顧志康，宋緒忠，孟 暉，張 駿，江 波，朱 煒，吳建明，朱志建

（1. 浙江省湖州市林業(yè)科學(xué)研究所，浙江 湖州 313000；2. 浙江省林業(yè)科學(xué)研究院，浙江 杭州 310023；3. 湖州太湖旅游度假區(qū)仁皇山街道農(nóng)業(yè)綜合服務(wù)中心，浙江 湖州 313000）

生態(tài)系統(tǒng)健康是研究生態(tài)系統(tǒng)管理的預(yù)防性、診斷性和預(yù)兆性的特征，以及生態(tài)系統(tǒng)健康與人類健康之間關(guān)系的一門綜合的科學(xué)。生態(tài)系統(tǒng)的活力、組織結(jié)構(gòu)和恢復(fù)力是生態(tài)系統(tǒng)健康概念的核心內(nèi)容。

湖州市竹產(chǎn)業(yè)的發(fā)展水平居全國(guó)領(lǐng)先。在竹林經(jīng)營(yíng)中，為了在短期內(nèi)獲得較高的產(chǎn)量而采用一些較為獨(dú)特的經(jīng)營(yíng)方式和人工集約經(jīng)營(yíng)措施技術(shù)，如把大面積竹木混交林改為純竹林、清除林下植被、施行墾復(fù)和較多地使用肥料（畜肥、化肥等）。雖然這些措施能在短期內(nèi)提高竹林經(jīng)濟(jì)產(chǎn)量，但也使竹林的自然生態(tài)系統(tǒng)受到頻繁、強(qiáng)度的人為干擾，對(duì)竹林生態(tài)系統(tǒng)產(chǎn)生不利的影響。如集約經(jīng)營(yíng)的毛竹筍用林，其土壤容重比毛竹材用林高26.1%，土壤總孔隙度比材用林低18.9%，且土壤中有機(jī)質(zhì)和全氮分別為材用林的32.0%和70.0%，土壤的理化性質(zhì)下降，造成持續(xù)豐產(chǎn)能力下降，強(qiáng)度墾復(fù)、施肥經(jīng)營(yíng)還將造成生物多樣性降低、土壤侵蝕加劇、肥力下降甚至土壤微生物的種群組成發(fā)生變化、竹林病蟲害加劇等現(xiàn)象，管理不合理造成的竹林生態(tài)系統(tǒng)健康水平的降低對(duì)生態(tài)安全造成威脅。本研究結(jié)合湖州市竹林管理特點(diǎn)，從維護(hù)竹林可持續(xù)經(jīng)營(yíng)與區(qū)域生態(tài)安全的角度出發(fā)，分析評(píng)價(jià)了人工經(jīng)營(yíng)措施對(duì)竹林生態(tài)系統(tǒng)健康的影響，以期尋求合理的營(yíng)林技術(shù)措施，對(duì)促進(jìn)竹林的生態(tài)系統(tǒng)健康管理具有重要的實(shí)踐指導(dǎo)的意義。

1 試驗(yàn)地概況

湖州地處浙江省北部，東鄰上海，南接杭州，西依天目山與安徽相鄰，北瀕太湖，與無(wú)錫、蘇州隔湖相望，是環(huán)太湖地區(qū)唯一因湖而得名的地市。全市總面積5 818 km2。屬亞熱帶濕潤(rùn)季風(fēng)氣候，四季分明，光照充足，降水充沛。年平均氣溫12.2 ~ 16.1℃；年平均降水量1 300 mm；無(wú)霜期224 ~ 240 d。湖州地勢(shì)大致由西南向東北傾斜，西部多山，最高峰龍王山海拔1 587 m。東部為平原水網(wǎng)區(qū)，平均海拔3 m左右。地形特征較為明顯，山地、丘陵占49.3%，平原占41.5%，水面占9.2%，概稱“五山一水四分田”。境內(nèi)源自天目山南、北麓的兩大水系東、西苕溪在湖州城區(qū)匯合后注入太湖。湖州是浙江省竹子核心分布區(qū)之一，全市現(xiàn)有竹林面積 13.01萬(wàn)hm2，其中毛竹林面積10.02萬(wàn)hm2，毛竹林中有筍竹林1.25萬(wàn)hm2。

本研究在湖州市主要生產(chǎn)區(qū)，區(qū)分竹林立地的坡度、人工經(jīng)營(yíng)強(qiáng)度，選取典型樣地開展調(diào)查。其中竹林生產(chǎn)力在全市調(diào)查80個(gè)典型樣地，群落特征及土壤抗侵蝕樣地在吳興區(qū)埭溪鎮(zhèn)竹林培育區(qū)進(jìn)行（表1）。

