尹準生，鄭云峰，康 樂

（國家林業(yè)和草原局華東調(diào)查規(guī)劃設計院，浙江 杭州310019）

竹子作為可再生林業(yè)資源之一經(jīng)濟效益、生態(tài)效益和社會效益顯著，開發(fā)潛力較大。埃塞俄比亞共有竹林面積147.45萬hm2，是非洲竹林資源最為豐富的國家，竹林面積約占非洲竹林總面積的40%［1］。低地竹（Oxytenanthera abyssinica）是埃塞俄比亞最為主要的竹種，其竹林面積占全國竹林總面積的80%以上［2］。低地竹（又叫銳藥竹）為禾本科竹亞科滇竹屬植物，是典型的短粗型叢生竹，叢內(nèi)立竹較密集，稈木質(zhì)、直立，壁厚或?qū)嵭?，基部竹徑一般?～10 cm，高達3～10 m，種子發(fā)芽力僅1 a，開花周期約30 a［3－4］。滇竹屬已知有25種以上，分布于非洲和亞洲熱帶；中國已知有2種，均見于云南西雙版納，長期處于自然狀態(tài)、粗放經(jīng)營。埃塞俄比亞境內(nèi)的低地竹資源主要分布于本尚古勒－古馬茲州、奧羅莫州和阿姆哈拉州西部等地區(qū)，依托其資源優(yōu)勢開展相關研究，以期指導該屬竹類經(jīng)營管理。生物量分配格局很大程度上決定了竹材利用方式和加工途徑［5］，為了更好地發(fā)揮低地竹等資源優(yōu)勢，促進叢生竹類開發(fā)利用，研究通過對低地竹生物量數(shù)據(jù)的綜合分析，探索低地竹的生物量分配格局，為竹材創(chuàng)新利用提供理論依據(jù)和數(shù)據(jù)支撐，對于實現(xiàn)工業(yè)化和綠色可持續(xù)發(fā)展具有重大意義。

1 材料和方法

1.1 研究區(qū)概況

研究區(qū)地處本尚古勒－古馬茲州（Benishangul-Gumuz）的Assosa、Kamashi、MaoKomo 3個區(qū)，位于埃塞俄比亞西北部，地理坐標為34°7’48”～37°2’2”E，8°47’10”～11°56’6”N，平均海拔580～2 731 m，土地總面積243.96萬hm2。屬于熱帶草原氣候，全年高溫，干濕季分明。年平均降雨量為800～2 000 mm，年平均氣溫為20～40℃。調(diào)查區(qū)位置圖見圖1。

圖1 調(diào)查區(qū)位置圖Fig.1 Location of survey area

1.2 樣地設置及目標竹選擇

2017年上半年，在研究區(qū)內(nèi)采用典型抽樣方法選擇低地竹林，設置樣地大小為20 m×40 m（0.08 hm2）。在樣地內(nèi)選擇稈梢完整、節(jié)間無畸形短縮、1－3年生的立竹作為試驗材料。從竹株基部伐倒，每稈檢尺，分別測量并記錄竹齡、胸徑、稈高。竹葉自葉柄處摘下后稱葉片鮮重，削去枝條，截去稈徑小于1 cm的尾梢，將竹稈、竹枝、竹葉分離并分別稱量質(zhì)量。竹稈分為5等分，從基部到梢依次為1－5段，烘干分段稱重，并稱量每株的枝梢葉重。

1.3 數(shù)據(jù)處理與分析

統(tǒng)計試驗數(shù)據(jù)采用Excel 2013，應用SPSS軟件進行回歸分析擬合生物量相關方程，用Origin 2018進行圖表繪制。

2 結(jié)果分析

2.1 低地竹的生物量

低地竹的生物量是竹林產(chǎn)量的重要指標，而低地竹稈是主要用材部分。因此測定竹稈生產(chǎn)量，探究低地竹生物量在各器官的分配情況，有利于評價竹林生產(chǎn)量、稈材利用情況和稈材經(jīng)濟價值。根據(jù)統(tǒng)計低地竹各器官生物量大小為稈＞枝＞葉。其中，竹稈作為主要用材部分占比最高，稈重在1.6～15.6 kg之間，平均稈重為6.28 kg；枝和葉的平均生物量分別為0.76 kg、0.29 kg，占比為10.35%、4.03%。

2.2 低地竹生物量與胸徑、稈高的相關性

低地竹的胸徑范圍在2～5.7 cm之間，平均胸徑為3.6 cm，稈高4.5～12.6 m，平均稈高8.1 m。通過Pearson相關性分析可以發(fā)現(xiàn)，低地竹的胸徑、稈高與稈重存在極顯著的相關性，低地竹稈重與胸徑的person相關系數(shù)為0.907（P＜0.001），與稈高的相關系數(shù)為0.868（P＜0.001），胸徑與稈高的相關系數(shù)為0.794（P＜0.001）。說明低地竹的稈重受到胸徑和稈高影響，其中胸徑對稈重的影響更大。

