張道貴 許 俊 何 滔 王朝浪
(貴州省湄潭縣林業(yè)局貴州湄潭 564100)
貴州湄潭縣狹葉方竹林群落類型劃分與應(yīng)用評(píng)價(jià)
張道貴 許 俊 何 滔 王朝浪
(貴州省湄潭縣林業(yè)局貴州湄潭 564100)
為保護(hù)與利用狹葉方竹資源,采取作業(yè)設(shè)計(jì)調(diào)查法對(duì)貴州湄潭縣狹葉方竹資源進(jìn)行普查。根據(jù)普查結(jié)果,將影響?yīng)M葉方竹生長(zhǎng)的立地環(huán)境因子篩選歸類作為劃分其群落類型的依據(jù)。普查結(jié)果顯示,狹葉方竹在相似氣候條件和中偏堿性土壤上,影響其生長(zhǎng)的主導(dǎo)因子為海拔、坡位、坡向、土層厚度和林分上層郁閉度。按有明顯影響的海拔、坡位和土層厚度因子將狹葉方竹林區(qū)劃為6個(gè)群落類型區(qū)、36個(gè)適宜立地類型。在適宜立地類型基礎(chǔ)上,結(jié)合狹葉方竹對(duì)林分上層林木郁閉度的適應(yīng)性,將狹葉方竹林劃分為144個(gè)群落類型。對(duì)區(qū)劃的6個(gè)群落類型區(qū)的狹葉方竹資源現(xiàn)狀、經(jīng)營(yíng)與利用方式進(jìn)行了綜合評(píng)價(jià)。
狹葉方竹;群落類型;資源保護(hù);應(yīng)用評(píng)價(jià);貴州湄潭縣
狹葉方竹 (Chimonobambusa angustifolia C.D.Chu et C.S.Chao),俗稱刺竹,是禾本科寒竹屬竹種,屬小型復(fù)軸混生型竹類,生于海拔740~1 250 m的巖溶山地,筍期9月初至10月中旬,稈高2~4 m,直徑1~1.5 cm[1-2]。湄潭縣狹葉方竹林呈斑塊狀廣泛分布于巖溶山地天然次生常綠闊葉林或常綠落葉闊葉混交林中,以林下竹林層片形式存在。狹葉方竹經(jīng)濟(jì)價(jià)值高[3],竹筍肥厚味美,深受市場(chǎng)歡迎;竹稈通直堅(jiān)硬,是優(yōu)良造紙竹材并廣泛農(nóng)用。近年來,有關(guān)狹葉方竹林立地環(huán)境因子的研究鮮見報(bào)道。通過對(duì)狹葉方竹的全面調(diào)查,按照體現(xiàn)其經(jīng)濟(jì)性狀的重要指標(biāo)相似程度,篩選歸類立地環(huán)境因子劃分群落類型并予評(píng)價(jià),旨在為保護(hù)利用現(xiàn)有狹葉方竹資源和荒山造竹、退耕還竹選擇造竹地[4]及定向培育提供參考依據(jù)。
湄潭縣隸屬貴州省遵義市,國(guó)土面積1 844.9 km2,地理范圍北緯 27°20′18″—28°12′30″、東經(jīng) 107°15′36″—107°41′08″, 海拔變幅 631~1 556 m, 平均海拔940 m??傮w地貌為黔中丘原和黔北山原中山峽谷類型,喀斯特巖溶面積1 332.77 km2(占總面積的72.25%)。氣候?qū)僦衼啛釒駶?rùn)季風(fēng)氣候,冬無嚴(yán)寒,夏無酷暑,雨熱同季。年均降雨量1 137.6 mm,隨海拔抬升降雨量增大,年均溫14.9℃,月均溫變幅4.1~24.9℃,全年總積溫5 475℃,全年無霜期284 d,年均日照時(shí)數(shù)1 163 h。成土母巖為碳酸巖、砂頁(yè)巖及第四紀(jì)粘土,土壤類型多樣,以黃壤 (占49.06%)、石灰土 (占34.26%)為主,自然肥力高,富含氮、磷、鉀和有機(jī)質(zhì)[5]。良好的氣候與土壤條件為多種植物的生存繁衍創(chuàng)造了優(yōu)越環(huán)境[6],境內(nèi)森林資源豐富,森林覆蓋率63.95%,主要森林群落有馬尾松針葉純林、杉木柏木針葉混交林、針闊混交林、常綠闊葉林、常綠落葉闊葉混交林。
為更多搜集狹葉方竹環(huán)境基本因子,避免樣本資料缺失或不全面,同時(shí)也為摸清湄潭縣狹葉方竹資源,本研究采取作業(yè)設(shè)計(jì)調(diào)查法[7]普查其群落因子,建立 “湄潭縣狹葉方竹小班區(qū)劃圖形數(shù)據(jù)庫(kù)”,分析各類適生環(huán)境因子,歸類總結(jié)出狹葉方竹的群落類型。
