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糙花少穗竹(Oligostachyum scabriflorum)是少穗竹属中分布最广、目前垦复改造利用面积最大的竹种。福建永安市糙花少穗竹林的利用主要采取劈山、浅锄等措施进行竹林改造的方式(这个过程以下均称为垦复),已有近10 a的垦复利用历史。为了解糙花少穗竹遗传多样性和竹林生态功能,充实竹林栽培理论,对糙花少穗竹的遗传分化及其与环境因子的关系进行了分析,并对其垦复6 a的竹林(样地A)、处于不同坡位的垦复2 a的竹林(下、中、上坡位的竹林样地分别为样地B1、B2、B3)和未垦复竹林(样地C)的立竹生长发育规律、生物量分配特点、生物量净增和流通特点、竹林能量生态、碳吸存、主要养分和微量元素分配及生物循环特征进行了研究,结果如下:(1)来自3个地理分布位置的共24个糙花少穗竹亚种群在聚类时聚为4组,其中安砂种群因水系隔离而与洪田和青水种群遗传距离较远,洪田种群又分化为两个亚群体。从海拔、坡位、坡度、坡向、立地类型和群落类型6个环境因子与糙花少穗竹的遗传多样性的相关性进行分析,海拔和坡向两个因子与糙花少穗竹的遗传多样性相关密切,其他因子相关性较小。对应于各环境亚因子的亚群体间的变异占总变异的比例较高,为23.50-33.80%,说明环境因子对糙花少穗竹的遗传分化有较大的选择压力。对各环境因子进行主成分分析显示,坡位和海拔是糙花少穗竹遗传分化的主导因子。(2)利用简化的最优分割法(Fisher法)进行有序样本的聚类分析,定量地划分糙花少穗竹的出笋期时发现:在出笋盛期后有一出笋期在出笋数及其笋产量上都占有较大的比重,另行划分为出笋弱期。垦复对糙花少穗竹的幼竹高生长、尤其对高生长速生期影响较明显。糙花少穗竹幼竹高生长期间生物量累积接近于对数曲线。(3)垦复过程强烈改变了立竹的密度、地径、高度及竹林的生物量分配格局。垦复时间长(6 a)的样地立竹密度、平均地径和平均高度都有大幅的提高,垦复时间短(2 a)的样地因坡位的差异而有不同的垦复效果,下、中坡位的垦复效果较明显。各样地单株生物量和全林生物量的垂直分配格局受垦复影响较小,生物量主要分配给立竹中部,顶部的生物量分配最少。垦复样地1、2龄竹的生物量分配比例大于3、4龄竹。垦复对秆的生物量的影响要小于对枝、叶的影响。垦复后叶的生物量增幅最大,有利于竹林进入高产稳产的阶段。垦复时间长的竹林鞭根生物量可分布到更深的土层,垦复时间短和未垦复的竹林鞭根主要分布在0-20cm土层。各样地的生物量净增量和流通量受垦复和不同坡位的影响,因而影响到竹林的生产力,且各流通路径十分复杂。净生产量大小排序为:样地A>样地B1>样地C>样地B2>样地B3。随坡位提高,净生产量下降明显。(4)糙花少穗竹林各组分灰分含量范围为1.22-24.55%,竹根最高,秆最低;干重热值为13796-21822 J·g-1,样地C的灌草植物枯死物最高,竹根最低;去灰分热值为17928-25343 J·g-1,枯竹叶最高,竹根最低。糙花少穗竹林能量现存量为21.451-75.033 MJ·m-2。2龄竹的秆、枝、叶的能量现存量在各龄竹中最高,地下部分各组分随土层加深能量现存量大幅下降。糙花少穗竹林能量归还量较低,但净增量较高,因此其能量累积效率较低,而能量流转速率极高(41.22-67.22%)。(5)以样地C为例,糙花少穗竹林各组分的碳浓度为421.35-533.21 g·kg-1,其中生活部分的碳浓度大小为:蔸>秆>笋>灌草植物>枝>鞭>新竹>退笋>根>叶>灌草植物根,死亡部分碳浓度大小为:灌草枯落物>竹枯落物>死鞭>死根。各龄级竹的同一组分的碳浓度相差不大,垦复及坡位对碳浓度的影响也不明显。