在生產(chǎn)中利用單因素估算竹稈重量時，胸徑估算的準確度高于使用稈高估算。生物量模型概括起來有3種基本類型：線性模型、非線性模型、多項式模型，線性模型和非線性模型根據(jù)自變量的多少，又可分為一元或多元模型，非線性模型的應用最為廣泛。進一步根據(jù)低地竹稈干重與胸徑的散點圖進行3種基本類型模型擬合。本次試驗選擇線性、二次、三次、對數(shù)、指數(shù)、邏輯斯蒂和冪7種函數(shù)模型進行函數(shù)擬合，通過擬合發(fā)現(xiàn)所有曲線函數(shù)均達到極顯著水平（P＜0.001）（表1）。根據(jù)擬合優(yōu)度，低地竹干重與胸徑的最佳擬合函數(shù)為三次函數(shù)（R2＝0.864），擬合方程為y＝－0.173D3＋2.33D2－6.09D＋5.63（圖1，A）。進一步研究低地竹生物量與稈高的關系。通過曲線擬合，發(fā)現(xiàn)所有曲線函數(shù)均達到極顯著水平（P＜0.001）（表1），稈重和稈高最優(yōu)擬合曲線為三次函數(shù)（R2＝0.787），擬合方程為y＝10.14－3.89H＋0.55H2－0.02H3（圖1，B）。

表1 稈重與稈高、胸徑的擬合函數(shù)擬合度檢驗結(jié)果Tab.1 Fitting function test results of culm weight，culm height and DBH

由于出筍空間和時間差異，竹林內(nèi)的竹筍獲得的光照、水分及養(yǎng)分亦不相同，對竹筍生長產(chǎn)生一定的影響，因此胸徑相同的立竹稈高不盡相同，其單株稈鮮重亦有差異，如本次測到胸徑相似的低地竹，其稈高相差較多。因此在測產(chǎn)時，有條件的就使用胸徑、稈高雙因素。曲線回歸分析表明，發(fā)現(xiàn)所有曲線函數(shù)均達到極顯著水平（P＜0.001）（表1），胸徑、稈高雙因素對低地竹干重影響的最佳擬合方程為二次函數(shù)曲線（R2＝0.913，P＜0.001），擬合曲線方程：y＝0.000 7（DH）2＋0.200 4（DH）－0.62（圖2）。結(jié)果表明，應用胸徑、稈高雙因素對稈重的估算結(jié)果比單因素估算更準確。

圖2 稈重與胸徑（A）稈高（B）的曲線回歸分析Fig.2 Regression analysis between culm weight and DBH or culm height

圖3 稈重與胸徑×稈高的曲線回歸分析Fig.3 Regression analysis between culm weight and DBH×culm height

3 結(jié)論與討論

低地竹各器官生物量大小為稈＞枝＞葉，竹稈作為主要用材部分占比最高，低地竹的枝和葉占比為10.35%、4.03%。低地竹稈壁厚近實心，稈的生物量占竹子地上部分的生物量比重較高，是較為優(yōu)質(zhì)的用材竹種，同時其枝葉生物量仍具有一定的比重。研究發(fā)現(xiàn)低地竹具有較好的天然防蛀、防腐以及防霉防變色性能，同時在埃塞俄比亞，低地竹的竹葉也普遍應用于畜牧飼料中，有較高的飼用和建材價值［6－7］。并且其存在分布面積廣、易于取材的特點，因此如果充分利用好低地竹這一部分資源，對提高林地的經(jīng)濟效益有很大幫助。

研究以低地竹的胸徑和稈高作為自變量，以生物量作為因變量，建立的二因素模型相關性均達到極顯著水平。因此可通過低地竹胸徑和稈高對地上部分的生物量進行模擬預測。單因素條件下，胸徑與稈重的回歸曲線為y＝－0.173D3＋2.33D2－6.09D＋5.63；稈高與稈重的回歸曲線為：y＝－0.173H3＋2.33H2－6.09H＋5.63。已知胸徑和稈重時，符合回歸曲線：y＝0.000 7（DH）2＋0.200 4（DH）－0.62，雙因素對稈重的預測更為準確。該模型在現(xiàn)實應用當中只需調(diào)查低地竹的胸徑或稈高，即可計算地上部分的生物量，使用簡便、可操作性強。并且通過分析低地竹的現(xiàn)有存量和新增生物量及其在器官中的分配可以為低地竹生活史、陸地生態(tài)系統(tǒng)碳循環(huán)、群落動態(tài)、植物演化趨勢、全球變化模擬等研究提供基礎數(shù)據(jù)，為森林生產(chǎn)管理、培育優(yōu)質(zhì)林木資源提供理論參考［8］。由于竹種不同，因此該模型只適用于為低地竹地上部分生物量預估提供借鑒。

4 不足與展望

試驗僅對低地竹地上部分的生物量進行了研究，地下部分竹蔸和竹鞭等的生物量沒有涉及。因此，接下來需進一步深入探究低地竹地下部分的生物量與叢生物量的模型構(gòu)建，探討叢生物量與竹叢及林分生物量之間的相關關系，為全面掌握低地竹生物量情況提供參考。