對(duì)調(diào)查區(qū)內(nèi)分布的狹葉方竹進(jìn)行全面調(diào)查,用1∶10 000地形圖為底圖,按立地因子和植被類型基本相同為依據(jù)區(qū)劃小班[8],再于每小班代表性地塊設(shè)置1個(gè)10 m×10 m樣方調(diào)查可觀測(cè)的13類因子,基于arcGIS軟件平臺(tái)[9]建立 “湄潭縣狹葉方竹小班區(qū)劃圖層數(shù)據(jù)庫(kù)”判讀分析。
狹葉方竹粗度、立竹度和在群落內(nèi)分布狀況與筍竹質(zhì)量關(guān)系密切[10],是體現(xiàn)經(jīng)濟(jì)性狀的重要指標(biāo)。建立能直觀表現(xiàn)生長(zhǎng)水平差異的評(píng)價(jià)指標(biāo)體系(表1),歸類總結(jié)相似的立地環(huán)境因子,作為群落類型劃分的實(shí)際依據(jù)。
湄潭縣狹葉方竹林群落面積1 372.1 hm2,均生長(zhǎng)于巖溶山地,分布地塊零碎,區(qū)劃小班469個(gè),面積變幅0.2~7.6 hm2。相對(duì)集中連片 “正常”標(biāo)準(zhǔn)面積631.5 hm2(占總?cè)郝涿娣e的46.02%),加權(quán)統(tǒng)計(jì)平均立竹度55 350株/hm2、適宜區(qū)間5萬~6萬株/hm2,立竹粗度0.9 cm。 “退化”面積740.6 hm2(占總?cè)郝涿娣e的53.98%)。對(duì)469個(gè)小班樣地資料判讀分析發(fā)現(xiàn),狹葉方竹生長(zhǎng)受土壤酸堿度制約,受海拔、坡位、坡向、土層厚度影響大,與上層林木郁閉度關(guān)系密切,其他立地環(huán)境因子無明顯影響。
表1 狹葉方竹林生長(zhǎng)水平評(píng)價(jià)指標(biāo) /100 m2
在適生立地條件下,造成狹葉方竹退化的原因:一是上層林木郁閉度太低 (不足0.10),因狹葉方竹侵入能力強(qiáng),灌草植被逐漸消退,立竹度增加,立竹粗度變小而形成 “毛林”,竹材產(chǎn)量降低,發(fā)筍纖細(xì),致經(jīng)濟(jì)性狀逐漸消失;二是上層林木郁閉度超過0.50時(shí),竹木營(yíng)養(yǎng)競(jìng)爭(zhēng)失去平衡,加之林內(nèi)光照不足難以滿足竹林生長(zhǎng)需求,立竹自然枯死衰退;三是缺乏林農(nóng)易于接受的適用技術(shù)引導(dǎo),林農(nóng)留筍養(yǎng)竹意識(shí)淡薄,采筍伐竹強(qiáng)度大,也導(dǎo)致立竹度與發(fā)筍量逐年降低直至滅失[11]。
2.2.1 適生地土壤
土壤類型是狹葉方竹生長(zhǎng)的制約要素。調(diào)查小班土壤類型有黑色石灰土 (占調(diào)查小班總數(shù)的78.53%)、棕色石灰土 (占21.36%)和極少量灰扁沙土 (僅占0.11%),pH值均為中偏堿性。說明狹葉方竹適生土壤要求pH值中偏堿性,不適宜于酸性土壤。土層厚度對(duì)狹葉方竹的立竹度無明顯影響,對(duì)立竹粗度有影響,在20~40 cm土層中,隨土層厚度增加立竹粗度略有增大;在≥40 cm的厚層土中,土層厚度增加對(duì)立竹粗度影響極小。竹篼深15~20 cm,根系集中于上層20 cm的土壤中。喬木根系一般分布在竹根之下。
2.2.2 適生地海拔
狹葉方竹均生長(zhǎng)于巖溶山地,適生地海拔變幅740~1 250 m。集中分布在海拔1 001~1 200 m的低中山地區(qū) (占調(diào)查小班總數(shù)的74.62%)。
2.2.3 適生地坡位
