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竹子生物多样性与笋用竹林笋期合理配置的研究

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竹子生物多样性与笋用竹林笋期合理配置的研究

胡明芳

(福建省野生动植物保护管理中心  福州350003)

摘要:本文根据试验研究,应用罗辑斯蒂克、正态对称函数等模拟,对14个竹种的竹笋种群增长、出笋量概率分布和笋期划分进行数学模拟,据此提出福建低山丘陵区的四季笋用竹林笋期合理配置模式。

关键词:竹子  生物多样性  笋用竹林  笋期  配置

竹子是禾本科植物,竹笋是竹子的营养繁殖体,富含人体所需的糖、蛋白质、脂肪、纤维、矿质元素和维生素等多类营养物质,味道鲜美,营养丰富,具有减肥、降血脂、抗衰老等多种保健功能,我国传统的森林蔬菜之一,是一种新型的保健食品历来受人们的喜爱在国内外用有广阔的市场因此,竹笋及其制品是竹林资源开发中第二大类产品,加工与贸易历史悠久。目前我国鲜笋年产量已达217万吨,鲜笋产量的急剧增加促进了竹笋加工业的繁荣竹笋的生产、加工与贸易已成为山区农民脱贫致富奔小康的重要经济支柱。我国现有笋用竹种约200多种,品质优良的达30多种,物种多样性极其丰富。但由于竹子生物学特性和天然分布的地域性局限,自然状态下竹子出笋大都只有一、二个月,至多5个月,笋期分布极不合理,单一的竹种无法四季或常年向市场大量供笋,严重制约了竹笋加工业的发展。若根据竹子的生物多样性特性和资源,将各种笋期不同的竹种,利用区域范围内的生态条件变幅,进行合理配置,组合栽培,就可使竹笋的生长和生产在时间、空间上达到相对平衡,互相调剂,互为补充,做到一年四季甚至常年生产,供应市场。本文根据1990-1996年在闽东山区屏南县进行的试验研究及近几年的推广情况,对此进行分析研究。

1.试验项目及竹种

1.1、地点及其自然概况

试验地设在福建省屏南县,总面积14.77hm2,推广面积552 hm2,海拔高度为380-830之间。处于东经118°50′--119°06′、北纬26°49′--26°58′之间。年平均气温15.0℃--18.0℃,≥10℃的积温为4440--5505℃,最冷月平均气温5.38.0℃,极端低温为-6.9℃至-10.0℃,无霜期226--245天,年均降水量1739.0--1833.4㎜。中心试验地设在屏南县长桥乡新乡村,总面积4公顷,海拔高度450米,年平均气温17.7℃,≥10℃的积温为5391℃,最冷月平均气温8.0℃,极端低温为-7.5℃,无霜期245天,年均降水量1782.9㎜,7--9月份降水量为414㎜左右,占全年的23.2%。

1.2、参试竹种

选用了散生竹、混生竹、丛生竹3种类型、6个属的19个种或变种。其中:

散生竹有刚竹属的早竹、雷竹、红哺鸡竹、乌哺鸡竹、角竹、高节竹、毛金竹、桂竹、刚竹、毛竹和酸竹属的黄甜竹、福建酸竹。

混生竹有寒竹属的方竹和大明竹属的苦竹。

丛生竹有绿竹属的绿竹、苦绿竹、南平苦绿竹和牡竹属的麻竹、飞鸾六月麻。

1.3、参试材料

散生竹、混生竹种均选用一、二年生母竹新造林,其中毛竹、实心苦竹选用现有林进行改造;丛生竹种采用分兜苗和侧枝扦插苗两种。

2、试验结果分析

笋用竹林的笋期合理配置,要考虑到各竹种发笋时间、发笋率、退笋率、笋期长短、生长速度、笋体大小及笋体形状对加工的影响等生物学特性,首先是各竹种的发笋时间、笋期长短、出笋速度的配置是否适合。因此,必须研究各竹种的种群增长规律。其次,还要考察各竹种对生态环境的适应性和生长条件等。

2.1、各竹种竹笋的种群增长规律

竹笋产量的波动是受竹笋种群数量波动制约的,而竹笋种群数量波动是随时间和空间的变动而变动的。多数竹子的繁殖是以一年为周期,在相同季节出笋使种群数量增加,如此周而复始,循环往复。笋用林的供笋受出笋的季节性节律即时间分布规律的制约,即:

