江西省上闊下竹復(fù)合系統(tǒng)類型調(diào)查與分析

王海霞 彭九生 曾慶南 程 平

(江西省林業(yè)科學(xué)院 南昌 330013)

毛竹是江西省重要的經(jīng)濟(jì)樹(shù)種。自20世紀(jì)70年代以來(lái)，江西全省大力推廣毛竹林集約經(jīng)營(yíng)，將各種不同的竹木混交林改造為毛竹純林，在產(chǎn)生巨大經(jīng)濟(jì)效益的同時(shí)，也導(dǎo)致毛竹失去物種競(jìng)爭(zhēng)，生物多樣性相對(duì)貧乏，土壤肥力下降，以至于新的病蟲(chóng)害或以往不足為患的病蟲(chóng)害大面積爆發(fā)，影響阻斷生產(chǎn)的狀況不斷涌現(xiàn)，如近年在井岡山地區(qū)流行的毛竹菱斑病[1]；至90年代，全省毛竹林雖然面積逐年擴(kuò)大，但竹林質(zhì)量與產(chǎn)量嚴(yán)重下降，全省80%以上毛竹林呈低產(chǎn)狀態(tài)[2]。為此，竹木混交林開(kāi)始被人們?nèi)找骊P(guān)注，近自然經(jīng)營(yíng)、山頂戴帽等各種竹闊混交的生態(tài)經(jīng)營(yíng)方式相繼出現(xiàn)。

本文基于江西省毛竹林的經(jīng)營(yíng)現(xiàn)狀，對(duì)江西現(xiàn)存竹闊混交林分進(jìn)行調(diào)查，以山頂闊葉林與山體中下部毛竹純林所構(gòu)成的復(fù)合系統(tǒng)(簡(jiǎn)稱“上闊下竹”)為研究對(duì)象，對(duì)其進(jìn)行類型劃分，分析不同類型上闊下竹群落及其林分結(jié)構(gòu)，探討不同系統(tǒng)類型上位闊葉林對(duì)下位毛竹林的影響，為提高毛竹林經(jīng)濟(jì)效益、緩解經(jīng)營(yíng)過(guò)程中產(chǎn)生的生態(tài)負(fù)面效應(yīng)、促進(jìn)毛竹林可持續(xù)經(jīng)營(yíng)提供理論依據(jù)與技術(shù)支撐。

1 研究區(qū)域概況

江西地處中亞熱帶，是竹類植物分布中心之一。毛竹林廣布全省，垂直分布于海拔1 300 m以下，主要為用材林，多為純林，部分為混交林，立竹度平均1 770株/hm2，平均胸徑9 cm。調(diào)查的山體位于北緯24°45′—28°51′、東經(jīng)113°51′—116°13′的廣大區(qū)域內(nèi)，基本能反映江西省毛竹林的整體情況。

2 研究方法

2.1 調(diào)查樣地設(shè)置

在江西省奉新縣、遂川縣、分宜縣、上猶縣4個(gè)縣，根據(jù)每個(gè)地方竹林的分布情況，在不同的海拔、坡向、坡位等選取3座山頂存在不同坡長(zhǎng)比例闊葉林的竹闊混交林樣山進(jìn)行調(diào)查，并選一座毛竹純林樣山作對(duì)照。對(duì)所設(shè)置的樣地進(jìn)行實(shí)地勘踏調(diào)查，在各類型山體坡面自上而下將竹闊混交林的山體自純毛竹處劃分為上、下2個(gè)部分，即上位闊葉林和下位毛竹林，下位毛竹林按同一海拔高度3等分各坡面(上、中、下坡)，在上位闊葉林和下位毛竹林各坡面的中心各設(shè)1個(gè)半徑為3.26 m的樣圓，水平方向設(shè)3個(gè)重復(fù)，共16個(gè)樣地，喬、灌、藤、草同步調(diào)查。記錄林分起源、種類、株數(shù)、高度、胸徑、海拔、坡度及土壤類型等因子。

2.2 毛竹林生長(zhǎng)狀況調(diào)查

樣地?cái)?shù)量及設(shè)置方法參照上位闊葉林系統(tǒng)，設(shè)置樣地后，對(duì)樣地內(nèi)毛竹進(jìn)行每竹檢尺，記錄胸徑、高度、年齡等。