表1 土壤抗侵蝕樣地Table 1 Sample plots for effect of different management intensity on soil erosion in bamboo stands

2 研究?jī)?nèi)容和研究方法

2.1 竹林生態(tài)系統(tǒng)健康評(píng)價(jià)體系的構(gòu)建

根據(jù)生態(tài)系統(tǒng)健康的概念性框架，結(jié)合湖州市竹林經(jīng)營(yíng)的特點(diǎn)和主要存在的問題，構(gòu)建了以活力、組織水平和彈性（恢復(fù)力）為主要指標(biāo)的評(píng)價(jià)體系（表2）。

表2 竹林生態(tài)系統(tǒng)健康評(píng)價(jià)指標(biāo)體系Table 2 Evaluation indicator on ecosystem health of bamboo stands

2.2 調(diào)查內(nèi)容

于2010年3-4月，對(duì)典型竹林開展竹林生產(chǎn)力、群落結(jié)構(gòu)、自然度、穩(wěn)定性、生物多樣性調(diào)查，并在調(diào)查基礎(chǔ)上進(jìn)行生物量、生物多樣性的測(cè)算分析。同時(shí)，對(duì)采集的土壤樣品的水穩(wěn)性指標(biāo)進(jìn)行測(cè)定。

2.3 數(shù)據(jù)分析

對(duì)監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)進(jìn)行整理分析，研究湖州市主要竹林的健康特點(diǎn)以及人工措施對(duì)竹林健康的影響規(guī)律。

3 結(jié)果與分析

3.1 不同管理?xiàng)l件下竹林的健康狀況

分析結(jié)果（表 3）表明，不同竹林的健康狀況差別較大，其中主要的差別不是活力因子，而是群落結(jié)構(gòu)和對(duì)外界干擾的抵抗力和自我恢復(fù)能力。大體規(guī)律是，隨著坡度的增加，健康狀況整體下降，隨著竹林不科學(xué)的經(jīng)營(yíng)人為干擾的增加，竹林的結(jié)構(gòu)變得簡(jiǎn)單，抵抗外界干擾的能力降低。

表3 竹林的健康狀況Table 3 Health of bamboo stands with different management intensity

3.2 健康類型劃分

依據(jù)3類竹林健康指標(biāo)，單獨(dú)對(duì)毛竹的管理與健康狀況進(jìn)行了系統(tǒng)的聚類分析，同時(shí)對(duì)吳興區(qū)重點(diǎn)調(diào)研的竹林樣地進(jìn)行了聚類分析（圖1、圖2）?？蓪⒚窳稚鷳B(tài)系統(tǒng)健康狀況劃分為3個(gè)類型（表4），類型1為健康類型包括樣地1，4，2，7；類型2為健康狀況一般的類型包括樣地3，6，5，一般是坡度較大，人為干擾較強(qiáng)；類型3為健康狀況較差的類型包括樣地8，9，共同特點(diǎn)是坡度大，人為干擾較多。筍用林的健康狀況一般處于中等水平。

圖1 毛竹林生態(tài)系統(tǒng)健康狀況Figure 1 Ecosystem health of Phyllostachys heterocycla cv. pubescens stands

圖2 竹林生態(tài)系統(tǒng)健康（含毛竹和早園竹） Figure 2 Ecosystem health of bamboo stands

表4 毛竹林生態(tài)系統(tǒng)健康類型Table 4 Ecosystem health type of Phyllostachys heterocycla cv. pubescens stands

3.3 立地條件與人工撫育措施對(duì)竹林生態(tài)系統(tǒng)健康的影響

采用數(shù)量化研究方法分別對(duì)管理強(qiáng)度和坡度賦值，依據(jù)坡度增加趨勢(shì) < 20°為1，20 ~ 30°為2，> 30°為3；管理一般墾撫為1，中度墾撫為2，強(qiáng)度墾撫為3，以健康指數(shù)為因變量，采用二次多項(xiàng)式逐步回歸法，建立如下人工墾撫—竹林生態(tài)健康關(guān)系模型，很好地將人工撫育、立地條件建立起了聯(lián)系。

相關(guān)系數(shù)R= 0.957 61。

式中，X1為坡度指數(shù)，取值范圍[1, 3]；X2為墾撫強(qiáng)度指數(shù)，取值范圍[1, 3]。

進(jìn)一步的通徑分析（表 5）顯示，人工墾復(fù)與立地坡度對(duì)森林健康有負(fù)影響，即簡(jiǎn)單地加大人工墾復(fù)強(qiáng)度或者將竹子引種到陡坡培育會(huì)降低竹林的健康水平。該模型相對(duì)保守，仍有一定的剩余通徑，表明竹林生態(tài)系統(tǒng)的健康還受到其他相對(duì)次要因子的影響。

