闊葉混交林林分生物量研究

康偉

摘 要：森林生物量是森林生態(tài)系統(tǒng)的最基本數(shù)量特征，生物量數(shù)據(jù)是研究許多林業(yè)問題和生態(tài)問題的基礎。本文研究了該地區(qū)闊葉混交林林分喬木層生物量分配比例、生物量根莖比、生物量換算系數(shù)以及生物量動態(tài)變化相關規(guī)律，為制定森林經(jīng)營方案奠定一定的基礎。

關鍵詞：闊葉混交林;生物量;生物量分配比例;生物量根莖比;生物量轉換系數(shù);生物量動態(tài)變化

一、 緒論

生物量是全球森林生態(tài)系統(tǒng)中經(jīng)久不衰的研究重點之一，至今已有六十多年的研究歷史，是全球森林資源可持續(xù)經(jīng)營管理的重要指標。在20世紀90年代初期，學者對中國森林生態(tài)系統(tǒng)生物量進行了總結和分析，為我國森林生態(tài)系統(tǒng)循環(huán)研究提供了重要參數(shù)。隨著全球碳循環(huán)、植物能源的興起，生物量研究迎來了一個新的時期。

二、森林生物量研究背景

森林是地球生態(tài)系統(tǒng)中不可或缺的主要組成部分，它為人類提供了大量的木材資源、動物棲息環(huán)境，具有調(diào)節(jié)小區(qū)域氣候、改善空氣質量、防止水土流失、涵養(yǎng)水源等作用，對于森林未來動態(tài)的評估具有顯著的意義。在過去的十多年中，地球表面溫度已經(jīng)上升了0.3-0.6攝氏度，自然氣候調(diào)控已經(jīng)超出負荷，氣候變化通過溫度脅迫、水分脅迫、物候變化、生物地球化學循環(huán)等方式對森林產(chǎn)生重要的影響。能源是人類賴以生存的物質保證，在先進社會生活生產(chǎn)方面主要的能源消耗仍然以不可再生資源為主，包括煤炭、石油、天然氣等化石燃料，這些資源的使用導致大量的空氣污染以及環(huán)境污染，其剩余數(shù)量不足以滿足人類今后的需求，從可持續(xù)發(fā)展的角度考慮，新能源以及可再生生物質能源是解決當前能源枯竭問題的一個主要的方法。森林生物量是研究森林生態(tài)系統(tǒng)的重要數(shù)據(jù)指標，是多數(shù)林分模型結構的基礎，對研究大范圍區(qū)域內(nèi)，森林與環(huán)境之間的相互作用、生物地球化學循環(huán)、、能量流動、凈生產(chǎn)力、碳循環(huán)和碳管理以及評估系統(tǒng)生產(chǎn)力與環(huán)境的相互關系等都具有重要的科學價值。此外，森林生物量還是陸地生態(tài)系統(tǒng)碳計量與監(jiān)測的核心問題，例如，國家溫室氣體清單、林業(yè)碳補償項目等，經(jīng)過核準的碳匯量可用于抵消溫室氣體的排放量。正因為森林生物量的種種作用以及重要意義。主要針對森林生物量不同林分類型、不同栽植區(qū)域、以及林分生產(chǎn)力、碳儲量分布變化、區(qū)域氣候同森林生物量關系等方面進行了詳細的研究 。由此可見，森林生物量的研究對于解決全球碳循環(huán)以及生物質能源的研究有著重要的意義。

三、森林生物量測定方法

森林生物量通常包括喬木層生物量（如樹干、樹枝、樹葉、樹根）以及林下植被生物量（如灌草、苔蘚、枯枝落葉以及森林腐殖質等）。在森林當中，林分植被生物量所占比重遠遠小于喬木層林分生物量，尤其是在人工林當中。森林生物量有著不同的測定方法，相對較為準確的方法是對林分不同水平的植物進行直接收獲，分組累計測量求和，測定方法主要包括皆伐法、標準木法和相對生長法三種常規(guī)方法。

1、皆伐法：對于具有開采條件的林分，根據(jù)林分面積以及環(huán)境條件選擇適應大小的樣地，對該樣地范圍內(nèi)所有層次的植物進行全部砍伐、切割，不同植物器官重量累計求和，一次性推算單位面積各林層以及器官的生物量。采用該法測定的數(shù)據(jù)準確可靠，常作為真值與采用其他方法的估計值進行比較，但此法費時費力且具有巨大的破壞性，在實際操作中較少用于測定喬木層生物量，而常用于測定林下植被生物量。