2.1.1、竹笋出笋量增长与时间的关系

散生竹、混生竹出笋一般在春季和夏初,丛生竹则在夏、秋两季。散生竹出笋历期短,从生竹出笋历期长。每个竹种出笋量的增长均有规律,一般是前期少、中期多、后期少,用幂指数、罗辑斯蒂克函数、正态对称函数等19个公式进行模拟,结果表明其出笋规律与Logistic曲线最为吻合,可用其公式每年进行模拟计算:

Y=K/1+ae-bx

该式表示出笋量与时间的关系,式中Y为出笋量,K为年出笋总量,x为时间,a、b参数。现用栽培成林后出笋稳定的第5年(1994)的出笋量观测数据,对各试验竹种的种群增长进行模拟,可得出如下模型(详见表1.)。

表1.各竹种竹笋种群增长的Logistic模型及显著性检验

竹种           方程                   相关系 拟合优  F值    F0.05     F0.01

                                       数(%)  度(%)                            

早    竹    Y=1.0074/(1+201.2173e0.1626x) 97.61 95.29  828.72  3.97  7.24

雷    竹   Y=1.0559/(1+270.9741e0.1779x) 98.34 96.70  1055.11  4.01  7.34

红哺鸡竹    Y=1.0002/(1+243.7833e0.4885x) 98.86  97.74 993.07  4.18  7.81

角    竹    Y=1.0022/(1+128.0962e0.5325x) 99.64 99.27  2189.37 4.39  8.45

高 节 竹   Y=1.0255/(1+830.4443e0.3760x) 99.38  98.77 1772.02  4.20  7.88

黄 甜 竹    Y=1.0062/(1+56.934e0.2551x)  99.34  98.69 2335.11  4.06  7.47

绿    竹    Y=1.0127/(1+16.4819e7.0515x)  95.31 90.83  168.45   4.35 8.32

毛 金 竹    Y=1.0015/(1+35.6306e0.5114x) 96.65  93.99  234.40  4.44  8.61

桂    竹   Y=1.0022/(1+235.5618e0.3371x) 99.38 98.76  2226.95  4.09 7.57

南平苦绿竹  Y=1.0882/(1+6.2919e3.28x )  96.49  93.11  256.66  4.28  8.11

麻    竹   Y=1.0526/(1+17.8925e9.5184x)  99.20 98.41  804.02  4.56   9.00

刚    竹   Y=1.0016/(1+25.4867e0.3556x)  97.35 94.77  380.28  4.22  7.95

方    竹   Y=1.0097/(1+35.142e0.0676x)  99.13  98.27  1420.47  4.14 7.70

苦 绿 竹   Y=1.0360/(1+16.401e5.4754x)  96.63  93.38  268.12  4.28  8.11

2.1.2、出笋量的概率分布

选用目前应用最为广泛的正态对称分布函数进行概率分布模拟分析并进行阶段划分。

P=a+bx

式中P表示出笋量的概率,x表示天数(详见表2.)。当P值为4、5、6时,实际出笋量所占的百分率恰好为15%、50%、85%左右,处于曲线拐点附近,与实际出笋量的增长速度基本同步。因此,可用P≈4表示出笋的盛期开始,P≈5表示出笋的高峰期,P≈6表示出笋的盛末期来临。

表2.各竹种出笋量的正态分布方程及显著性检验

竹  种           方  程         相关系数  F值    F0.05        F0.01

(%) 