狹葉方竹生長(zhǎng)要求環(huán)境相對(duì)穩(wěn)定,上坡 (含脊、全坡)風(fēng)力較大導(dǎo)致林內(nèi)溫度變化快、幅度大,多有 “退化”趨勢(shì)。下坡土壤濕度大、透氣性較差,人為干擾強(qiáng)度也大,生長(zhǎng)水平基本在 “一般”以下。中坡林內(nèi)與土壤環(huán)境相對(duì)穩(wěn)定,竹林分布較多且生長(zhǎng)良好。
2.2.4 適生地坡向與坡度
坡向不同,日照時(shí)間及太陽(yáng)輻射差別較大,通過影響林分郁閉度來影響?yīng)M葉方竹生長(zhǎng)需要的光熱條件。按上層林木郁閉度統(tǒng)計(jì)發(fā)現(xiàn),郁閉度>0.30的狹葉方竹林群落,陽(yáng)坡比陰坡生長(zhǎng)良好;≤0.30的則相反。坡度影響水、肥的聚集和流失從而影響植物生長(zhǎng),狹葉方竹集中分布在坡度5°~35°的陡緩坡山地上,坡度對(duì)其生長(zhǎng)的影響無明顯差異。0~5°的平坡易于積水導(dǎo)致爛鞭,35°以上的急險(xiǎn)坡易于水分流失致竹鞭缺水枯死,只在臺(tái)地上有零星片塊生長(zhǎng)。
2.2.5 狹葉方竹林群落上層林木郁閉度
狹葉方竹生長(zhǎng)于常綠闊葉林 (面積占比80.35%)和常綠落葉闊葉混交林 (面積占比19.65%)中,形成竹灌層,竹林多呈優(yōu)勢(shì)層片存在,同層灌木對(duì)竹林影響不大。竹林上層樹種豐富,統(tǒng)計(jì)有50余科130余種[6],其中樟科 (Lauraceae)、殼斗科 (Fagaceae)植物分布最廣、個(gè)體數(shù)量最多。上層林木不僅在氣候環(huán)境上為狹葉方竹生長(zhǎng)提供溫涼濕潤(rùn)環(huán)境,而且其龐大深扎的根系所吸收的礦質(zhì)元素通過物質(zhì)循環(huán)從土壤深層進(jìn)入表土層,保證了淺根性狹葉方竹生長(zhǎng)所需養(yǎng)分[12]。狹葉方竹作為林下層片存在,表明它本身具有耐蔭特點(diǎn),在林下可以正常完成生活史[13]。喬木樹種分布由立地因子決定,與竹林無直接關(guān)系[14]。上層林木株數(shù)、胸徑、樹高均與樹冠利用光照形成平衡關(guān)系,通過郁閉度作用于林下竹林。
按上層林木郁閉度統(tǒng)計(jì)不同生長(zhǎng)水平的狹葉方竹林面積 (表2)發(fā)現(xiàn),竹林生長(zhǎng)最適應(yīng)郁閉度區(qū)間為0.20~0.50,適應(yīng)郁閉度區(qū)間為0.10~0.20,郁閉度超過0.50則表現(xiàn)為不適應(yīng)并呈 “退化”趨勢(shì)。
表2 按上層林木郁閉度統(tǒng)計(jì)的不同生長(zhǎng)水平的狹葉方竹林面積 /hm2
竹木在與復(fù)雜環(huán)境相互作用過程中,不僅可以形成不同植物種組成、不同結(jié)構(gòu)特征的群落類型,在不同立地上其生長(zhǎng)也有明顯差異[15-16]。土壤類型決定狹葉方竹的適生性,僅適生于pH值中偏堿性土壤。在適宜立地類型基礎(chǔ)上,上層林木郁閉度主導(dǎo)立竹度、立竹粗度及林內(nèi)分布狀況,相似立地類型上的狹葉方竹層片特征基本相似。狹葉方竹生長(zhǎng)不僅有適宜性立地類型選擇,還有上層林木郁閉度的適應(yīng)性選擇,表現(xiàn)為群落環(huán)境綜合作用下的多種群落類型。相同立地類型內(nèi)植被結(jié)構(gòu)基本相似,列為同一群落類型,可以采取相同經(jīng)營(yíng)利用措施。
以現(xiàn)有資源狀況為依據(jù),按照科學(xué)性、實(shí)用性原則,提取相似立地因子,并結(jié)合上層林木郁閉度劃分狹葉方竹林群落類型。采取主導(dǎo)因子分級(jí)歸類法劃分,按相似立地因子組合構(gòu)成一個(gè)包括地貌、坡位、坡向、土層厚度等因子的立地類型,在此基礎(chǔ)上結(jié)合郁閉度因子劃分群落類型。為簡(jiǎn)明歸類,對(duì)狹葉方竹的各種生長(zhǎng)環(huán)境指標(biāo)進(jìn)行編碼 (表3),將各類編碼進(jìn)行組合,形成不同的群落類型。亦即,把有關(guān)影響相似的適宜立地因子歸類編碼,組合為立地類型號(hào)[17];將上層林木郁閉度按適應(yīng)程度分級(jí)為最適應(yīng) (疏林、有疏林)、適應(yīng) (中林)、不適應(yīng)(密林),并進(jìn)行編碼,組合為郁閉度類型號(hào);將立地類型號(hào)與郁閉度類型號(hào)兩者組合,構(gòu)成群落類型號(hào),代表不同的群落類型。
