帽兒山林場森林生物量估測方法的研究

李國春，趙佳

（黑龍江省林業(yè)監(jiān)測規(guī)劃院，黑龍江 哈爾濱 150080）

森林作為陸地生態(tài)系統(tǒng)的主體，森林植被生物量約占全球陸地植被生物量的85%。森林生物量是森林固碳能力的重要指標(biāo)，也是評估區(qū)域森林碳平衡的重要參數(shù)[1]。

1 研究地區(qū)概況

試驗區(qū)設(shè)在東北林業(yè)大學(xué)帽兒山實驗林場，位于黑龍江省尚志市帽兒山鎮(zhèn)境內(nèi)。東部以自然山脈與尚志市黑龍宮、小九林場相鄰，南部以哈綏鐵路與國有林場局所轄的帽兒山林場為界，西部和北部以自然分水嶺為界與阿城市平山林場、山河林場相接壤。位于127°30′—127°34′E、45°20′—45°25′N，南北長30km，東西寬26km，總面積26 291hm2，共劃分10個森林經(jīng)營施業(yè)區(qū)，151個林班和3 075個小班。林區(qū)平均海拔300m，最高海拔805m。大陸性氣候較為明顯，屬溫帶季風(fēng)氣候，四季比較分明。土壤多為暗棕色森林土，有機質(zhì)含量較高，土壤下層為巖石[2]。

研究區(qū)域植被屬長白植物區(qū)系，是東北東部山區(qū)較典型的天然次生林區(qū)。地帶性頂極群落為紅松闊葉林，經(jīng)過采伐和其他人為破壞后形成各種類型的天然次生林和人工林，如山楊林、白樺林、雜木林、蒙古櫟林、硬闊葉林和人工針葉林（落葉松、紅松、樟子松、云杉等），林場森林覆被率為70.2%[3]。

2 研究方法

本文采用東北林業(yè)大學(xué)帽兒山試驗林場2004年固定樣地調(diào)查數(shù)據(jù)，主要包含263個固定樣地的樣地號、樣地面積、橫坐標(biāo)、縱坐標(biāo)、海拔、郁閉度、蓄積等因子開展研究。

利用帽兒山地區(qū)的固定樣地數(shù)據(jù)，根據(jù)一元生物量預(yù)估模型，計算得到每株喬木生物量，將每株樣木的生物量求和后得到各樣地的總生物量。然后運用GIS軟件中的空間插值功能計算出整個帽兒山地區(qū)的生物量，再用SPSS軟件包對插值所得的生物量與實際生物量進(jìn)行T檢驗，判斷兩者之間差異是否顯著，并根據(jù)坐標(biāo)建立生物量的空間數(shù)據(jù)庫，使其具有查詢功能[4]。

3 結(jié)果與分析

3.1 生物量計算

對每個樣地的檢尺數(shù)據(jù)分別樹種按生物量模型進(jìn)行計算，得到每個樣地的總生物量數(shù)據(jù)[5]，利用Arcview軟件的插值功能得到整個帽兒山地區(qū)的生物量空間分布數(shù)據(jù)，見圖1。

圖1 帽兒山地區(qū)插值圖

3.2 精度檢驗

本文從273個固定樣地中隨機抽取72塊樣地的生物量真實值與理論值作為精度檢驗的獨立樣本。

利用SPSS軟件進(jìn)行精度檢驗，得到T檢驗的結(jié)果，見表1和表2。由方差齊次性檢驗結(jié)果可以看出，顯著性水平為0.46，其值＞0.05，兩組樣本符合方差一致性的條件。T檢驗中，顯著性水平為0.229，大于0.05，由插值計算出來的樣地生物量與實際的生物量無顯著差異，因此插值方法可行。

表1 樣本數(shù)據(jù)統(tǒng)計值

表2 2組獨立樣本的T檢驗

3.3 生物量查詢

利用帽兒山實驗林場固定樣地的生物量數(shù)據(jù)，經(jīng)過插值計算后得到整個帽兒山地區(qū)的生物量分布。在Arcview軟件下可以隨時查詢每一個坐標(biāo)點的生物量屬性。這樣我們就根據(jù)經(jīng)緯度建立起了帽兒山實驗林場的空間生物量分布圖。

在Arcview中只需點擊查詢按鈕，便可任意查詢每一點的生物量。如圖2所示。

圖2 生物量查詢

4 結(jié)論

本文利用帽兒山地區(qū)固定樣地調(diào)查數(shù)據(jù)，根據(jù)生物量模型得到樣地生物量，進(jìn)一步通過空間插值的方法得到整個地區(qū)的生物量空間分布數(shù)據(jù)，并運用SPSS軟件進(jìn)行精度檢驗，檢驗結(jié)果表明插值法得到的生物量值與實際值之間的差異不顯著，因此該方法可行，操作簡便并且精度較高?？臻g插值的方法可以根據(jù)較少的數(shù)據(jù)推算出較大面積的數(shù)據(jù)，且結(jié)果精度滿足要求，可節(jié)省大量的調(diào)查工作，建立的生物量空間數(shù)據(jù)庫，更加直觀實用，可以隨時進(jìn)行查詢，能夠廣泛用于生產(chǎn)和實踐。

[1]馮宗煒.中國森林生態(tài)系統(tǒng)的生物量和生產(chǎn)力[M].北京：科學(xué)出版社，1999，23（1）：13－14

[2]項文化，田大倫，閆文德.森林生物量與生產(chǎn)力研究綜述[J].中南林業(yè)調(diào)查規(guī)劃，2003，22（3）：57－64

[3]李永兵，陳旭瑞，胡俊峰.基于GIS的地質(zhì)數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)：研究現(xiàn)狀和發(fā)展趨勢[J].地球物理學(xué)，2002，17（3）：523－539

[4]方精云.北半球中高緯度的森林碳庫可能遠(yuǎn)小于目前的估算[J].植物生態(tài)學(xué)報，2000，24（5）：635－638

[5]吳剛，馮宗煒.中國寒溫帶、溫帶落葉松林群落生物量的研究概述[J].東北林業(yè)大學(xué)學(xué)報，1995，23（1）：95－101