李 榕，于 娜，畢海明，周明吉

(1.南京林業(yè)大學(xué)家居與工業(yè)設(shè)計(jì)學(xué)院，江蘇 南京 210037；2.千年舟新材科技集團(tuán)股份有限公司，浙江 杭州 311112)

毛竹(Phyllostachysedulis)屬于禾本科剛屬竹[1]，是中國(guó)占地面積最大、數(shù)量最多的竹種。根據(jù)中國(guó)第9次全國(guó)森林資源清查結(jié)果，竹林總面積達(dá)641.16萬(wàn)hm2，占全國(guó)土地總面積的0.70%，占森林總面積的2.94%，立竹總數(shù)量為281億株，其中毛竹林面積占72.96%，其它竹林面積占27.04%(圖1)。同時(shí)，毛竹憑借其成林快、材質(zhì)好、經(jīng)濟(jì)價(jià)值高、固碳能力強(qiáng)等優(yōu)點(diǎn)被廣泛應(yīng)用[2-5]。就目前竹產(chǎn)業(yè)而言，日益荒廢的竹林導(dǎo)致原料下跌與勞動(dòng)力不足導(dǎo)致人工費(fèi)用增加成為了制約竹產(chǎn)業(yè)發(fā)展的主要原因。因此，如何開展大規(guī)模工業(yè)化合理采伐及采伐后對(duì)竹林的撫育養(yǎng)護(hù)，使竹林發(fā)揮其強(qiáng)大的生態(tài)功能，對(duì)竹產(chǎn)業(yè)的發(fā)展意義深遠(yuǎn)。

圖1 竹林面積占比圖Fig.1 Proportion of bamboo forest area

帶狀采伐(Clearcuttinginstrips)又稱帶狀皆伐[6]，是指對(duì)伐區(qū)森林逐步分批以窄帶狀方式進(jìn)行的收獲采伐方式。這種采伐方式主要在中國(guó)森林生態(tài)系統(tǒng)的建設(shè)、海岸防護(hù)林等方面應(yīng)用較廣[7-9]，能夠充分發(fā)揮林墻的作用，有利于樹木的天然更新及幼樹的成長(zhǎng)。后期許多學(xué)者針對(duì)竹林進(jìn)行帶狀采伐的研究，詹美春等[10-11]通過控制采伐面積和不同的寬度帶進(jìn)行帶狀采伐，觀測(cè)次年毛竹林植物的多樣性特征及竹林恢復(fù)狀態(tài)發(fā)現(xiàn)，進(jìn)行人為采伐對(duì)物種的豐富度有顯著促進(jìn)作用，同時(shí)也受寬度帶的影響，不同的寬度帶對(duì)林下植物的多樣性具有一定區(qū)別。

竹林撫育[12]是指通過劈山、懇復(fù)、埋青、挖老茬、施肥等各種手段對(duì)采伐后及未采伐的竹林進(jìn)行養(yǎng)護(hù)，從而確保后期成竹質(zhì)量。

1 帶狀采伐技術(shù)

1.1 帶狀采伐模式

目前針對(duì)帶狀采伐模式主要有2種(圖2)，一是帶狀采伐-片采(圖2左)，即整片區(qū)域一次性砍伐清除；二是帶狀采伐-擇伐(圖2右)，即在采伐帶中按照某些既定規(guī)則進(jìn)行有選擇的采伐，如按照“存三砍四不留五”的原則進(jìn)行擇伐。

圖2 帶狀采伐的主要模式Fig.2 Main modes of clearcutting in strips

帶狀采伐-片采與擇伐之間主要由林地整體環(huán)境、土壤養(yǎng)分等因素綜合考慮；片采有利于機(jī)械化采伐，滿足大規(guī)模生產(chǎn)對(duì)原料的需求，如竹材人造板等；擇伐則更為注重次年成竹質(zhì)量，保留更多的水肥等營(yíng)養(yǎng)供成竹需要。

