江西省上阔下竹复合系统类型调查与分析

王海霞 彭九生 曾庆南 程 平

(江西省林业科学院 南昌 330013)

毛竹是江西省重要的经济树种。自20世纪70年代以来，江西全省大力推广毛竹林集约经营，将各种不同的竹木混交林改造为毛竹纯林，在产生巨大经济效益的同时，也导致毛竹失去物种竞争，生物多样性相对贫乏，土壤肥力下降，以至于新的病虫害或以往不足为患的病虫害大面积爆发，影响阻断生产的状况不断涌现，如近年在井冈山地区流行的毛竹菱斑病[1]；至90年代，全省毛竹林虽然面积逐年扩大，但竹林质量与产量严重下降，全省80%以上毛竹林呈低产状态[2]。为此，竹木混交林开始被人们日益关注，近自然经营、山顶戴帽等各种竹阔混交的生态经营方式相继出现。

本文基于江西省毛竹林的经营现状，对江西现存竹阔混交林分进行调查，以山顶阔叶林与山体中下部毛竹纯林所构成的复合系统(简称“上阔下竹”)为研究对象，对其进行类型划分，分析不同类型上阔下竹群落及其林分结构，探讨不同系统类型上位阔叶林对下位毛竹林的影响，为提高毛竹林经济效益、缓解经营过程中产生的生态负面效应、促进毛竹林可持续经营提供理论依据与技术支撑。

1 研究区域概况

江西地处中亚热带，是竹类植物分布中心之一。毛竹林广布全省，垂直分布于海拔1 300 m以下，主要为用材林，多为纯林，部分为混交林，立竹度平均1 770株/hm2，平均胸径9 cm。调查的山体位于北纬24°45′—28°51′、东经113°51′—116°13′的广大区域内，基本能反映江西省毛竹林的整体情况。

2 研究方法

2.1 调查样地设置

在江西省奉新县、遂川县、分宜县、上犹县4个县，根据每个地方竹林的分布情况，在不同的海拔、坡向、坡位等选取3座山顶存在不同坡长比例阔叶林的竹阔混交林样山进行调查，并选一座毛竹纯林样山作对照。对所设置的样地进行实地勘踏调查，在各类型山体坡面自上而下将竹阔混交林的山体自纯毛竹处划分为上、下2个部分，即上位阔叶林和下位毛竹林，下位毛竹林按同一海拔高度3等分各坡面(上、中、下坡)，在上位阔叶林和下位毛竹林各坡面的中心各设1个半径为3.26 m的样圆，水平方向设3个重复，共16个样地，乔、灌、藤、草同步调查。记录林分起源、种类、株数、高度、胸径、海拔、坡度及土壤类型等因子。

2.2 毛竹林生长状况调查

样地数量及设置方法参照上位阔叶林系统，设置样地后，对样地内毛竹进行每竹检尺，记录胸径、高度、年龄等。

3 结果与分析

3.1 群落物种组成

16个样地资料统计显示，在上阔下竹复合系统阔叶林中共有维管束植物31科58属82种(含种下等级，下同)，其中种子植物27科52属75种，蕨类植物4科6属7种。以樟科(Lauraceae)最多，6属11种；其次为山茶科(Theaceae)，6属8种；其他依次为茜草科(Rubiaceae)5属6种、壳斗科(Fagaceae)4属7种、杜鹃花科(Ericaceae)2属3种、蔷薇科(Rosaceae)2属3种、鳞毛蕨科(Dryopteridaceae)3属3种等。属内种数最多的是润楠属(Machilus)5种，其次为锥属(Castanopsis)、青冈属(Cyclobalanopsis)、杜鹃属(Rhododendron)、崖豆藤属(Millettia)和紫金牛属(Ardisia)，均为3种。科内含有3种物种以上的有10科，占总科数的32.3%，科内仅含1种的有12科，占总科数的38.7%，而属内仅有1种的则多达38属，占总属数的46.3%。

可见，在上阔下竹复合生态系统中上位阔叶林的植物群落十分丰富，科、属相当分散，植物区系成分反映热带性分布属种和温带性分布属种均占有相当比重，表现出明显的过渡性和亚热带特征。阔叶林群落垂直结构分明，可以分为乔木层、灌木层和草本层3个层次

3.2 上阔下竹林分类型划分

类型划分的依据是自然条件和毛竹林生产力。其中，自然条件包括土壤因子、林分因子、地形因子等，主要考虑的因子有：阔叶林坡长所占山体坡长的比例、立竹度、海拔、坡度、坡向、土层厚度、腐殖质厚度和石砾含量。采用聚类分析，将江西省的毛竹林分类型划分成5类：一类为毛竹纯林，即山顶无阔叶林；其他为上阔下竹复合经营系统，此类又可分为4类(图1)，分别为Ⅰ类(高阔中海拔陡坡多石型，聚类号1)、Ⅱ类(中阔低海拔缓坡中石型，聚类号3、5、6、7、9、10)、Ⅲ类(低阔低海拔缓坡少石型，聚类号4、8、12)、Ⅳ类(低阔中海拔斜坡中石型，聚类号2、11)。