在相似氣候條件下,因地貌、坡位、坡向、土層厚度等立地因子組成的立地類型固定不變[18],據(jù)此可將狹葉方竹分為最適生區(qū)、適生區(qū)2類。在立地類型各因子中按對(duì)狹葉方竹影響程度相對(duì)較大的地貌、土層厚度這2個(gè)因子區(qū)劃組合為6個(gè)類型區(qū)。立地類型號(hào)由地貌、坡位、坡向、土層厚度4個(gè)因子編碼組合為36個(gè)。群落類型由立地類型號(hào)結(jié)合郁閉度因子編碼劃分為144個(gè) (表4)。群落類型號(hào)的含義,比如11111代表低山上坡陽(yáng)坡薄土層疏林狹葉方竹林群落。
表3 狹葉方竹生長(zhǎng)環(huán)境指標(biāo)編碼
表4 狹葉方竹群落類型分類結(jié)果
(續(xù)表4)
為探尋合理保護(hù)利用措施,調(diào)整狹葉方竹林向著最適應(yīng)群落類型方向發(fā)展,提高經(jīng)營(yíng)收益,按固定不變的狹葉方竹林群落類型區(qū)資源現(xiàn)狀進(jìn)行應(yīng)用評(píng)價(jià) (表5)。
表5 湄潭縣狹葉方竹林不同群落類型的資源量
該區(qū)狹葉方竹林受坡向、坡位影響不明顯。上層林木郁閉度影響立竹度和立竹粗度,郁閉度為0.50以下的有疏林地,狹葉方竹生長(zhǎng)正常,且多呈優(yōu)勢(shì)層片存在,立竹度變幅4.1萬~7.8萬株/hm2、立竹粗度變幅0.6~1.6 cm,平均立竹度55 415株/hm2、立竹平均粗度1.2 cm,為調(diào)查區(qū)最佳水平。密林立竹度較低,分布不勻,多在樹冠外形成團(tuán)狀分布,有退化趨勢(shì)。
該區(qū)是狹葉方竹分布的中心區(qū)域,結(jié)合剃砍護(hù)蓄、間伐撫育措施調(diào)控群落個(gè)體營(yíng)養(yǎng)空間,合理留筍養(yǎng)竹,易形成高質(zhì)量狹葉方竹林。本區(qū)內(nèi)pH值中偏堿性土壤的宜林荒山、坡耕地均可使用狹葉方竹荒山造竹、退耕還竹。狹葉方竹1年生幼鞭達(dá)1.7 m[3],造林株距可選擇2~3 m,既能降低造林成本,又能快速成林。喬木層樹種宜選擇楠木、銀杏、香樟、紫荊、山櫻花等優(yōu)良樹種混交,其特點(diǎn)是樹種珍貴、培育價(jià)值高、生長(zhǎng)較緩慢、森林景觀色彩[19]突出。推薦樹種組合為狹葉方竹—楠木—山櫻花、狹葉方竹—香樟—紫荊、狹葉方竹—銀杏—香樟[20]等,其混交比例以8∶1∶1為宜,建成彩色景觀竹林群落,為發(fā)展山區(qū)旅游打下基礎(chǔ)。
該區(qū)狹葉方竹林平均立竹度38 961株/hm2、立竹粗度1 cm,陡斜坡相對(duì)緩坡立竹度偏大。在調(diào)查區(qū)內(nèi)立竹度偏低,立竹粗度為平均值。密林內(nèi)狹葉方竹呈退化趨勢(shì)。該區(qū)竹林應(yīng)加強(qiáng)保護(hù),通過2~3年合理留筍養(yǎng)竹可快速培育成高質(zhì)量狹葉方竹林。該區(qū)交通條件相對(duì)方便,故經(jīng)營(yíng)成本相對(duì)較低,應(yīng)通過荒山造竹、退耕還竹、低產(chǎn)林帶狀改竹等方式大面積發(fā)展狹葉方竹林。
