間均為最低。2020年度3~10月降水量最大，2021年度降水量最低。2019和2020年3~10月相對濕度基本相似，2021年平均相對濕度略高。

2.3 年平均氣溫對濕地松產脂量的影響

各氣象因子與產脂量的相關性分析，見表3。

表3 各氣象因子與產脂量的相關性分析

由表3可知，分屬不同區域內的濕地松樣地單株平均年產脂量均隨產脂期內平均溫度的升高而提升，其中泰和東北部地區濕地松單株平均年產脂量與平均溫度呈顯著正相關，但處于泰和西南部區域的濕地松樣地內，單株年產脂量相較于東北部區域與當年采脂期內平均溫度的相關性稍弱。

2.4 日照強度對濕地松產脂量的影響

泰和西南部樣地內濕地松單株年平均產脂量與采脂期日照強度具有微弱負相關，東北部樣地濕地松單株年平均產脂量與采脂期內日照強度則呈現微弱正相關（表3）。日照在光合作用、物候變化及其與氣溫變化的相關性等多個方面對植物生理狀況存在復雜影響，并較易受到坡位、坡向、林地郁閉度等其它環境因子的干擾，故其與濕地松產脂量間未呈現明顯的直接相關性作用[11]。

2.5 降水量對濕地松產脂量的影響

由表3可知，泰和西南部與東北部區域的樣地內濕地松年平均產脂與采脂期內降水量均呈現一定負相關性。降水與高溫對濕地松產脂量的正向促進作用存在一定拮抗關系[12]，但相較于采脂期內平均氣溫對濕地松產脂量的影響，降水量的影響效果其顯著性相對較低[13]。

2.6 相對濕度對濕地松產脂量的影響

兩塊試驗區內樣地的濕地松單株年平均產脂量均隨采脂期內濕度的增加有不同比例提升（表1、表2），其中泰和西南部地區樣地內濕地松單株年平均產脂量與相對濕度存在顯著正相關（表3），但泰和東北部地區樣地內濕地松產脂量與相對濕度的正相關未達顯著水平。

3 討論與結論

松脂的產生過程作為松樹復雜生物防御機制的重要組成部分，會受到其生理內環境與外部環境的共同影響。本次試驗通過對不同年度濕地松單株平均年產脂量的觀測，與對濕地松單株年平均松脂產量與外部氣候因子相關性的探索，認為濕地松的樹脂生產能力會受到采脂期內平均溫度、日照、降水量及相對濕度等氣候因子的影響，其中溫度與相對濕度對濕地松產脂能力的影響較為直接，并在對濕地松產脂量的正向促進作用上存在一致性。但從采脂期內累積降水量對濕地松產脂量的負相關性發現，降水對濕地松產脂能力的影響機制相對復雜。相關研究表明，干旱與極端溫度會在一定范圍內促進松樹的樹脂道形成從而提高松脂產量，但因夏季干旱對松樹木質部形成的抑制作用，適度降水又可促進植物生理代謝，提高松樹生長速率與次生代謝產物的形成[14-15]。雖然現有研究中降水對濕地松產脂的影響多呈現負相關性，但具體影響機制與程度尚需進一步探索。

本試驗在對泰和縣不同區域樣地內的濕地松樣本觀測時發現，即使在氣候因子基本一致的地區范圍內，濕地松產脂量與氣候因子的相關性仍會隨地區內小地理環境的差異而產生變化。氣候因子與立地條件始終存在深入的交互影響[12]，將更多的環境和氣候因子納入考察范圍，精確劃定樣地布設區域，針對本地環境因素系統性探索其與濕地松松脂產量的相關性，將進一步為濕地松采脂行業提供實用性參考，亦將對資源利用與經濟效益評估起到重要促進作用。