图1 上阔下竹复合经营系统类型聚类分析

3.3 不同类型上阔下竹系统竹林结构分析

为消除因区域不同造成的系统误差，采用每个区域内上阔下竹复合经营系统与上位无阔叶林系统中结构因子的差值进行分析。

3.3.1 立竹平均胸径

上位阔叶林对下位毛竹林立竹平均胸径有一定的影响。整体表现为，距阔叶林越近(竹林上坡)，胸径受影响越大，胸径较之对照林分有增长的趋势，距阔叶林越远(竹林下坡)，胸径受影响越小。

图2显示，不同系统类型对毛竹林立竹胸径有一定的影响。类型II整体有减小的趋势，且离阔叶林越远，减小越显著；而I、Ⅲ、Ⅳ类型的毛竹林，上坡位立竹胸径明显增大，其中类型I增加幅度最大，阔叶林比例也很高。竹林上坡，也就是接近阔叶林的竹林平均胸径整体上都有提高，特别是类型I提高的幅度比较大。但是，随着与阔叶林的距离越来越远，其胸径增加的效果越来越小，甚至到了竹林下坡，上阔下竹系统中的立竹胸径则小于毛竹纯林。对立竹平均胸径增量效果由大到小的林分类型依次为：Ⅰ>Ⅳ>Ⅲ>Ⅱ。

图2 不同系统类型对毛竹林胸径增量的影响

3.3.2 平均立竹度

上位阔叶林对毛竹林分立竹度均有较大程度的提高，全省仅出现3块样山的部分坡位有降低，以竹林中坡立竹度的增加最为明显。图3显示，4种系统类型均增加了竹林的立竹度，增加幅度以类型Ⅱ最大，类型Ⅲ较小。整体上，以竹林中坡的立竹度增加幅度较大，其次为上坡，最小为下坡。其中，尤以II类系统中坡增加最多。整体上，对立竹度增量效果由大到小的林分类型依次为：Ⅱ>Ⅳ>Ⅰ>Ⅲ。

图3 不同系统类型对毛竹立竹度的影响

3.3.3 立竹平均高度

从图4和图5可以明显看出，仅系统Ⅲ的上、中坡位立竹株高、枝下高有所增加，其他系统均大幅度降低，尤其以类型I降低最多；同时，靠近阔叶林分的竹林，其株高降低的幅度较低，越远离阔叶林降低幅度越大。整体上，对立竹枝下高增量效果由大到小的林分类型依次为：Ⅳ>Ⅱ>Ⅲ>Ⅰ；对立竹株高增量效果由大到小的林分类型依次为：Ⅱ>Ⅳ>Ⅲ>Ⅰ。

图4 不同系统类型对毛竹枝下高的影响

图5 不同系统类型对毛竹株高的影响

3.3.4 竹林生物量

为简化分析，选用林分立竹体积代替生物量进行分析。由于本项目选用的是各符合类型竹林与毛竹纯林相应指标之间的差值，为此，略去各林分之间的差异，默认立竹平均壁厚1.5 cm，对立竹体积进行计算。图6显示，所有的系统类型，中坡都有较大幅度的增加，其中以类型Ⅱ最多。上坡除类型Ⅲ外均有所提高，提高的幅度Ⅰ、Ⅱ微弱于中坡，Ⅲ高于中坡，与Ⅱ的中坡相仿；而下坡类型Ⅱ、Ⅳ有较小幅度的增加，Ⅳ稍高；Ⅰ、Ⅲ有所减少，Ⅲ减小较多。这与林分立竹度和立竹株高呈现出一致性。整体上，对立竹体积增量提高由大到小的林分类型依次为：Ⅳ>Ⅱ>Ⅰ>Ⅲ。

图6 不同系统类型对毛竹立竹体积增量的影响

4 结论与讨论

通常混交林是指混交树种以离散个体的方式混交，本文的上阔下竹复合经营模式是指山体上部为阔叶林即上位阔叶林、山体中下部为毛竹林即下位毛竹林，属斑块混交的一种[3]。研究表明，毛竹与乡土树种适当混交或与草本植物、根瘤植物混交经营可以改善毛竹林水分亏缺的问题[4]。

1)在上阔下竹复合系统中，阔叶林树种多样，层次分明，生物多样性丰富，有利于提高林分的生态安全。

2)江西上阔下竹系统可分为4种类型，其中以类型Ⅱ(中阔低海拔缓坡中石型)生物多样性最为丰富、竹林生物量也最高。

3)上位阔叶林不但可以避免毛竹纯林中镶嵌阔叶树给经营带来的不便，而且还可以为下位毛竹纯林提供水分和养分，提高毛竹林的经营效益。因此上位阔叶林不但可以节约用水也可以减少施肥量而起到直接减排的作用。

4)上位阔叶林能将养分和水分有效地保持住，并源源不断的供应给阔叶林附近的毛竹，因此在复合系统中竹林上坡的立竹胸径明显增加，而竹林下坡立竹胸径则有所减小。

5)上位阔叶林对于下位的竹林高度的增加作用不大，无论是枝下高还是株高。

6)上位阔叶林对毛竹林整体生物量有所提高，另外虽然立竹胸径、株高都是靠近阔叶林分的增加幅度较大，但在林分生物量上，却是中坡的增加幅度较大，其次为上坡，最少的为下坡。

7)类型I仅表现出对提高立竹胸径有一定的优势，而对竹林其他指标增加效果较小，且该类型分布较少。

8)整体上，类型Ⅱ、Ⅳ对提高林分立竹度、平均高、枝下高及生物量明显优于类型Ⅰ、Ⅲ。