1.2 帶狀采伐對(duì)竹林恢復(fù)的影響

詹美春等[10-11]以江蘇宜興國(guó)有林場(chǎng)為樣地，通過設(shè)置5種寬度(3、5、8、12、15 m)來(lái)驗(yàn)證毛竹林帶狀樣地郁閉狀態(tài)及林下植被物種多樣性特征，分析物種多樣性對(duì)毛竹林采伐寬度及恢復(fù)狀態(tài)的響應(yīng)機(jī)制，研究表明：(1)郁閉度對(duì)竹林物種的豐富度有直接影響，隨著毛竹郁閉度增加物種豐富度降低，且人為采伐對(duì)物種豐富度(特別是木本植物)有顯著促進(jìn)作用，尤其以8 m和15 m寬度帶狀樣地物種增加最多。(2)帶狀采伐一定程度內(nèi)能夠促進(jìn)林下植被物種多樣性，但也降低了林下植被物種均勻度；試驗(yàn)發(fā)現(xiàn)在8 m和15 m寬度帶狀樣地Shannon-Wiener指數(shù)、Simpson指數(shù)及Gleason物種豐富度表現(xiàn)優(yōu)于參考樣地毛竹林；5種寬度帶的林下植被物種均勻度均小于參考樣地，在相同寬度樣地中進(jìn)行測(cè)試發(fā)現(xiàn)，保留樣地比采伐樣地物種均勻度高。(3)帶狀采伐對(duì)8 m和15 m寬度采伐樣地林下植被生物量有一定促進(jìn)作用，但對(duì)其余帶狀樣地?zé)o明顯影響。因此，確立合理采伐強(qiáng)度帶能夠?qū)畈煞ズ蟮拿窳謳顦拥亓窒轮脖坏纳L(zhǎng)起促進(jìn)作用尤為重要，是確立大規(guī)模實(shí)施帶狀采伐的前提。

吳昌明等[13]利用Illumina HiSeq 2 500測(cè)序平臺(tái)，采用16S rRNA的V3-V4區(qū)段引物對(duì)土壤細(xì)菌進(jìn)行高通量測(cè)序。發(fā)現(xiàn)土壤細(xì)菌群落為系統(tǒng)發(fā)育聚集(phylogenetic clustering)，細(xì)菌群落結(jié)構(gòu)的維持機(jī)制符合生態(tài)位理論，環(huán)境因子決定了微生物的群落結(jié)構(gòu)。如：土壤放線菌門(Actinobacteria)的相對(duì)豐度在3 m采伐帶顯著增加(P<0.05)，其余細(xì)菌類群無(wú)顯著變化；3 m、9 m采伐帶的Ace多度指數(shù)顯著大于保留帶(P<0.05)，細(xì)菌Shannon和Simpson多樣性指數(shù)無(wú)顯著變化；9 m采伐帶改變了細(xì)菌群落結(jié)構(gòu)，且群落結(jié)構(gòu)最相似；3 m、6 m的全磷含量顯著升高(P<0.05)，其他養(yǎng)分指標(biāo)及酶活性無(wú)顯著影響；經(jīng)mantel檢驗(yàn)，確定同水平細(xì)菌群落主要受全氮(R=0.31，P=0.046)、全磷(R=0.19，P=0.040)、C:P(R=0.40，P=0.026)、N:P(R=0.29，P=0.038)的驅(qū)動(dòng)；細(xì)菌的系統(tǒng)發(fā)育多樣性指數(shù)(PD)在 3 m 采伐帶顯著升高，凈種間親緣關(guān)系距離指數(shù)(NRI)/凈最近種間親緣關(guān)系指數(shù)(NTI)大于0。細(xì)菌群落的構(gòu)成決定著生態(tài)環(huán)境的發(fā)展，故在不破壞細(xì)菌的群落結(jié)構(gòu)的基礎(chǔ)上，確立合理的采伐寬度帶尤為重要。

