湿地松年产脂量与气候因子的相关性研究※

●冯 玥 胡如芳 杨 亮

（吉安市林业科学研究所 江西 吉安 343010）

松脂是一种重要的非木材次生林产品，其主要组分为松节油与松香，是医药、化妆品、食品、化工等领域的重要工业原料[1]。我国是世界最大的松脂生产及出口国，湿地松作为我国主要产脂树种之一，于20世纪40年代末自其原产地美国东南部传入中国，70年代末开始在中国南方大规模种植，20世纪90年代，中国每年对外出口松脂量达20多万吨，约占全球松脂交易量的50%[2]。松脂的分泌过程是树体应对林木病虫害的防御响应机制，并可由生物胁迫、化学制剂及机械损伤等外部刺激引发[3]。相关研究表明，环境气候因子是松脂产量的潜在决定因素，气候条件变化通常可以通过两种主要方式对湿地松松脂产量造成影响[4-5]，包括温度对树脂流动性的直接影响；以及气温、光照和水分胁迫等气候因子对树木的解剖结构、松脂的生物合成及分泌相关生理过程的间接性影响。因此，明确气候因子与湿地松松脂年产量的相关性，建立松脂产量与气候因子的响应模型，可有效提高采脂工作计划安排的科学化与高效化，为湿地松人工林经营管理水平的提高起到重要参考及指导作用，最终实现松脂生产经济效益的提升[6]。

本试验对江西省吉安地区湿地松产脂情况与主要气象因子变化开展了相关性研究与分析，对平均温度、日照、生长季降水量、相对湿度、积温多个气象因子与松脂年产量的响应关系进行探索，以期为本地松脂生产作业提供科学依据，并为年度松脂产量估测与湿地松人工林产脂能效评估提供参考。

1 材料与方法

1.1 试验地概况

试验地位于江西省吉安地区泰和县境内西部禾市林场与东北部百记林场，属中亚热带季风湿润气候，雨量充沛，光照充足，气候温和，水热光能资源丰富。当地年均气温18～18.4℃，最冷月均温度8℃，最热月均34.8℃，极端最低温-5℃，极端最高温40℃，年降雨量1457 mm，降雨量多集中在第二季度，占全年降雨量的47%[7]。

1.2 松脂产量测定

在试验区内采选出脂情况良好、林分健康、交通便宜、具有代表性的湿地松采脂人工林地8块作为试验样地，于2019～2021年连续三年开展松脂全面采收作业。割脂方法采用常规下降式单刀采脂法，起割面距地面1.3 m，割面负荷率约30%[8-9]。每年3月末开始采割，10月末收脂并分别统计各样地内松脂年度总产量与平均单株松脂年产量。

1.3 气象指标的获取

气象资料来源于吉安市生态气象重点实验室。相关研究成果表明，与湿地松生理学及形态学特征变化关联较为显著的气候指标包括平均温度 （℃）、日照时数（h），年降水量（mm），相对湿度（%）[10]，故选择以上气象因子开展与湿地松年产脂量的相关性研究。上述因子均为当年采脂期内（3～10月）的气象数据。

1.4 数据处理及分析

采用Excel 2007对试验结果进行整理，采用SPSS 22.0对试验数据进行分析。

2 结果与分析

2.1 各样地产脂情况各样地

2019～2021年度产脂情况，见表1。

表1 2019～2021年度各样地产脂情况

由表1可知，百记林场2019年平均单株年产脂量最低，但2021年平均单株年产脂量最高。试验所选两试验区域在2021年均表现出三个年度最高年产脂量。

2.2 试验区气象条件

2019～2021年试验区具体气象数据，见表2。

表2 2019～2021年试验区气候条件情况

由表2可知，试验期内，2021年3~10月平均温度最高，2019年3~10月日照时间最长，2020年月平均温度与日照时间均为最低。2020年度3~10月降水量最大，2021年度降水量最低。2019和2020年3~10月相对湿度基本相似，2021年平均相对湿度略高。

2.3 年平均气温对湿地松产脂量的影响

各气象因子与产脂量的相关性分析，见表3。

表3 各气象因子与产脂量的相关性分析

由表3可知，分属不同区域内的湿地松样地单株平均年产脂量均随产脂期内平均温度的升高而提升，其中泰和东北部地区湿地松单株平均年产脂量与平均温度呈显著正相关，但处于泰和西南部区域的湿地松样地内，单株年产脂量相较于东北部区域与当年采脂期内平均温度的相关性稍弱。

2.4 日照强度对湿地松产脂量的影响

泰和西南部样地内湿地松单株年平均产脂量与采脂期日照强度具有微弱负相关，东北部样地湿地松单株年平均产脂量与采脂期内日照强度则呈现微弱正相关（表3）。日照在光合作用、物候变化及其与气温变化的相关性等多个方面对植物生理状况存在复杂影响，并较易受到坡位、坡向、林地郁闭度等其它环境因子的干扰，故其与湿地松产脂量间未呈现明显的直接相关性作用[11]。

2.5 降水量对湿地松产脂量的影响

由表3可知，泰和西南部与东北部区域的样地内湿地松年平均产脂与采脂期内降水量均呈现一定负相关性。降水与高温对湿地松产脂量的正向促进作用存在一定拮抗关系[12]，但相较于采脂期内平均气温对湿地松产脂量的影响，降水量的影响效果其显著性相对较低[13]。

2.6 相对湿度对湿地松产脂量的影响

两块试验区内样地的湿地松单株年平均产脂量均随采脂期内湿度的增加有不同比例提升（表1、表2），其中泰和西南部地区样地内湿地松单株年平均产脂量与相对湿度存在显著正相关（表3），但泰和东北部地区样地内湿地松产脂量与相对湿度的正相关未达显著水平。

3 讨论与结论

松脂的产生过程作为松树复杂生物防御机制的重要组成部分，会受到其生理内环境与外部环境的共同影响。本次试验通过对不同年度湿地松单株平均年产脂量的观测，与对湿地松单株年平均松脂产量与外部气候因子相关性的探索，认为湿地松的树脂生产能力会受到采脂期内平均温度、日照、降水量及相对湿度等气候因子的影响，其中温度与相对湿度对湿地松产脂能力的影响较为直接，并在对湿地松产脂量的正向促进作用上存在一致性。但从采脂期内累积降水量对湿地松产脂量的负相关性发现，降水对湿地松产脂能力的影响机制相对复杂。相关研究表明，干旱与极端温度会在一定范围内促进松树的树脂道形成从而提高松脂产量，但因夏季干旱对松树木质部形成的抑制作用，适度降水又可促进植物生理代谢，提高松树生长速率与次生代谢产物的形成[14-15]。虽然现有研究中降水对湿地松产脂的影响多呈现负相关性，但具体影响机制与程度尚需进一步探索。

本试验在对泰和县不同区域样地内的湿地松样本观测时发现，即使在气候因子基本一致的地区范围内，湿地松产脂量与气候因子的相关性仍会随地区内小地理环境的差异而产生变化。气候因子与立地条件始终存在深入的交互影响[12]，将更多的环境和气候因子纳入考察范围，精确划定样地布设区域，针对本地环境因素系统性探索其与湿地松松脂产量的相关性，将进一步为湿地松采脂行业提供实用性参考，亦将对资源利用与经济效益评估起到重要促进作用。