淡竹林分结构与林分因子相关研究

徐振国，郭起荣 ，冯 云 ，陈 红 ，黄大勇

（1.广西林业科学研究院, 广西 南宁 530002；2.国际竹藤中心, 北京 100102）

淡竹林分结构与林分因子相关研究

徐振国1，郭起荣2，冯 云2，陈 红2，黄大勇1

（1.广西林业科学研究院, 广西 南宁 530002；2.国际竹藤中心, 北京 100102）

以中原地区淡竹林为对象，对不同立地条件下淡竹林分结构进行方差分析及主成分分析，研究结果表明：淡竹林结构因子中的立竹密度、胸径、枝下高、整齐度、均匀度差异显著；壁厚、秆高、秆重差异不显著。其立竹胸径、株高、枝下高、整齐度、秆重、总重存在显著相关关系。主成分分析表明，胸径，株高、秆重、均匀度和密度是淡竹林分结构因子主成分，贡献率达88.17%。提出淡竹林中原地区优良淡竹林分标准：其中，林分密度20 000株/hm2、胸径5 cm、株高10 m、枝下高7 m、秆重6 Kg，林相整齐均匀。

淡竹；林分结构；林分因子；主成分分析

淡竹Phyllostachys glauca是中原地区分布广、产量高、蓄积量最大的经济竹种。近年来，随着地方经济发展，城镇工业化等建设，生态环境遭到破坏，竹园用地也遭到侵占，淡竹林资源出现衰退现象[1-4]。因此，加强淡竹林资源保护，探索和发展新时期竹林对当地经济、社会发展的可持续性，具有特别重要的现实意义。

竹林结构是竹林丰产的基础，是竹林发挥多功能效益的内因，反映竹林地上结构的主要因子有立竹密度、立竹胸径、立竹年龄、立竹整齐度及分布均匀度[5]。了解竹林系统中各营林各结构因子的功能和内部联系，使各结构因子互相协调，以充分发挥竹林系统的生产潜力，是现代租赁经营的重要任务。

1 研究概况与研究方法

1.1 试验地概况

试验地选在淡竹核心分布区-河南省洛宁县，位于河南省洛阳市西部，洛河中游，34°05′～ 34°38′N，111°08′～ 111°49′E 之间。最高海拔为2 103 m，年平均气温13.7℃，极端最高气温42.1℃。极端最低气温-21.3℃。日照2 217.6 h，年平均无霜期216 d，年降水量613 mm，林地内多为冲积褐土，pH7.5～8.0。

1.2 调查方法

对淡竹林进行全面踏查，根据淡竹林分生长情况，选择3种代表性林分类型，具体见表1。在各类型中按20 m×20 m设立标准地，每类型样地数量5块，记录样点坐标，调查标准地内全部竹林，逐株记录各株年龄、胸径、高度、枝下高等测树因子，记录生态环境特点。

表1 研究地概况Table 1 Basic situation of study area

根据所调查的竹子胸径，在每个标准地内按径阶选取5株标准竹，齐地伐倒，测量全株长度、地径、胸径、节间长，称总秆重；测量枝下高、1/4、1/2、3/4、分枝处直径，测各节壁厚。

1.3 数据分析

采用Excel 2007、SPSS17.0统计软件对数据进行分析处理，使用Excel 2007制作各种图形。

2 结果与讨论

2.1 基本结构研究

2.1.1 立竹密度

立竹密度即单位面积林地上活立竹的株数。用株/hm2表示。根据所调查样地结果表明：15个淡竹林标准地平均株数16 067株/hm2，其中最高立竹密度为20 900株/hm2，比平均密度多30.08%；最低立竹密度9 300株/hm2，比平均密度少58.70%。

对本研究设置的样地立竹密度进行方差分析表明，同一立地内淡竹林分的立竹密度无显著差异性（Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ的差异系数p分别是0.806、0.804、0.604）。对不同类型淡竹立竹密度进行方差分析表明，三种类型之间立竹密度差异性显著，立竹密度大小顺序Ⅲ＞Ⅰ＞Ⅱ。LSD多重比较表明，类型Ⅰ与类型Ⅱ、Ⅲ差异极显著，类型Ⅱ与类型Ⅲ差异极显著（表2）。