王樹梅等[14]對(duì)毛竹林進(jìn)行不同寬度(3、9、15 m)的帶狀采伐，25 d后采集樣地內(nèi)土壤樣品，采用Illumina MiSeq高通量測(cè)序技術(shù)分析土壤細(xì)菌特定基因片段V3-V4區(qū)域，鑒定菌種類群，預(yù)測(cè)細(xì)菌功能，并結(jié)合7種土壤養(yǎng)分指標(biāo)(有機(jī)質(zhì)、全氮、全磷、全鉀、堿解氮、有效磷、速效鉀)的測(cè)定結(jié)果，認(rèn)為毛竹林帶狀采伐對(duì)土壤細(xì)菌群落結(jié)構(gòu)及多樣性產(chǎn)生顯著影響，當(dāng)采伐寬度帶為3 m時(shí)能夠增加細(xì)菌類群的豐度、多樣性、均勻度以及土壤養(yǎng)分含量，但是當(dāng)采伐寬度繼續(xù)增大，各項(xiàng)指標(biāo)反之降低。綜合分析表明帶狀采伐后土壤微生物類群主要參與C、N元素的固定和轉(zhuǎn)化的相關(guān)功能通路。

張洋洋等[15]以福建省建甌市毛竹林為研究對(duì)象，設(shè)置5 m(處理1，C1)和7 m(處理2，C2)2種采伐寬度，以不進(jìn)行采伐處理為對(duì)照(CK)，研究采伐后當(dāng)年新鞭生長(zhǎng)期(I時(shí)期，2018年10月)和采伐后次年新立竹生長(zhǎng)期(Ⅱ時(shí)期，2019年6月)新竹生長(zhǎng)相關(guān)指標(biāo)和土壤養(yǎng)分變化特征。結(jié)果表明：(1)C1、C2、CK處理的出筍數(shù)量分別為2 227株·hm-2、2 650株·hm-2和1 955株·hm-2，且C2與C1、CK差異顯著(P<0.05)；(2)退筍率各處理之間無(wú)顯著差異(P>0.05)，表現(xiàn)為C1C2>C1。(4)采伐后Ⅰ時(shí)期和Ⅱ時(shí)期相比，土壤全磷(TP)和全鉀(TK)含量增加，全氮(TN)和全碳(TC)含量降低；采伐后I時(shí)期的C1、C2處理中土壤TN、TP、TK和TC含量均大于CK，但采伐后Ⅱ時(shí)期的土壤TC含量小于CK。研究認(rèn)為，帶狀采伐能提高出筍量和立竹數(shù)，增加土壤氮磷鉀養(yǎng)分含量；同時(shí)，在7 m寬度帶進(jìn)行帶狀采伐后竹林恢復(fù)狀況整體上優(yōu)于5 m寬度帶的帶狀采伐。 然而關(guān)于采伐帶的強(qiáng)度對(duì)發(fā)筍數(shù)、退筍率、成竹數(shù)、立竹數(shù)、林下植物豐富度、土壤養(yǎng)分的綜合影響尚未形成完整的體系，應(yīng)用及推廣有待進(jìn)一步研究。

綜上所述，通過帶狀采伐后毛竹林的初期恢復(fù)特征發(fā)現(xiàn)，帶狀采伐會(huì)在一定程度上造成森林植物種群結(jié)構(gòu)及數(shù)量發(fā)生變化，進(jìn)而對(duì)整體的恢復(fù)更新產(chǎn)生影響；但由于竹子屬于克隆植物，有異于其它植物的生理整合能力，即逆境時(shí)整合養(yǎng)分和水分，借助竹鞭為新竹發(fā)育提供所需的碳水化合物，因此需要設(shè)置合理的采伐帶，使竹林擁有最強(qiáng)的恢復(fù)力和抵抗力。

1.3 帶狀采伐對(duì)發(fā)筍及新竹成竹的影響

曾憲禮等[16]以安徽黃山區(qū)毛竹林進(jìn)行樣地劃分，以傳統(tǒng)擇伐林為對(duì)照(CK)，設(shè)置4個(gè)梯度的采伐強(qiáng)度，分別為3 m采伐帶(D1)、6 m采伐帶(D2)、9 m采伐帶(D3)和12 m采伐帶(D4)，分析帶狀采伐后毛竹林的春筍數(shù)量、新竹數(shù)量、胸徑和生物量等生產(chǎn)力指標(biāo)，探討不同強(qiáng)度帶狀采伐方式對(duì)毛竹林恢復(fù)更新的影響程度；結(jié)果表明：(1)經(jīng)帶狀采伐處理后4種采伐帶的單位面積發(fā)筍數(shù)量均大于對(duì)照，且隨采伐強(qiáng)度增加，單位面積發(fā)筍數(shù)量呈現(xiàn)增加的趨勢(shì)；(2)采伐寬度帶較寬時(shí)單位面積退筍數(shù)量和退筍率高，因此3 m和6 m采伐帶和CK的退筍數(shù)量及退筍率更低；(3)較寬的采伐寬度帶(9 m和12 m采伐帶)單位面積成竹數(shù)量和成竹率相對(duì)較高；(4)經(jīng)帶狀采伐處理后的新竹平均胸徑均小于CK， 9 m和12 m采伐帶下新竹平均胸徑顯著小于母竹，林地中小徑級(jí)新竹比例增加，且新竹胸徑與采伐帶邊距呈負(fù)相關(guān)關(guān)系。