早竹         P=1.9390+0.097x      93.3   276.47  3.98   7.24

雷竹         P=1.6706+0.1160x     90.77  168.53  4.01   7.34

红哺鸡竹     P=2.0080+0.2239x     97.95  566.96  4.16   7.75

角竹         P=2.1762+0.3192x     98.09  405.89  4.39   8.45

高节竹       P=1.1223+0.2337x     94.30  176.61  4.20   7.88

黄甜竹       P=2.598+0.1555x      98.76  1231.1  4.06   7.47

毛金竹       P=2.9258+0.3035x     96.19  123.13  4.44   8.61

桂竹         P=1.9679+0.1909x     97.95  660.9   4.09   7.57

刚竹         P=3.1223+0.2091x     94.91  190.6   4.22   7.95

方竹         P=2.7769+0.0442x     94.26  199.1   4.14   7.70

绿竹         P=3.1617+0.0498x     90.91  81.00   4.35   8.32

南平苦绿竹   P=3.6637+0.0295x     88.31  67.30   4.28   8.11

麻竹

苦绿竹

P=2.8+0.0826x        94.0   98.70   4.56   9.00

P=3.4565+0.0294x     91.95 125.81  4.18   7.81

2.1.3、出笋历期及各阶段的划分

竹子初期出土的竹笋,笋体和数量较小,退笋率低;盛期出土的竹笋数量最多,笋体肥大,成竹质量高;末期出土的竹笋,养分不足,笋体弱小,退笋率高,成竹质量差。笋期各阶段的正确划分,有助于选择不同出笋盛期的竹种进行合理搭配笋期,做到均衡供笋。下表3.详细列出了参试竹种笋期各阶段划分指标。表中竹笋出土至始盛期为出笋初期,盛末期至出笋结束为出笋末期,始盛期至盛末期之间为出笋盛期。

2.2、各竹种对生态环境的生理耐受极限

笋用竹林的笋期合理配置,还要综合考察各竹种对生态环境的适应性和生长条件等,如对温度、湿度、雨量、积温、土壤肥力、PH值的要求等生态学特性,特别是气候极限因子尤其重要。散生竹由于是春季和夏初出笋,夏季生长成竹,冬季低温霜冻来临前竹秆已完全木质化,能够抵御霜寒雪冻,分布较广,适应性较强。而多数丛生竹由于是夏、秋季出笋,寒冬来临时幼竹尚未完全木质化,容易遭到低温的冻害而枯死,所以大多只能分布在冬无严寒的南亚热带区低丘平原或中亚热带南部的河谷低地。根据本试验研究,在中亚热带区屏南海拔380m、极端低温-6.9℃的地方,未出现极端低温时,绿竹能够越冬,遇极端低温时地上部分受害严重,大部分嫩竹冻死,但来年仍能萌发长竹。麻竹在海拔450m的中心试验地几乎年年冻死,虽然年年春天也都能萌发,但竹株的粗度逐年减小,产量大受影响;其变种“飞鸾六月麻”虽较耐寒,在中心试验地不致年年冻死,但大多数年景均受严重冻伤,只是在海拔280m左右的河谷有天然分布,生长正常。苦绿竹引种到海拔510m的地方生长良好,基本没有冻害,在850m、极端低温-9.7℃的地方正常年景能够越冬,但遇极端低温的年景

地上部分全部冻死,来年仍能萌发长竹,但恢复到原来大小需3-4年时间(详见表4.)。

表3.1994年各竹种盛期阶段划分表

竹   种  出笋

         月日

始盛期             高峰期              盛末期

X    y    p    t    x    y     p   t     x    y    p     t

早    竹 2.24   22  15.4  4.0  3.17. 32  53.2  5.1  4.1.  46  86.2  6.1  4.15.

雷    竹 3.2.   24  15.4  4.0  3.26. 34  52.6  5.1  4.5.  39  88.1  6.1  4.10.

红哺鸡竹 3.24   10  15.7  4.0  4.3.  14  56.5  5.2  4.7.  17  83.8  6.0  4.10.

角    竹 4.12    6  18.2  4.1  4.18.  9  52.7  5.1  4.21. 13  87.0  6.1  4.25.

高 节 竹 4.2.   13  12.9  3.9  4.15. 19  54.4  5.1  4.21. 22  85.0  6.0  4.24.

黄 甜 竹3.24   10  15.0  4.0  4.3.  16  53.0  5.1  4.9.  22  87.0  6.1  4.15.

刚    竹4.17    3   14   3.9  4.19.  9  55.0  5.1  4.25. 15  85.0  6.1  5.1.

毛 金 竹4.17    3   16   4.0  4.19.  6  53.3  5.1  4.22. 11  84.6  6.0  4.27.

桂    竹4.3.   11   15   4.0  4.14. 17  52.0  5.0  4.20. 22  85.0  6.1  4.25.

方    竹8.16   24   14   3.9  9.9.  54  50.8  5.0  10.9. 79  84.7  6.0  11.3.

绿    竹6.23   13  18.6  4.1  7.6.  39  51.9  5.0  8.1.  79  86.2  6.1  9.11

南苦绿竹6.7.   11  14.8  4.0  6.18. 44  51.8  5.0  7.21. 103 85.2  6.0  9.18.

麻    竹7.6    12  15.8  4.0  7.18. 28  52.6  5.1  8.3.  42  84.2  6.0  8.17.