3 結(jié)果與分析

3.1 群落物種組成

16個(gè)樣地資料統(tǒng)計(jì)顯示，在上闊下竹復(fù)合系統(tǒng)闊葉林中共有維管束植物31科58屬82種(含種下等級(jí)，下同)，其中種子植物27科52屬75種，蕨類植物4科6屬7種。以樟科(Lauraceae)最多，6屬11種；其次為山茶科(Theaceae)，6屬8種；其他依次為茜草科(Rubiaceae)5屬6種、殼斗科(Fagaceae)4屬7種、杜鵑花科(Ericaceae)2屬3種、薔薇科(Rosaceae)2屬3種、鱗毛蕨科(Dryopteridaceae)3屬3種等。屬內(nèi)種數(shù)最多的是潤(rùn)楠屬(Machilus)5種，其次為錐屬(Castanopsis)、青岡屬(Cyclobalanopsis)、杜鵑屬(Rhododendron)、崖豆藤屬(Millettia)和紫金牛屬(Ardisia)，均為3種?？苾?nèi)含有3種物種以上的有10科，占總科數(shù)的32.3%，科內(nèi)僅含1種的有12科，占總科數(shù)的38.7%，而屬內(nèi)僅有1種的則多達(dá)38屬，占總屬數(shù)的46.3%。

可見(jiàn)，在上闊下竹復(fù)合生態(tài)系統(tǒng)中上位闊葉林的植物群落十分豐富，科、屬相當(dāng)分散，植物區(qū)系成分反映熱帶性分布屬種和溫帶性分布屬種均占有相當(dāng)比重，表現(xiàn)出明顯的過(guò)渡性和亞熱帶特征。闊葉林群落垂直結(jié)構(gòu)分明，可以分為喬木層、灌木層和草本層3個(gè)層次

3.2 上闊下竹林分類型劃分

類型劃分的依據(jù)是自然條件和毛竹林生產(chǎn)力。其中，自然條件包括土壤因子、林分因子、地形因子等，主要考慮的因子有：闊葉林坡長(zhǎng)所占山體坡長(zhǎng)的比例、立竹度、海拔、坡度、坡向、土層厚度、腐殖質(zhì)厚度和石礫含量。采用聚類分析，將江西省的毛竹林分類型劃分成5類：一類為毛竹純林，即山頂無(wú)闊葉林；其他為上闊下竹復(fù)合經(jīng)營(yíng)系統(tǒng)，此類又可分為4類(圖1)，分別為Ⅰ類(高闊中海拔陡坡多石型，聚類號(hào)1)、Ⅱ類(中闊低海拔緩坡中石型，聚類號(hào)3、5、6、7、9、10)、Ⅲ類(低闊低海拔緩坡少石型，聚類號(hào)4、8、12)、Ⅳ類(低闊中海拔斜坡中石型，聚類號(hào)2、11)。

圖1 上闊下竹復(fù)合經(jīng)營(yíng)系統(tǒng)類型聚類分析

3.3 不同類型上闊下竹系統(tǒng)竹林結(jié)構(gòu)分析

為消除因區(qū)域不同造成的系統(tǒng)誤差，采用每個(gè)區(qū)域內(nèi)上闊下竹復(fù)合經(jīng)營(yíng)系統(tǒng)與上位無(wú)闊葉林系統(tǒng)中結(jié)構(gòu)因子的差值進(jìn)行分析。

3.3.1 立竹平均胸徑

上位闊葉林對(duì)下位毛竹林立竹平均胸徑有一定的影響。整體表現(xiàn)為，距闊葉林越近(竹林上坡)，胸徑受影響越大，胸徑較之對(duì)照林分有增長(zhǎng)的趨勢(shì)，距闊葉林越遠(yuǎn)(竹林下坡)，胸徑受影響越小。

圖2顯示，不同系統(tǒng)類型對(duì)毛竹林立竹胸徑有一定的影響。類型II整體有減小的趨勢(shì)，且離闊葉林越遠(yuǎn)，減小越顯著；而I、Ⅲ、Ⅳ類型的毛竹林，上坡位立竹胸徑明顯增大，其中類型I增加幅度最大，闊葉林比例也很高。竹林上坡，也就是接近闊葉林的竹林平均胸徑整體上都有提高，特別是類型I提高的幅度比較大。但是，隨著與闊葉林的距離越來(lái)越遠(yuǎn)，其胸徑增加的效果越來(lái)越小，甚至到了竹林下坡，上闊下竹系統(tǒng)中的立竹胸徑則小于毛竹純林。對(duì)立竹平均胸徑增量效果由大到小的林分類型依次為：Ⅰ>Ⅳ>Ⅲ>Ⅱ。

圖2 不同系統(tǒng)類型對(duì)毛竹林胸徑增量的影響

3.3.2 平均立竹度

上位闊葉林對(duì)毛竹林分立竹度均有較大程度的提高，全省僅出現(xiàn)3塊樣山的部分坡位有降低，以竹林中坡立竹度的增加最為明顯。圖3顯示，4種系統(tǒng)類型均增加了竹林的立竹度，增加幅度以類型Ⅱ最大，類型Ⅲ較小。整體上，以竹林中坡的立竹度增加幅度較大，其次為上坡，最小為下坡。其中，尤以II類系統(tǒng)中坡增加最多。整體上，對(duì)立竹度增量效果由大到小的林分類型依次為：Ⅱ>Ⅳ>Ⅰ>Ⅲ。