曾憲禮等[16]將毛竹林經(jīng)不同的采伐強(qiáng)度進(jìn)行采伐，次年發(fā)筍數(shù)量存在一定的差異；帶狀采伐處理單位面積發(fā)筍數(shù)量均大于對(duì)照組，這就說明了帶狀采伐在一定程度上能夠激發(fā)林地春筍的萌發(fā)；同時(shí)隨帶狀采伐強(qiáng)度的增加，林地面積發(fā)筍數(shù)量呈現(xiàn)出先增加在減小的趨勢(shì)。

張洋洋等[17]通過設(shè)置8 m采伐帶，采用竹蔸施肥(A)、懇復(fù)方式(B)和施肥比例(C)3因素3水平L9(34)正交試驗(yàn)設(shè)計(jì)，發(fā)現(xiàn)采伐后不同處理對(duì)發(fā)筍數(shù)與立竹數(shù)方面差異顯著(P<0.05)；處理5的發(fā)筍數(shù)(1 771個(gè)·hm-2)與立竹數(shù)(1 042株·hm-2)均最高，而處理6的發(fā)筍數(shù)(633個(gè)·hm-2)與立竹數(shù)(290株·hm-2)均最低。

綜上所述，經(jīng)采伐后竹林次年單位面積發(fā)筍數(shù)量和立竹數(shù)均高于對(duì)照組，而且整體均隨采伐帶寬度的增加而增加的趨勢(shì)，當(dāng)采伐帶的寬度達(dá)到一定后，其發(fā)筍數(shù)及立竹數(shù)均呈現(xiàn)先增加后減少的趨勢(shì)；因此，合理設(shè)置采伐帶，確立最佳養(yǎng)分補(bǔ)給范圍，增加發(fā)筍數(shù)、立竹數(shù)。

2 竹林撫育養(yǎng)護(hù)技術(shù)

經(jīng)帶狀采伐后的竹林最重要的就是竹林的撫育養(yǎng)護(hù)技術(shù)[12,18-21]，該措施決定了次年竹材的發(fā)筍數(shù)、立竹數(shù)、竹筒胸徑的大小等一些列因素，故必須對(duì)采伐后竹林的劈青、漫青、懇復(fù)、施肥等方面做起。

2.1 劈青、漫青

劈青是指把竹地里的雜灌、雜草、藤本全部劈落到底(低劈，草頭一般不超過10 cm)，從而減少雜灌、雜草對(duì)水肥的競(jìng)爭(zhēng)，實(shí)行全面撫育。

漫青[22-23]是指對(duì)毛竹林進(jìn)行機(jī)械割灌割草，將進(jìn)行劈青處理后的雜灌雜草平鋪在竹林內(nèi)，同時(shí)利用農(nóng)作物秸稈覆蓋在雜草雜灌之上(農(nóng)作物秸稈與雜草雜灌的平均漫青量為7.5 t·hm-2)。

2.2 懇復(fù)

墾復(fù)[15,24-25]是指重新開墾，使恢復(fù)生產(chǎn)；墾復(fù)可是竹鞭系統(tǒng)的更新復(fù)壯時(shí)間提早，當(dāng)年可復(fù)壯(一般與發(fā)筍長(zhǎng)竹當(dāng)年盛夏或冬季進(jìn)行)。裘鑫燦等[24]研究林地墾復(fù)時(shí)間對(duì)毛竹鞭筍產(chǎn)量的影響發(fā)現(xiàn)，毛竹林地全墾可顯著提高鞭筍產(chǎn)量，以5月下旬-6月上旬墾復(fù)為宜; 7月鞭筍產(chǎn)量最高，秋季鞭筍產(chǎn)量相對(duì)較低。