該區(qū)狹葉方竹分布稀少,已處于海拔上限,小班最高點(diǎn)海拔1 250 m,立竹度61 200株/hm2、立竹粗度0.9 cm,呈優(yōu)勢(shì)層片狀態(tài),生長(zhǎng)處于良好水平。考慮到海拔高,其他森林經(jīng)營(yíng)周期偏長(zhǎng),狹葉方竹應(yīng)是該區(qū)經(jīng)濟(jì)性狀相對(duì)較好的經(jīng)營(yíng)對(duì)象。竹子不受采伐限額限制[21],又年年采筍伐竹而收益持續(xù)。因此,在扶貧搬遷、生態(tài)移民留下的坡耕地上造竹是較好選擇。
該區(qū)處于海拔下限 (740 m),屬于過渡區(qū),狹葉方竹林面積有89.51%分布于陽(yáng)坡,喬木層高6~9.5 m、郁閉度0.3~0.70,平均立竹度35 350株/hm2、立竹粗度1.1 cm,多呈樹冠外團(tuán)狀生長(zhǎng)。對(duì)該區(qū)狹葉方竹林群落經(jīng)營(yíng),要在注重生態(tài)保護(hù)前提下按竹木經(jīng)濟(jì)收益差別區(qū)分培育方向:如果群落成材林木、珍貴樹種多,林木經(jīng)濟(jì)收益相比筍竹大,則應(yīng)以培育林木為主,注意留筍養(yǎng)竹讓其自然生長(zhǎng);反之,則應(yīng)采取剃砍護(hù)蓄、間伐撫育措施培育狹葉方竹林。
該區(qū)在調(diào)查區(qū)內(nèi)無狹葉方竹分布,對(duì)比立地因子,適宜其生長(zhǎng)。該區(qū)多處于遠(yuǎn)山大山,交通不便、坡耕地作物產(chǎn)量低,適宜退耕還竹,這對(duì)推動(dòng)山區(qū)精準(zhǔn)扶貧有積極意義。
該區(qū)以土層厚度<40 cm劃分,其他立地因子多樣,立地條件總體較差。喬木層高3~6 m,平均立竹度58 410株/hm2、立竹粗度0.6 cm,竹稈纖細(xì)?!懊帧比吭谠搮^(qū)中中山分布,“退化”面積337.3 hm2。除去因上層林木郁閉度大、營(yíng)養(yǎng)空間不足的 “退化”面積外,其他 “退化”面積都在該區(qū)。對(duì)現(xiàn)有資源要加強(qiáng)保護(hù),同時(shí)采取綜合撫育措施經(jīng)營(yíng),以提高筍竹產(chǎn)量。一是間伐老竹、留足頭番筍蓄竹,調(diào)控立竹度在5萬~6萬株/hm2、增加個(gè)體營(yíng)養(yǎng)空間,立竹粗度將逐年增大;二是在保持水土前提下,視坡度情況調(diào)控群落總覆蓋度在80%左右,其中竹林覆蓋度在50%~60%為宜;三是覆青補(bǔ)肥。該區(qū)土層瘠薄,屬于宜林地到草地過渡帶,喬木林營(yíng)造難度大,保存率低。選擇狹葉方竹造林,因有鞭根淺走、鞭遠(yuǎn)而林地營(yíng)養(yǎng)空間互補(bǔ)的特點(diǎn),易于成功。
湄潭縣狹葉方竹林群落面積1 372.1 hm2,呈469個(gè)斑塊 (調(diào)查小班)零星分布于巖溶山地,組成為常綠闊葉林和常綠落葉闊葉混交林下竹林層片。為保護(hù)利用這一優(yōu)良資源,推動(dòng)荒山造竹、退耕還竹,助力山區(qū)林農(nóng)精準(zhǔn)脫貧,依據(jù)湄潭縣狹葉方竹林群落環(huán)境因子調(diào)查認(rèn)為,土壤類型決定其適生性,海拔、坡位、坡向、土層厚度等因子主導(dǎo)其適宜性選擇,以此區(qū)劃出適生立地類型36個(gè)。在相同立地類型下,上層林木郁閉度主導(dǎo)立竹度、立竹粗度及在林內(nèi)的分布狀況。因此,狹葉方竹生長(zhǎng)不僅有適生立地類型選擇,還有上層林木郁閉度的適應(yīng)性選擇,是群落環(huán)境的綜合作用結(jié)果,由此區(qū)分群落類型144個(gè),其中最適應(yīng)類型72個(gè)、適應(yīng)類型36個(gè)、不適應(yīng)類型36個(gè)。按相似群落類型歸類為6個(gè)區(qū),低中山厚層土、低山中上坡厚層土和中中山中下坡厚層土這3個(gè)類型區(qū),在郁閉度0.50以下范圍內(nèi),狹葉方竹立竹度、立竹粗度平均值均高于調(diào)查區(qū)平均水平,故歸類于最適生區(qū),其他3個(gè)區(qū)為適生區(qū)。低中山厚層土類型區(qū)是狹葉方竹分布的中心區(qū)域,應(yīng)加強(qiáng)保護(hù)并可大力推進(jìn)荒山造竹、退耕還竹;薄層土類型區(qū)屬于宜林地到草地過渡帶,土層瘠薄,營(yíng)造狹葉方竹林能提高土地利用率;其他環(huán)境類型區(qū)應(yīng)在保護(hù)的基礎(chǔ)上合理經(jīng)營(yíng)。