圖3 不同系統(tǒng)類型對(duì)毛竹立竹度的影響

3.3.3 立竹平均高度

從圖4和圖5可以明顯看出，僅系統(tǒng)Ⅲ的上、中坡位立竹株高、枝下高有所增加，其他系統(tǒng)均大幅度降低，尤其以類型I降低最多；同時(shí)，靠近闊葉林分的竹林，其株高降低的幅度較低，越遠(yuǎn)離闊葉林降低幅度越大。整體上，對(duì)立竹枝下高增量效果由大到小的林分類型依次為：Ⅳ>Ⅱ>Ⅲ>Ⅰ；對(duì)立竹株高增量效果由大到小的林分類型依次為：Ⅱ>Ⅳ>Ⅲ>Ⅰ。

圖4 不同系統(tǒng)類型對(duì)毛竹枝下高的影響

圖5 不同系統(tǒng)類型對(duì)毛竹株高的影響

3.3.4 竹林生物量

為簡(jiǎn)化分析，選用林分立竹體積代替生物量進(jìn)行分析。由于本項(xiàng)目選用的是各符合類型竹林與毛竹純林相應(yīng)指標(biāo)之間的差值，為此，略去各林分之間的差異，默認(rèn)立竹平均壁厚1.5 cm，對(duì)立竹體積進(jìn)行計(jì)算。圖6顯示，所有的系統(tǒng)類型，中坡都有較大幅度的增加，其中以類型Ⅱ最多。上坡除類型Ⅲ外均有所提高，提高的幅度Ⅰ、Ⅱ微弱于中坡，Ⅲ高于中坡，與Ⅱ的中坡相仿；而下坡類型Ⅱ、Ⅳ有較小幅度的增加，Ⅳ稍高；Ⅰ、Ⅲ有所減少，Ⅲ減小較多。這與林分立竹度和立竹株高呈現(xiàn)出一致性。整體上，對(duì)立竹體積增量提高由大到小的林分類型依次為：Ⅳ>Ⅱ>Ⅰ>Ⅲ。

圖6 不同系統(tǒng)類型對(duì)毛竹立竹體積增量的影響

4 結(jié)論與討論

通?；旖涣质侵富旖粯?shù)種以離散個(gè)體的方式混交，本文的上闊下竹復(fù)合經(jīng)營(yíng)模式是指山體上部為闊葉林即上位闊葉林、山體中下部為毛竹林即下位毛竹林，屬斑塊混交的一種[3]。研究表明，毛竹與鄉(xiāng)土樹(shù)種適當(dāng)混交或與草本植物、根瘤植物混交經(jīng)營(yíng)可以改善毛竹林水分虧缺的問(wèn)題[4]。

1)在上闊下竹復(fù)合系統(tǒng)中，闊葉林樹(shù)種多樣，層次分明，生物多樣性豐富，有利于提高林分的生態(tài)安全。

2)江西上闊下竹系統(tǒng)可分為4種類型，其中以類型Ⅱ(中闊低海拔緩坡中石型)生物多樣性最為豐富、竹林生物量也最高。

3)上位闊葉林不但可以避免毛竹純林中鑲嵌闊葉樹(shù)給經(jīng)營(yíng)帶來(lái)的不便，而且還可以為下位毛竹純林提供水分和養(yǎng)分，提高毛竹林的經(jīng)營(yíng)效益。因此上位闊葉林不但可以節(jié)約用水也可以減少施肥量而起到直接減排的作用。

4)上位闊葉林能將養(yǎng)分和水分有效地保持住，并源源不斷的供應(yīng)給闊葉林附近的毛竹，因此在復(fù)合系統(tǒng)中竹林上坡的立竹胸徑明顯增加，而竹林下坡立竹胸徑則有所減小。

5)上位闊葉林對(duì)于下位的竹林高度的增加作用不大，無(wú)論是枝下高還是株高。

6)上位闊葉林對(duì)毛竹林整體生物量有所提高，另外雖然立竹胸徑、株高都是靠近闊葉林分的增加幅度較大，但在林分生物量上，卻是中坡的增加幅度較大，其次為上坡，最少的為下坡。

7)類型I僅表現(xiàn)出對(duì)提高立竹胸徑有一定的優(yōu)勢(shì)，而對(duì)竹林其他指標(biāo)增加效果較小，且該類型分布較少。

8)整體上，類型Ⅱ、Ⅳ對(duì)提高林分立竹度、平均高、枝下高及生物量明顯優(yōu)于類型Ⅰ、Ⅲ。