表5 回歸方程的通徑分析Table 5 Path analysis on regression equation

3.4 基于竹林生態(tài)系統(tǒng)健康的竹林培育

由模型1可知，設(shè)定湖州市全市竹林生態(tài)系統(tǒng)預(yù)期的健康水平和客觀評(píng)價(jià)現(xiàn)有的經(jīng)營(yíng)水平，可以對(duì)湖州市現(xiàn)有竹林的健康狀況進(jìn)行評(píng)價(jià)，為適度發(fā)展、持續(xù)發(fā)展提供支撐。

以面積比例為權(quán)重，湖州市毛竹林的管理水平指數(shù)為1.557 175。要實(shí)現(xiàn)湖州市毛竹林健康管理（平均健康指數(shù)不小于0.681 75），竹林建設(shè)的坡度指數(shù)應(yīng)不大于1.483 137，對(duì)應(yīng)的坡度為27.415 69°，也就是說(shuō)，保障湖州市竹林生態(tài)系統(tǒng)健康角度考慮，發(fā)展竹林的立地坡度不適宜高于27.4°。

4 討論

（1）采用數(shù)量化研究方法建立數(shù)學(xué)模型，對(duì)湖州市竹林健康管理進(jìn)行了研究，認(rèn)為要實(shí)現(xiàn)竹林生態(tài)系統(tǒng)健康管理造林立地的坡度不宜高于27.4°。

（2）針對(duì)人工經(jīng)營(yíng)措施對(duì)竹林影響問題，以往研究多集中在規(guī)律性單方面或針對(duì)少數(shù)幾個(gè)問題研究，如群落結(jié)構(gòu)改變對(duì)毛竹林持續(xù)立地生產(chǎn)力的影響，毛竹純林和混交林的土壤肥力和微生物性狀的差異，墾復(fù)和施肥措施對(duì)林地水土流失和養(yǎng)分輸出的影響，墾復(fù)、施肥、劈山、全竹采伐等技術(shù)措施對(duì)林分生產(chǎn)力和土壤理化性質(zhì)的影響，施用除草劑和不同的經(jīng)營(yíng)強(qiáng)度的作業(yè)措施對(duì)土壤微生物和酶系的影響，不同群落類型和結(jié)構(gòu)林分以及不同人工經(jīng)營(yíng)措施干擾下竹林林下植被的發(fā)育和功能及其對(duì)土壤肥力的影響等方面，對(duì)人工經(jīng)營(yíng)干擾對(duì)毛竹林持續(xù)立地生產(chǎn)力的影響問題進(jìn)行了研究，而針對(duì)竹林生態(tài)安全和健康發(fā)展的竹林健康管理鮮有報(bào)道。本文采用層次分析法和生態(tài)系統(tǒng)健康管理的方法，對(duì)人工措施對(duì)竹林生態(tài)系統(tǒng)健康管理問題進(jìn)行了探討，構(gòu)建了評(píng)價(jià)體系，形成了數(shù)學(xué)模型，并結(jié)合湖州市特點(diǎn)進(jìn)行了嘗試性的應(yīng)用實(shí)踐，對(duì)于可為湖州市竹林管理提供有益的指導(dǎo)。

（3）竹林生態(tài)系統(tǒng)的健康管理受到自然因素和人為因素兩方面的共同影響。至今，人們?nèi)院茈y控制自然因素的影響。研究揭示出人工墾復(fù)等人為干預(yù)和坡度等立地特征對(duì)于實(shí)現(xiàn)竹林生態(tài)系統(tǒng)健康管理非常重要。鑒于此，竹林經(jīng)營(yíng)一方面可以通過(guò)選擇合適立地進(jìn)行竹林經(jīng)營(yíng)，另一方面適度和因地制宜的人為活動(dòng)，諸如對(duì)竹筍、竹材的采伐收獲、林地墾復(fù)和施肥等，可以促進(jìn)對(duì)竹林生態(tài)系統(tǒng)健康管理，實(shí)現(xiàn)規(guī)避產(chǎn)業(yè)發(fā)展風(fēng)險(xiǎn)、降低生態(tài)安全隱患、促進(jìn)生態(tài)、經(jīng)濟(jì)、社會(huì)效益協(xié)調(diào)進(jìn)步。

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