2、標木法：①平均標準木法：首先對標準地內(nèi)的樹木進行每木檢尺，以調(diào)查樹木的胸徑或者樹高為主要區(qū)分依據(jù)，選擇能夠代表這一林分的平均木作為生物量研究的參考木，將平均木伐倒后測定不同器官的生物量，然后乘以林分密度得到林分生物量。②分層標準木法：按不同胸徑徑階或樹高將標準地樹木分成不同層次，然后在各層內(nèi)選取標準木，求得生物量后同林分密度株數(shù)相乘后得到林分總體生物量。該方法相對于天然林而言更加適合人工栽植的林分。

3、相對生長法：基于樹木器官生長量間存在協(xié)調(diào)生長的相對關系，人們在研究區(qū)內(nèi)選取多株標準木，伐倒后測定標準木的器官生物量，然后建立器官生物量與測樹指標之間的關系，然后再以實測的測樹指標推算林分生物量。此法廣泛應用于森林生物量和生產(chǎn)力的估測中。

四、森林生物量估算方法

目前，基于森林資源資料的傳統(tǒng)方法在區(qū)域尺度的森林生物量及其動態(tài)的評估中仍然占據(jù)十分重要的位置，生物量研究還可以用于校驗基于遙感信息的模型并提高其預測性能。為了更好地研究森林生物量，通常情況下人們更加關注林分特定時間空間狀態(tài)下的變化，這使得生物量動態(tài)的研究具有更高的意義，目前主要有平均生物量法和材積源生物量法等兩種常規(guī)方法。

平均生物量法是指基于野外實測標準地的平均范圍面積生物量與該森林類型的面積來估算區(qū)域尺度生物量的方法。該方法在國際生物學計劃實施期間得到廣泛應用。然而，標準地通常選擇高于研究平均生物量水平的林分，這將會高估區(qū)域尺度森林生物量。

五、森林生物量研究結論

本文通過闊葉混交林林分生物量的分析，以及從林分因素、立地因素、齡組角度對林分生物量的變化規(guī)律進行了分析。研究顯示，1、隨著林齡的增加，闊葉混交林平均生物量逐漸增加;闊葉混交林喬木層生物量隨林齡和林木大小的變化呈現(xiàn)明顯的規(guī)律性;樹干（含樹皮）、樹枝、樹葉和樹根生物量隨著林齡、林分平均直徑、林分平均高、林分斷面積、林分蓄積和林分密度的增加而增加。2、生物量分配給樹干、樹枝、樹葉和樹根的比例存在較大的變異;隨著齡級的增加，生物量分配給樹干、樹根的比例有增大趨勢，生物量分配給樹枝、樹葉的比例有減小的趨勢。3、闊葉混交林根莖比在不同齡級存在一定的變異;隨著齡級的增加，根莖比平均值成逐漸減小的趨勢;根莖比與一系列林分指標存在著顯著的變化關系;地下生物量與地上生物量均存在顯著的相關關系，所建立的方程有擬合效果較好。4、闊葉混交林樹干、樹枝、樹葉和樹根生物量換算系數(shù)都存在較大的變異;各器官生物量換算系數(shù)在幼齡林、中齡林、近熟林以及成熟林沒有明顯的變化，而在過熟林中微弱的增加或減小。隨著齡級的增加，樹枝和樹葉生物量換算系數(shù)的波動較小，樹干和樹根生物量換算系數(shù)有增加的趨勢;林分因素與生物量換算系數(shù)顯著相關;各器官生物量與立木蓄積量均存在顯著的相關關系。5、不同林分指標與闊葉林喬木層森林生物量凈增量有著明顯的關系，除林分密度外，森林生物量凈增量隨著林齡、林分平均直徑、林分平均高、林分斷面積、林分蓄積的增加而逐漸降低，其中影響最大的林分因素為林分平均直徑以及林齡。森林喬木層生物量隨著林分變量指標的增加逐漸減小。隨著林分因素的逐漸增加，林分喬木層生物量枯損量呈現(xiàn)逐漸增加的趨勢。

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（黑龍江省鶴崗市三道林場 ?黑龍江 ?鶴崗 ?154101）