對(duì)于帶狀采伐竹林，最重要的就是確立最佳的砍伐時(shí)間，砍伐后對(duì)竹林進(jìn)行懇復(fù)，并同時(shí)輔以施肥、埋青能夠有效確保土壤養(yǎng)分供給，為新筍的生長(zhǎng)創(chuàng)造有利的條件。

2.3 施肥

(1)土壤施肥技術(shù)。土壤施肥可補(bǔ)充土壤 N、P、K 和微量元素從而提高土壤肥力，可以促進(jìn)竹鞭生長(zhǎng)和孕筍，加速竹林郁閉。施肥季節(jié)分為孕筍期和發(fā)筍肥，即秋季(9～10月)和春季(2～3 月)，為筍芽及其萌發(fā)期和幼筍的生長(zhǎng)期。施肥方式一般在離新竹竹蔸 30 cm左右上方開溝放肥，把肥埋沒，追加施肥應(yīng)該在準(zhǔn)林撫育后進(jìn)行。(2)竹腔施肥技術(shù)[26]。毛竹竹腔施肥技術(shù)是用鉆錐在竹稈離地 10 cm 的部位引洞后迅速將增產(chǎn)劑注入竹腔內(nèi)。采用竹腔施肥的廢料主要是以植物生長(zhǎng)素、生物營(yíng)養(yǎng)劑、微量元素、增肥添加劑等原料配制而成的毛竹增產(chǎn)劑，施肥能夠有效提高毛竹植株內(nèi)新陳代謝過程中各種酶的活性，提高凈光合速率，促進(jìn)鞭根生長(zhǎng)和筍芽分化，增加孕筍量、出筍量和新竹成竹量，從而顯著提高竹林產(chǎn)量，并能提高竹材材性和竹林抗逆性。

綜上所述，進(jìn)行帶狀后的竹林在撫育養(yǎng)護(hù)上極為重要，關(guān)乎次年成竹及林地環(huán)境，因此需采用合理的墾復(fù)與施肥結(jié)合，并利用劈青材料進(jìn)行漫青處理，確保采伐帶的養(yǎng)分需求。

3 展望

綜觀國(guó)內(nèi)外毛竹帶狀采伐及撫育養(yǎng)護(hù)技術(shù)，盡管取得了一定的研究成果，但有關(guān)帶狀采伐帶最佳寬度及采伐后對(duì)竹林撫育養(yǎng)護(hù)的問題分離性太多，未能整體考量計(jì)算，還有許多問題需要進(jìn)一步深入研究。展望未來(lái)，竹材發(fā)展前景極為寬廣，對(duì)于原料的采伐技術(shù)、撫育養(yǎng)護(hù)技術(shù)急需攻克，可著重以下幾個(gè)方面進(jìn)行研究探索：(1)帶狀采伐合理寬度帶。寬度帶的選取可完全從產(chǎn)業(yè)需求出發(fā)，根據(jù)不同產(chǎn)業(yè)需求合理選取片采或擇伐，在保證生態(tài)環(huán)境不被破壞的基礎(chǔ)上進(jìn)行考量。(2)帶狀采伐機(jī)械設(shè)備開發(fā)。中國(guó)整體竹林地勢(shì)較陡，而日益減少的的勞動(dòng)力已無(wú)法滿足竹材的采伐，根據(jù)竹材自身特征及地理環(huán)境攻關(guān)竹材采伐問題，可以說是決定竹產(chǎn)業(yè)發(fā)展的源頭問題；可從竹材爬升采伐設(shè)備等領(lǐng)域進(jìn)行探索。(3)竹林撫育養(yǎng)護(hù)技術(shù)研究。砍伐后的竹林較為脆弱，通過漫青、墾復(fù)、施肥等多層次的合理布局，綜合考慮帶狀采伐后林地跡地更新效果，確立最優(yōu)墾復(fù)施肥組合(墾復(fù)方式、肥料配比)，探索成竹質(zhì)量更高、竹材胸徑更大的研究探索。