廣西高峰林場44年生灰木蓮人工林生物量的研究

黃群珍，張才澤

(1.廣西國有高峰林場，廣西 南寧 530001;2.廣西南寧樹木園，廣西 南寧 530031)

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廣西高峰林場44年生灰木蓮人工林生物量的研究

黃群珍1，張才澤2

(1.廣西國有高峰林場，廣西 南寧 530001;2.廣西南寧樹木園，廣西 南寧 530031)

摘要通過選擇代表性標(biāo)準(zhǔn)地，對廣西高峰林場界牌分場44年生灰木蓮人工林的生物量進(jìn)行了研究。結(jié)果表明：灰木蓮人工林平均木單株生物量為473.49 kg;單株生物量隨徑階的增大而增加;32 cm徑階的最大,為842.6 kg;18 cm徑階的最小,為225.1 kg。

關(guān)鍵詞灰木蓮；人工林；生物量

Biomass of 44-year-oldManglietiaglaucaPlantation in

Gaofeng Forest Farm of Guangxi Zhuang Autonomous Region

Huang Qunzhen1, Zhang Caize2

(1.Guangxi State-Owned Gaofeng Forest Farm, Nanning 530001,China;

2.Guangxi Nanning Arboretum,Nanning 530031,China)

AbstractThrough selecting representative standard, the biomass of 44-year-oldManglietiaglaucaplantation in Jiepai sub-farm of Gaofeng forest farm in Guangxi Zhuang Autonomous Region was studied. Result shows that biomass per plant forManglietiaglaucaplantation is 473.49 kg; the biomass per plant increase with the increase of the diameter; the biomass of the 32 cm diameter is maximum , being 842.6 kg;the biomass of the 18 cm diameter is minimum, being 225.1 kg.

Key wordsManglietiaglauca;plantation;biomass

森林生物量為一定時期內(nèi)單位面積上有機(jī)物質(zhì)的干質(zhì)量，反映了該時期內(nèi)林木凈生產(chǎn)力的積累總量，是研究森林生態(tài)系統(tǒng)結(jié)構(gòu)和功能的最基本數(shù)據(jù)。生物量的研究主要分為3個時期[1]:(1)Liebig以前，為萌芽期；(2)從Liebig到國際生物學(xué)計劃(IBP)，為研究初期；(3)IBP以后，為研究盛期。在IBP之前，僅少數(shù)科學(xué)家對森林生物量進(jìn)行研究，且只關(guān)注片段的生理過程，未從系統(tǒng)的高度上研究物質(zhì)生產(chǎn)[2]。近年來，森林生態(tài)系統(tǒng)的生物量研究已不斷地向廣度和深度方向發(fā)展[3]?；夷旧徥俏覈戏秸滟F的鄉(xiāng)土樹種之一，是一種生長快、材質(zhì)極佳、樹型優(yōu)美的樹種[4]。但國內(nèi)有關(guān)灰木蓮的研究甚少，且主要集中在引種方面，至今未見有關(guān)灰木蓮人工林生物生產(chǎn)力的報道。

因此，本文通過對廣西高峰林場44年生灰木蓮人工林生物量的研究，以揭示灰木蓮生長過程和生物量的積累特征及其變化規(guī)律，為灰木蓮人工林經(jīng)營管理提供理論依據(jù)。

1試驗材料與方法

1.1試驗地的基本情況

試驗地位于廣西南寧市北郊的廣西高峰林場界牌分場，地理位置為108°21′ E，22°58′ N，地處南寧盆地的北緣，大明山山脈南伸的西支，林地平均海拔300 m以下。試驗地為灰木蓮純林，調(diào)查時林分年齡為44 a，林分密度為700株·hm-2，郁閉度為0.7，林分平均樹高為23.1 m，平均胸徑(帶皮)為26.4 cm。林下植被主要有千年桐(Aleuritesmontana)、鴨腳木(Scheffleraoctophylla)、狗脊(Cibotiumlarometz)等，蓋度60%，枯落物層厚度3～5 cm。

在調(diào)查試驗地的基礎(chǔ)上，分別在坡向、坡度、坡位相似，海拔高度基本一致的灰木蓮人工林中建立20 m×20 m標(biāo)準(zhǔn)地3塊，測定各林分樹木的樹高、胸徑和冠幅，根據(jù)調(diào)查結(jié)果進(jìn)行統(tǒng)計分析。

1.2生物量的測定

根據(jù)調(diào)查統(tǒng)計結(jié)果，選取有代表性8株徑階胸徑依次為18、20、22、24、26、28、30、32 cm的灰木蓮平均木作為標(biāo)準(zhǔn)樣木。對8株灰木蓮標(biāo)準(zhǔn)木采用分層切割法測定樣木的生物量，即將樣木伐倒，地上部分采用Monsic分層切割法，每2 m為一區(qū)分段，分干材、干皮、活枝、枯枝、葉，地下部分根系采用全根挖掘法，按根蔸、粗根(根系直徑≥2.0 cm)、中根(0.5~2 cm)、細(xì)根(0.5 cm)，野外測定鮮質(zhì)量，采集各組分部分樣品200~300 g，帶回實驗室在85 ℃ 恒溫下烘干至恒質(zhì)量。同時多點取樣供測定各器官的含水率、干質(zhì)量，以平均木各器官的平均干質(zhì)量來推算喬木層生物量。測定各器官的含水率及干質(zhì)量，從而計算出標(biāo)準(zhǔn)木的生物量，以推算林分生物量。標(biāo)準(zhǔn)木生物量的計算公式為：

