极端低温条件下皖南地区竹类冻害调查评估

岳晋军，张运山，张 萍，袁金玲，刘 蕾

(1.中国林业科学研究院亚热带林业研究所，浙江 杭州 311400； 2.广德市林业发展中心，安徽 广德 242299；3.广德市五龙山国有林场，安徽 广德 242220； 4.中国林业科学研究院林业研究所，北京 100091)

竹类植物是亚热带、热带地区重要的森林树种，具有极高的生态、经济、社会效益[1]。我国有43属711种之多[2]，依托丰富的竹类资源，竹产业已成为南方地区经济发展、林农脱贫致富的支柱产业[3]。原产在温暖湿润的南亚热带、热带地区的竹种北移之后容易受到冬季低温的影响，尤其是极端低温，一旦发生，许多竹种在不同程度上都受到冻害，成为限制“南竹北移”发展的主要因素[4]。除了一般年份的冻害之外，需重点关注极端气候条件下的生长表现，彭映辉等调查了2008年特大冰雪灾害之后的长沙竹类冻害情况，为竹类抗寒引种提供了参考[5]。2016年1月21-25日中国大部地区遭受超强寒潮天气影响，此次超强寒潮过程48 h降温14 ℃，降温幅度大，最低温度为-13.8 ℃，极端性强，影响范围广，气温下降剧烈，多地最低气温短时间内跌破历史极值，给我国的农林产业带来了严重的负面影响[6]。对研究竹类植物耐寒性来说，是一次难得的机会。

皖南地区是我国竹类植物分布的中心产区和竹产业的重要地区，乡土竹子资源以刚竹属等散生竹和苦竹属等混生竹为主，种类丰富，数量繁多，分布广，面积大，产业发达，文化深厚，素有“无笋不成席，无竹不成园”的传统，具有良好的群众基础和产业潜力。该地区属于亚热带季风气候，四季分明，夏季高温多雨，冬季寒冷干燥，冬季的低温限制了绝大多数丛生竹和一部分优良混生竹的生长发育。本研究选取了我国竹子种类丰富的皖南地区作为研究区域，通过露天栽培鉴定法，对皖南地区的主要竹类进行了抗寒性调查分析，将其抗寒程度分等定级，对将来引种、育种、园林绿化建设、栽培养护管理都具有非常重要的意义和作用，为我国的耐寒竹子品种引种栽培奠定了基础，为我国长三角竹产业发展和北方冬季增彩延绿提供参考。

1 材料与方法

1.1 调查区概况

调查区域位于皖南地区，属北亚热带湿润气候区，四季分明，气候温和，雨量充沛，日照充足，年均气温15.6 ℃，年均积温4 950 ℃，有效积温2 200 ℃，年降水量1 300 mm，年均相对湿度80%，日照时间2 200 h，无霜期229 d左右。土壤主要是由花岗岩、板岩、页岩、第四纪红色黏土等所发育的山地黄红壤为主。该地区拥有雨热同期、地势平缓以及土壤有机质含量高等优良条件，为竹类植物的正常生长发育提供了适宜的环境，形成了丰富的竹类资源。

1.2 研究方法

1.2.1竹子冻害分级标准 按照竹种受冻害程度，可以将冻害程度分为6个等级(见表1)。

表1 竹种冻害程度评定等级

1.2.2竹种冻害等级调查 从2016年3月底开始调查皖南地区栽植的竹种的冻害情况。具体方法如下：拍照记录竹种的名称，林相以及竹叶的受冻害情况，同时从受冻害竹子上采下若干受冻害叶片进行离体拍照。重点对调查区内100多个竹种按种属类型进行调查。按照竹种冻害程度评定表(表1)记录各竹种受冻情况，包括受冻害部位、立竹受冻害程度等。

图1 皖南地区2016年1月份气温走势图Fig.1 Temperature chart for southern Anhui Province in January 2016