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Type Division and Application Evaluation of Chimonobambusa angustifolia Forest Community in Meitan County,Guizhou Province
Zhang Daogui Xu Jun He Tao Wang Chaolang
(Meitan Forestry Bureau, Meitan 564100, Guizhou, China)
In order to protect and utilize the resources of Chimonobambusa angustifolia C.D.Chu et C.S.Chao,an investigation was conducted in Meitan County, Guizhou Province, using operation design survey method.According to the investigation results,the site environmental factors that affect the growth of C.angustifolia were screened and classified to be the basis for classifying its community type.The results showed that the dominant factors affecting C.angustifolia growth were the altitude, slope position, exposure, soil thickness and canopy density under similar climatic conditions and netural-alkaline soil.With the factors of the altitude,slope position and soil thickness with obvious influence,C.angustifolia forest could be classified into 6 community type areas and 36 suitable site types.Considering the adaptation of C.Angustifolia to the canopy cover,we classified them into 144 types of community.Finally, we made a comprehensive evaluation of the resources state,management and utilization of C.angustifolia in the 6 community type areas.
KeywordsChimonobambusa angustifolia,community type, resource protection, application evaluation
10.13640/j.cnki.wbr.2017.06.002
張道貴 (1965-),男,高級(jí)工程師,研究方向?yàn)樯峙嘤-mail:546375718@qq.com。
許俊 (1975-),女,工程師,研究方向?yàn)樯峙嘤-mail:505332071@qq.com。