W=W1+W2+W3+W4+W5+W6+W7+W8+W9

其中：W為全株干質(zhì)量；W1為干材干質(zhì)量；W2為干皮干質(zhì)量；W3為活枝干質(zhì)量；W4為枯枝干質(zhì)量；W5為樹葉干質(zhì)量；W6為根蔸干質(zhì)量；W7為粗根干質(zhì)量；W8為細(xì)根干質(zhì)量；W9為吸收根干質(zhì)量。

林分生物量的計算公式為：

其中：W為林分生物量；Wi為標(biāo)準(zhǔn)木的生物量；G為單位面積林木的總胸高斷面積；gi為標(biāo)準(zhǔn)木的胸高斷面積。

根據(jù)建立和選定的優(yōu)化器官生物量方程，將林分各徑階的平均木生物量乘以相應(yīng)徑階株樹得到各徑階的器官生物量，然后把各徑階不同器官生物量累加即得各徑階的林分生物量，將不同徑階林分生物量相加即得林分喬木層生物量。

2結(jié)果與分析

2.1灰木蓮生物量回歸模型的建立

利用選擇標(biāo)準(zhǔn)木的胸徑、樹高和各器官生物量的數(shù)據(jù)，選擇相對生長式W=a(D2H)b，建立灰木蓮各器官的生物量與胸徑和樹高的回歸方程，采用改進(jìn)單純形法[5]，求得參數(shù)a、b的值，進(jìn)而得到灰木蓮喬木層各器官生物量的回歸模型(表1)。該模型回歸方程式相關(guān)系數(shù)均很高，除最低的樹葉相關(guān)系數(shù) (0.934 976)外，其他均在0.96%以上，整株的相關(guān)系數(shù)最高，為0.995 810。整體表明具有良好的相關(guān)性，均可用于計算喬木層的生物量。

表1　 灰木蓮生物量回歸模型

2.2灰木蓮單株生物量及其分配

不同胸徑大小的灰木蓮生長特性的差異影響了林木的生物量和分配。如表2和圖1顯示，灰木蓮單株生物量隨著林木徑階的增大而增大。18 cm徑階標(biāo)準(zhǔn)木生物量為225.1 kg，32 cm徑階的為842.6 kg。

從表2還可以分析出，不同林齡各器官生物量及其分配的大小順序存在著明顯的差異和一定的規(guī)律。18 cm和20 cm徑階的灰木蓮各器官生物量的排序為干根蔸粗根活枝中根細(xì)根枯枝葉；22、24和26徑階的灰木蓮均為干根蔸活枝粗根中根細(xì)根枯枝葉；28、30和30徑階的均為干活枝根蔸粗根中根細(xì)根枯枝葉。表明隨著徑階增加，活枝在生物量中所占的比例越來越大。林木種活枝直接代表著樹冠，樹冠作為林木同化器官分布中心，它的差異既影響到地上部分器官的垂直分布和空間分配，又影響到樹冠各部分獲取光照的強(qiáng)度，進(jìn)而影響植物的能量交換和有機(jī)物的積累。冠幅大則能占據(jù)更大的空間，從而吸收更多的光照，積累更多的有機(jī)物，讓林木長得更好，干材更粗壯。

表2　灰木蓮人工林平均木單株生物量及其分配　kg·株-1

圖1灰木蓮單株生物量

3結(jié)論與討論

灰木蓮人工林18 cm徑階標(biāo)準(zhǔn)木生物量為225.1 kg,20徑階的278.9 kg,22徑階的為294.56 kg,24徑階的為376.8 kg,26徑階的為463.5 kg,28徑階的為630.0 kg,30徑階的為676.4 kg,32徑階的為842.6 kg。其中樹干的生物量就占了60%以上，而32徑階的最大達(dá)到72.68%，干材生物量百分比雖沒馬尾松和杉木多，但卻比很多造林樹種都要高，因此灰木蓮具有作為工業(yè)用材林的潛力和經(jīng)濟(jì)價值，這是同科其他樹種無法比擬的優(yōu)勢。同時林下植被也較為豐富，灰木蓮人工林有著較強(qiáng)的自肥能力，有利于林木的生長發(fā)育和森林撫育。

同時灰木蓮的徑階越大，其枝生物量和所占比例也越大，枝冠作為林木同化器官分布中心，它的差異既影響到地上部分器官的垂直分布和空間分配，又影響到樹冠各部分獲取光照的強(qiáng)度，進(jìn)而影響植物的能量交換和有機(jī)物的積累。冠幅大則能占據(jù)更大的空間，從而吸收更多的光照，積累更多的有機(jī)物，所以活枝樹冠大的能夠積累更多的有機(jī)物來讓林木長得更好，干材更粗壯?？梢酝ㄟ^研究合理規(guī)劃，來增加灰木蓮人工林的干材生物量。

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中圖分類號：S792.99

文獻(xiàn)標(biāo)識碼：A

doi:10.13601/j.issn.1005-5215.2016.02.002

文章編號:1005-5215(2016)02-0004-03

作者簡介：黃群珍(1988-)，男，廣西南寧人，大學(xué)，助理工程師，現(xiàn)從事對外造林管理工作.

收稿日期：2015-11-06