根据宣城市气象台资料显示，在2016年1月份出现极低温天气，与出现在1977年1月31日的-13.8 ℃历史上最低气温相接近，属极端恶劣天气。

表3 竹种冻害情况调查表

2 结果与分析

2.1 属间竹种耐寒能力比较

对不同竹种冻害结果表明(表3)，不同属的竹种耐寒能力差异大。其中，倭竹属、刚竹属、苦竹属、唐竹属竹种耐寒能力较高，冻害等级介于1-1.5之间，如花哺鸡竹、乌哺鸡竹、黄槽斑竹以及绿粉竹等竹种的耐寒性较强，受冻程度最轻，表现为叶片不受冻或仅有部分受冻，在皖南地区能够安全越冬并于次年正常生长。酸竹属、少穗竹属、茶秆竹属、箬竹属、方竹属、业平竹属、大节竹属竹种耐寒能力次之，冻害等级介于1.5-2.5之间，茶秆竹、粽粑箬竹、阔叶箬竹等竹种叶片受冻严重，但枝条和竹秆部分基本上受冻，天气回暖时，叶片能很快萌发更新，在皖南地区也能够越冬，生长受到一定的影响。箣竹属耐寒能力最弱，其中孝顺竹、银丝竹、观音竹等竹种叶片几乎全部干枯，小枝基本死亡，竹秆上半部分死亡，冻害等级达到4级，受冻害程度较重；但靠近地面部分尚能存活数节，地下部分尚能保存，次年春夏季可重新萌发新笋。然而，在一般的年份，孝顺竹及其变种变型在皖南地区仅叶片有冻害，冻害等级在1-2之间，对次年的生长影响较小。综上所述，不同属的竹种耐寒能力差异较大，研究不同竹属的耐寒性有助于对竹种环境适应能力的深入了解。

2.2 属内不同竹种之间的耐寒能力差异分析

酸竹属分布于中亚热带或南亚热带地区，移栽到北亚热带的皖南地区以来，该属竹种普遍耐寒，受冻较轻(冻害等级为1)，仅有粉酸竹耐寒能力不强，受冻严重，冻害等级为3。箣竹属是丛生竹，热带竹种，主要分布在南亚热带和热带地区，有少数种如孝顺竹等(冻害等级3-4)也能引种栽培到河南、陕西等温带地区，总体来说耐寒能力较差，作为广泛分布于我国亚热带地区的乡土竹种，孝顺竹比凤尾竹、观音竹、银丝竹耐寒能力高，受冻程度低，凤尾竹、观音竹、银丝竹等竹种受冻严重，地上部分全部死亡。巴山木竹原产大巴山脉以及米仓山至秦岭一带1 000 m以上海拔，属于比较耐寒的竹种，但在本研究中，该竹种并不耐寒(冻害等级为3)，与以往北方引种栽培研究不一致，或与其所处的具体环境条件和生长状态有关。短穗竹原是一个单属种，曾被列入国家植物保护名录，该种在长江以南分布极为广泛，生态适应性好，耐高温、抗盐碱、耐瘠薄，总体抗性极强，基本不受冻，毛环短穗竹的耐寒能力较弱，受冻严重。方竹属原产800～2 200 m的高海拔地区，比较耐寒，喜欢潮湿土壤和湿润空气，对于干冷环境极不适应，月月竹引种到皖南地区之后，生态适应性较好，在极端低温的情况，仅部分受冻，表现良好，但并不代表方竹属其他竹种耐寒能力强，该地区引种的金佛山方竹、合江方竹等竹种均不能安全越冬，主要原因是方竹属不适应该地区的冬季干冷和夏季高温所致。箬竹属耐寒能力也较少，阔叶箬竹和黄条阔叶箬竹相比，黄条阔叶箬竹耐寒能力较差，明显受冻，粽粑箬竹、箬叶竹、胜利箬竹的耐寒能力较髯毛箬竹、阔叶箬竹、矮箬竹、半耳箬竹差，有冻害发生。大节竹属的倭形竹和摆竹耐寒能力高，基本无冻害，大节竹和毛算盘竹有严重冻害发生，大节竹上半部分基本上被冻死，毛算盘竹地上部分基本上被冻死。少穗竹属的少穗竹不耐寒，四季竹和肿节少穗竹比较耐寒，基本不受冻。刚竹属为温带竹种，适应性广，耐寒能力强，在我国除了东北、内蒙古、青海、西藏等地之外，全国各地均有自然分布或成片栽植的竹园，日本、欧美、非洲等地也进行了引种栽培，均能生长良好，作为皖南地区的乡土竹种，冻害情况最轻，尖头青、红哺鸡竹、乌哺鸡竹、红壳雷竹、实肚竹、紫蒲头石竹等几个竹种耐寒能力最强，基本上没有冻害发生。苦竹属主要分布于长江以南，以江浙地区种类最多，本地的苦竹种类耐寒能力强，但皱皮苦竹是个例外，地上部分几乎被完全冻死。茶秆竹属从河南以南，成都平原以东的广大地区均有分布，横跨了温带、亚热带、热带3个气候带，属内的变异较大，多数竹种耐寒能力好，花叶矢竹地上部分75%被冻死掉，托竹基本上没有受冻，耐寒能力最强。倭竹属在云贵川、江浙、两广海南均有分布，植株矮小，耐寒能力强，多数仅有叶片受冻，枝条受冻影响较轻，生长恢复得很快。唐竹属分布较广，以两广地区数量和种类最多，是其现代分布中心，几个种耐寒能力不一，其中引自两广地区的晾衫竹最不耐寒，叶片和枝条均有冻伤，生长恢复很慢，同样引自两广地区的唐竹也有冻害，但较晾衫竹为轻，满山爆竹作为唐竹的变型，耐寒能力优于唐竹，光叶唐竹的耐寒能力也优于唐竹。