苦 绿 竹6.14   13  16.1  4.0  6.27. 48  48.4  5.0  8.1.  99  84.0  6.0  9.22.

表4.各试验点气候和竹种参试情况表

试验  海拔 年均温 ≥10℃  极端 1月平 年均雨 无霜期 面积 参试竹种情况

点    (m)   (℃)  年积温  低温 均温   量(㎜)  (天) (hm2)

                          (℃) (℃)

绿竹等16个竹种,绿竹遇

新乡  450   17.7   5391   -7.5  8.0   1782.9  245  4.00极端低温地上部分冻死,麻

竹正常年景受冻严重。

单吊                                                    绿竹、刚竹、桂竹,绿竹遇

桥林  380   18.0  5505   -6.9   7.5   1739.0  245  0.33极端低温地上部分严重冻

场                                                      伤。

古峰                                                    苦绿竹、麻竹、福建酸竹、

林场  850  15.0   4440   -9.7   5.3   1833.4  226  1.00刚竹、桂竹,极端低温苦绿

竹地上部分冻死。 

         

里高                                                    黄甜竹、六月麻福建酸竹、

溪  510 17.4  5262  -7.5  7.2  1760.9 245 0.80苦竹、苦绿竹。极端                                                                                                         低温六月麻地上部分冻死。

                                                                                       

枫林 860   15.5  4606   -9.9   5.8    1756.0  224  7.1  毛竹现有林。

制约散生竹分布的气候因子主要是降水量,只要年降水量≥1100㎜时,一般都能正常生长。我省除了沿海狭长地带和海岛年降水量少于1200㎜外,其它地区的降水量都能满足其生长要求。因此,近年我省南亚热带地区不少地方引种雷竹、哺鸡竹类均取得成功,华安引种的雷竹,1月中旬就能出笋。

2.3、笋期合理配置模式

根据试验和结果分析,在福建低山丘陵区年均温≥18.0℃、≥10℃年积温5505℃以上、极端低温高于-6.9℃、1月平均温≥7.5℃、降水量大于1200㎜、无霜期大于245天的地区,用上述16个竹种和毛竹配置,可以做到一年四季均衡供笋。具体的供笋竹种配置模式为:

冬季:毛竹冬笋,南亚热带区早竹、雷竹1月上中旬开始出笋,中亚热带区早竹、雷竹、黄甜竹采用早出高产覆盖技术也可提早到1月上中旬出笋。

春季:早竹、雷竹、黄甜竹、毛竹、红哺鸡竹、乌哺鸡竹、角竹、高节竹、毛金竹、桂竹、刚竹、福建酸竹春笋。

夏季:福建酸竹、苦竹、绿竹、苦绿竹、南平苦绿竹、麻竹、飞鸾六月麻。

秋季:绿竹、苦绿竹、南平苦绿竹、麻竹、飞鸾六月麻、方竹。

在极端低温-6.9℃----9.7℃的地区,绿竹、麻竹、飞鸾六月麻不宜选用,其它竹种可供配置参考。

但在选择竹种时还需根据以下因素进行筛选:营养成分,食用口感,食用方法,单位产量,主要市场分布,年消费量,居民消费习惯及其对产品的要求,现有竹林的面积、产量、分布,交通运输、销售加工、服务网络等。

3、结论

竹子的物种多样性是笋用竹林笋期合理配置的基础。应用罗辑斯蒂克、正态对称函数等数学模拟方法,定量地描述各竹种竹笋的种群增长规律,正确把握其出笋量的概率分布,科学划分笋期各个阶段,有助于根据不同的出笋期、出笋量,筛选出适合的竹种,在其生理耐受极限区域范围内,进行合理配置,从而达到一年四季甚至常年均衡供笋的目的。

参考文献:

1、林鹏主编,福建植被,福建科学技术出版社1990年8月版。

2、梁天干等,福建竹类,福建科学技术出版社1987年1月版。

3、朱石麟等,中国竹类植物图志,中国林业出版社1994年9月版。

4、胡明芳,中小径散生竹栽培,中国林业出版社2004年1月版。

5、胡明芳,福建竹类植物生物多样性的现状、保护和利用,竹子研究汇刊第21卷第4期(2002年10月)。

作者简介  胡明芳,1962年7月出生,现在福建省野生动植物保护管理中心工作,高级工程师,专业领域:野生动植物和生物多样性保护、竹类培育、化学除草。

          地址:福州市冶山路10号  邮编:350003

          电话:7822887  13860669301  

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