表2 立竹度LSD多重比较†Table 2 LSD multiple comparison of standing bamboo density

2.1.2 立竹胸径

根据调查林分胸径大小，以1cm为径阶，区分为1-2、2-3、3-4、4-5、5-6、5-6六个径阶，分别进行各类型内立竹胸径方差分析。结果表明，同一类型林分内，立竹胸径差异不显著。类型Ⅰ中，平均胸径4.14 cm，胸径为4～5 cm的株数最多，占42.5%，大于6 cm的最少，仅占2.61%。类型B中，平均胸径4.80 cm，胸径4～5 cm的株数最多，占58.44%。林分Ⅲ中，平均胸径4.96 cm，胸径4～5 cm株数最多，占43.58%。对三种林分类型胸径进行方差分析，P=0.001＜0.01，可知三种类型林分胸径存在极显著性差异。LSD多重比较表明，Ⅰ类型与Ⅱ、Ⅲ类型差异极显著，Ⅱ与Ⅲ类型间差异不显著（表3）。平均胸径Ⅲ＞Ⅱ＞Ⅰ；大于4 cm以上株数，Ⅰ占59.98%，Ⅱ占92.05%，Ⅲ占92.52%。由此确定，类型Ⅲ是淡竹大径阶林分。

表3 立竹胸径LSD多重比较Table 3 LSD multiple comparison of bamboo DBH

2.1.3 立竹整齐度、均匀度

立竹整齐度是反映林分中立竹间个体大小差异程度的指标。立竹均匀度是林地中立竹在林地上分布状况，用单位面积上分布的立竹平均数和标准差的比值表示。立竹整齐度是反映林分立地立竹间个体大小差异程度的指标，用平均胸径断面积和平均胸径断面积的标准差的比表示。整齐度小于5为“不整齐”，在5～7之间为“一般整齐”，大于7为“整齐”[14]。立竹均匀度是指竹林中立竹在林地上分布状况的指标，均匀度小于3为“不均匀”竹林，在3～5之间为“一般均匀”竹林，大于5为“均匀”竹林[5]。

数据分析结果表明：淡竹林类型Ⅰ、Ⅲ为整齐林，类型Ⅱ为不整齐林，整齐度Ⅲ＞Ⅰ＞Ⅱ；类型Ⅰ为不均匀林，类型Ⅱ、Ⅲ为一般均匀林，整齐度Ⅲ＞Ⅱ＞Ⅰ（表4）。

表4 不同林分淡竹的整齐度与均匀度Table 4 Uniformity and evenness of three bamboo stands

方差分析表明，不同类型淡竹林林分整齐度、均匀度差异极显著。整齐度LSD方差分析表明，类型Ⅰ与类型Ⅱ、Ⅲ差异极显著，类型Ⅱ与类型Ⅲ差异不显著（表5）。均匀度LSD方差分析表明，类型Ⅰ与类型Ⅱ、Ⅲ差异极显著，类型Ⅱ与类型Ⅲ差异极显著（表6）。因此，类型Ⅲ整齐度、均匀度最好。

表5 整齐度LSD方差分析Table 5 LSD multiple comparison of neatness of three type bamboo stands

表6 均匀度LSD方差分析Table 6 LSD multiple comparison of evenness of three bamboo stands

2.1.4 枝下高、株高

分别对各类型的枝下高与株高进行方差分析。结果表明，同类型内，竹株的枝下高、株高差异不显著。对不同类型林分枝下高方差分析，结果表明，不同类型林分枝下高差异显著，不同类型枝下高大小Ⅲ＞Ⅱ＞Ⅰ。LSD多重比较分析表明，类型Ⅰ类型Ⅲ差异不显著，类型Ⅰ与类型Ⅲ差异不显著，类型Ⅰ与类型Ⅲ差异显著（表7）。对不同类型株高进行方差分析，差异不显著。由此说明，林分类型对株高不影响。

2.1.5 尖削度

尖削度是以竹株地径为基数，将其它高度处的直径与地径之比称为相对直径。相对直径随高度的变化反映了竹子的尖削度[13]。

表7 淡竹枝下高SD多重比较Table 7 LSD multiple comparison of UBH

用3种类型15块样地的淡竹林分绘制相对直径（Y）与高度（X）的散点图，进行曲线拟合，选择相关系数最大的曲线模型，结果如下：

从图1可得，3类型植株尖削度近似。

图1 不同林分淡竹尖削度随高度的变化Fig.1 Taperness changes of different forest stands with varying of plant height

2.2 竹林结构因子相关性分析

选择淡竹立竹胸径（Y1）、地径（Y2）、枝下高（Y3）、株高（Y4）、立竹密度（Y5）、整齐度（Y6）、均匀度（Y7）、秆重（Y8）、枝重（Y9）、叶重（Y10）、总重（Y11）11个因子，分析结果见表8。