3 结论与讨论

研究对经历2016年1月极端低温的皖南地区22属112个竹种生长情况进行调查，研究表明，倭竹属、刚竹属、苦竹属、唐竹属耐寒能力较高，不受冻或轻微受冻，在皖南地区能够正常生长和安全越冬，四个属的竹种宜推荐种植。酸竹属、少穗竹属、茶秆竹属、箬竹属、方竹属、业平竹属、大节竹属等有冻害，天气回暖时叶片能很快萌发更新，在皖南地区也能够越冬，生长略受影响，这几个属的竹种宜根据耐寒能力进行选择，有选择性地种植。箣竹属耐寒能力最弱，叶片、枝条和竹秆冻害严重，严重影响次年正常生长，对于孝顺竹及其变种变型宜谨慎种植，优先考虑背风向阳之地种植。

竹种的抗寒性是竹种固有的遗传特征，这种特性在属与属之间的差异很大，同一属的不同种之间，甚至同一种的不同变种或变型之间也有差异，这就为抗寒性竹种选择提供了丰富的物质基础，研究整个区系的竹种抗寒能力对于竹子种质资源选育十分有必要。为此很多人开展了具体的实践研究，马丽莎[2]根据国内的竹子自然分布，建立了中国竹子各属的耐寒区位区划，为竹子引种栽培区划提供了参考标准。卢义山等[7]对江苏生长发育及抗寒性进行了研究，刘国华等对山东的竹种抗寒性进行了研究[8-10]，曹志华等研究了安徽地区的毛竹耐寒性并选育耐寒的地理种源[11]，胡尚连等研究了四川地区的竹种耐寒性并建立了灰度关联和聚类分析评价方法[12-13]，任引潮等研究了秦岭地区的竹种耐寒性[14]，吴继林等研究了福建闽北地区的竹种耐寒性[15]。

耐寒能力除了与遗传因素密切相关之外，也与环境因素密不可分，同样的低温，骤然降温对植物的伤害大于慢慢降温，长期低温的伤害大于短时间一过性降温，本次寒潮的特点是历史同期最强寒潮，降温速度快，24小时内气温骤然降到历史极值-13.8 ℃，对竹子生长影响非常大，或许造成了一些竹种的不适应，如巴山木竹耐寒耐旱，适应性极好，在北京、山东等地多年抗性都较强[8-9,16]，未曾出现严重冻害，在本次寒潮中冻害严重，可能与其尚处于生长状态，没有经过低温锻炼，骤然降温的不适应有关。

一些外源物质如肥料等也能帮助植物提高耐寒性，研究表明施用磷钾肥对于提高竹林抗寒能力有帮助[17]，钾肥也能提高植物的耐寒性[18]，新型植物激素水杨酸对提高植物的耐寒性也有帮助[19]。这些行之有效的方法用于替代被禁止的熏烟抗寒等传统不环保的生产措施，在实际生产中也取得了不错的效果。

在评价竹种耐寒性时，单次的耐寒性评价结果作为生产上竹子引种栽培的重要参考，尤其是极端低温对竹子生长的影响，同时要综合考虑各种因素，需要开展多年多地多次极端低温的连续观察，才能准确把握竹种的耐寒能力。对于抗寒竹种的推广应用，应该综合耐寒竹种筛选，背风向阳栽植地选择，栽培措施优化等方面，才能取得较好的实际效果。