各样地植被的总碳贮量为6824.98-25516.00 kg·hm-2,平均为15150.04kg·hm-2,生物量与碳贮量的总转换系数高达0.5956-0.7076,平均达0.6433,糙花少穗竹碳转换效率较高。糙花少穗竹林碳平衡初步估算结果显示各样地均为碳源,其中样地A较接近碳收支平衡,但其他样地离碳平衡还有很大差距。(6)糙花少穗竹林5个样地的各组分N浓度范围为1.60-23.09 g·kg-1,叶最高,秆最低;P为0.05-1.96 g·kg-1,笋最高,秆最低;K为0.59-29.75 g·kg-1,笋最高,枯竹叶最低;Ca为0.20-10.36g·kg-1,叶最高,蔸最低;Mg为0.25-3.57g·kg-1,叶最高,蔸最低。1、2龄竹的秆枝叶的养分浓度略高于3、4龄竹。垦复竹林各组分养分浓度比未垦复竹林略增大或相近,说明垦复对养分浓度的影响不大。不同组分中各种养分的浓度度大小顺序不同,除枯竹叶中N、Ca的浓度较高外,其他组分主要是N、K浓度较高而P或Ca的浓度较低。垦复竹林的养分结构发生了较大变化,垦复竹林(样地A)地上部分养分贮量占总贮量的77.09%,高于未垦复竹林(样地C)的60.79%。死亡部分的养分贮量也占了较大的比例,未垦复竹林为10.33%,垦复竹林为7.67%。垦复竹林与未垦复竹林均是Mg的养分利用系数最大,Ca的最小。垦复竹林(样地A)的养分利用系数(0.20)高于未垦复竹林(样地C)(0.13),前者的养分利用效率高于后者。这两个样地Ca、Mg的循环系数较高,P、K的循环系数较低,N介于它们之间。垦复竹林(样地A)的养分循环强度小于未垦复竹林(样地C),前者的养分元素周转时间比后者更短。不同坡位糙花少穗竹同一龄级或同一土层的器官养分浓度表现出一定的稳定性,但仍有较小的差异。同一器官养分浓度随坡位升高而略有下降;在同一坡位,随土层加深,鞭根的养分浓度也略有下降,均说明各器官养分浓度不仅取决于其自身的遗传特性,也会受到环境的影响而发生小幅的变化。各坡位各器官的养分含量及全林养分含量明显表现出下坡位>中坡位>上坡位的规律。把糙花少穗竹林生态系统分为6个分室进行养分动态模拟,计算了各流通路径的各种养分的流通量和流通率,其中采笋分室用以模拟不同采笋与留笋比例时的养分动态,为竹林养分补偿提供理论基础。(7)糙花少穗竹林土壤中微量元素浓度大小为Fe>Mn>Cu>Zn,随土层深度增加,各微量元素的浓度均呈减小趋势。各样地微量元素贮量大小为样地A>样地C>样地B1>样地B2>样地B3,其贮量大小与垦复时间及坡位关系密切。各组分微量元素浓度大小差异明显,其中各元素浓度最大值出现的组分分别为Cu:根,Mn:叶,Fe:根,Zn:鞭。各器官各微量元素的浓度大小为:秆、枝、叶、鞭、蔸均为Mn>Fe>Zn>Cu,根则是Fe>Mn>Zn>Cu。垦复竹林(样地A)和未垦复竹林(样地C)的4种微量元素的总贮量分别为25145.04和14952.48 g·hm-2,微量元素总贮量主要分配给地下部分。垦复竹林(样地A)和未垦复竹林(样地c)的4种微量元素年积累量分别为9492.3和4440.21 g·hm-2,样地A大于样地C,但归还量是样地C(1564.78)g·hm-2)略大于样地A(1502.76 g·hm-2)。年吸收量和年积累量最大的是Fe,次为Mn、Zn、Cu,但归还量是Mn>Fe>Zn>Cu。两个样地都是Cu的吸收系数最大,Fe的最小。总体来看,样地A对微量元素的吸收强度大大高于样地C。两样地的平均利用系数和各元素的利用系数差异不大。4种微量元素的循环系数大小为Mn最大,Fe最小,Cu、Zn相近,系统中Mn的存留比例最小而流动性大,Fe存留比例最大而流动性小。