立竹胸径与枝下高、株高、整齐度、秆重、总重存在极显著正相关关系；地径与株高、整齐度、总重存在极显著正相关关系，与秆重和枝重存在显著正相关关系；枝下高与株高、秆重、总重存在极显著正相关关系；株高与整齐度、秆重、全重存在极显著正相关关系；立竹密度与均匀度存在极显著正相关关系；整齐度与秆重存在极显著正相关关系，与枝重、叶重存在显著正相关关系；秆重与总重存在极显著正相关关系，与枝重存在显著正相关关系；枝重与叶重存在显著正相关关系，与总重存在极显著正相关关系。

2.3 淡竹林分结构因子主成分分析

将淡竹11个结构因子进行主成分分析，评价诸多因子对鲜重的影响，按照方差最大正交旋转计算，得到了前3个主成分及因子负荷量和贡献率[11]，见表9。这3个主成分综合了11个指标的88.17%信息（累计贡献率88.17%）。

表8 不同林分结构之间的相互关系Table 8 Relations of different bamboo stand structure

表9 前3个主成分的因子负荷量和贡献率Table 9 Load quantity and contribution rate of first three principal component factors

其中，第一主成分的贡献率最大，达54.21%，其特征向量较大并且较为靠近的因子分别为胸径、株高、秆重。第二主成分贡献率为23.07%，其因子负荷量主要反映的是均匀度、立竹密度。第三主成分因子贡献率为10.89%，其主要表达的因子是叶重。根据以上的主成分分析表明，影响淡竹鲜重的主要因子是胸径，株高、秆重，其次为均匀度、立竹密度、叶重。

3 结论与讨论

竹林结构因子是竹林经营中影响竹材产量的重要部分，合理的竹林结构是获取好的经济产量的条[13]。不同类型淡竹林的结构调查分析表明：中原淡竹不同类型的林分结构中，立竹密度、胸径、整齐度、均匀度、枝下高差异显著；壁厚、秆高、秆重差异不显著。结合现实林分生长情况，提出现实优良林分标准：密度20 000株/hm2、胸径5 cm、株高10 m、枝下高7 m、秆重6 kg，林相整齐、均匀。其中，相关分析表明，淡竹林立竹胸径、枝下高、株高、整齐度、秆重、总重存在显著相关关系。主成分分析表明，胸径，株高、秆重、均匀度和密度是淡竹林分结构因子主成分，贡献率达88.17%。卢炯林调查淡竹林得出，需要22 500～25 000株/hm2才能获得较高的生产量[19]，现实淡竹林密度低于此密度，需要加强资源保护，扩大立竹密度。

黄河流域多分布有古竹林，比较著名的有淇园（今河南省淇县一带）、鄂杜竹林（今陕西省周至县一带）和河内竹林（今河南省博爱县一带）。随着历史变迁，只有少数得以保存[20-27]。对洛宁淡竹林的竹林结构进行调查、描述研究是实施淡竹林丰产的基础，对当地淡竹林经营管理具有指导作用，也为保护和发展具有显著历史、文化和资源产业价值的中原竹林提供了更多的理论依据。

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Related research on structure characteristics and stand factors of Phyllostachys glauca

XU Zhen-guo1, GUO Qi-rong2, FENG Yun2, CHEN Hong2, HUANG Da-yong1
(1.Guangxi Research Institute of Forestry Science, Nanning 530002, Guangxi, China;2.International Centre for Bamboo and Rattan, Beijing 100102, China)

Bamboo forests in central plains play an important role in the used bamboo resources of China. The high yield structure ofPhyllostachys glaucafor different types of irrigation bamboo was studied. The investigation results ofP. glaucashow that there were signif i cant differences in stand density, diameter at breast height, under branch height, uniformity and evenness of different types ofP.glauca; whereas, the differences in bamboo wall thickness, plant height and culm weight were not signif i cant; the correlations among diameter at breast height, plant height, under branch height, uniformity, culm weight and total weight were remarkable; The diameter at breast height, plant height, culm weight, uniformity and density accounted for 88.17% of the principal component of bamboo stand structure factors. The excellent standards of stand structure forP. glaucain China central plains area were put forward, they are: stand density 20 000 plants•hm-2, diameter at breast height 5 cm, plant height 10 cm, height under branch 7 cm, culm weight 6 kg and forest form tidiness and uniform.

Phyllostachys glauca; Structure Characteristics；stand factors; stand type; high yield structure

S795

A

1673-923X(2014)02-0072-05

2013-04-26

“十二五”国家科技支撑计划课题（2012BAD23B05）；广西林科院基本业务费专项“广西林科院竹类资源保育研究”（林科201422号）

徐振国，硕士研究生，工程师，主要研究方向：竹子种质资源

郭起荣，教授，博士生导师，主要主要从事森林种质（尤其竹类）、竹林培育与现代经营技术研究；

E-mail：qrguo@icbr.ac.cn

[本文编校：吴 彬]