冀西北3種典型林分喬木層生物量研究

郭賓良

摘 要 以冀西北龐家堡林場(chǎng)的3種林分為研究對(duì)象，對(duì)林下植被生物量進(jìn)行比較研究，結(jié)果表明：（1）3種典型林分中喬木層生物量最大的是白樺純林，最小的為油松楊樺混交林，大小排序?yàn)椋喊讟寮兞郑居退杉兞郑居退蓷顦寤旖涣帧＃?）3種典型林分的整體生物量和各樹(shù)種生物量表現(xiàn)的規(guī)律是一樣的，均為地下生物量小于地上生物量。（3）白樺、黑樺和蒙古櫟3個(gè)樹(shù)種，在3種林分中各器官的生物量大小規(guī)律是相同的，均表現(xiàn)為：樹(shù)干＞樹(shù)枝＞樹(shù)根＞樹(shù)皮＞樹(shù)葉。（4）油松楊樺混交林中的油松和白樺的樹(shù)干和樹(shù)皮生物量占比均高于兩個(gè)純林。

關(guān)鍵詞 冀西北；喬木層；生物量

中圖分類號(hào)：S718.55?????? 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A?? doi：10.13601/j.issn.1005-5215.2024.04.018

Study on the Biomass of Arbor Layer in Three Typical Forest Stands in Northwest Hebei Province

Guo Binliang

（Baoding Forest Disease and Pest Prevention and Quarantine Station，Baoding 071000，China）

Abstract The comparative study was conducted on the biomass of understory vegetation with the three typical forest stands at Pangjiapu Forest Farm in northwest Hebei Province as the research objects. The results showed as the following four aspects. （1） Among the three typical forest stands，the highest biomass of the arbor layer was in the pure Betula platyphylla forest，and the lowest was in the mixed forest of Pinus tabulaeformis and poplar birch. The order of size was： pure Betula platyphylla forest > pure Pinus tabulaeformis forest > mixed forest of Pinus tabulaeformis and poplar birch. （2） The overall biomass and each tree species biomass of the three typical forest stands exhibited the same pattern，with underground biomass being lower than aboveground biomass. The biomass patterns of various organs in the three tree species of white birch，black birch and Quercus mongolica were the same in the three forest stands，all showing as follows： trunk > branch > root > bark > leaf. （ 4 ） The proportion of trunk and bark biomass of Pinus tabulaeformis and Betula platyphylla in the mixed forest of Pinus tabulaeformis and poplar birch was higher than that in the two pure forests.

Key words northwest Hebei Province; arbor layer; biomass

生物量研究是生態(tài)學(xué)研究中的一個(gè)重要領(lǐng)域，是物質(zhì)循環(huán)和能量流動(dòng)研究的基礎(chǔ)，是群落結(jié)構(gòu)和功能的主要測(cè)度指標(biāo)之一，能反映群落的生長(zhǎng)狀況[1，2]。隨著森林可持續(xù)經(jīng)營(yíng)發(fā)展的要求，森林內(nèi)林分及樹(shù)木綜合利用水平不斷提高，現(xiàn)在森林可持續(xù)經(jīng)營(yíng)指標(biāo)除了傳統(tǒng)因子森林蓄積量、出材量等以外，還要弄清楚林地的生物量結(jié)構(gòu)，這些指標(biāo)需要通過(guò)測(cè)定生物量來(lái)完成的。林分結(jié)構(gòu)是影響森林種群內(nèi)林分生物量動(dòng)態(tài)的最主要因素之一，不同林分結(jié)構(gòu)由于生長(zhǎng)特點(diǎn)不同，處于樹(shù)木的生長(zhǎng)發(fā)育階段不同，其林分生物量有較大差異[3-5]。

本文以冀西北地區(qū)3種典型林分為研究對(duì)象，對(duì)林分喬木層的生物量相關(guān)參數(shù)進(jìn)行調(diào)查分析，從而了解該地區(qū)的3種林分的喬木層生物量、喬木層不同器官生物量的差異，以期為該地區(qū)森林經(jīng)營(yíng)提供理論依據(jù)和技術(shù)支撐[6，7]。

1 研究區(qū)概況

試驗(yàn)地為宣化區(qū)龐家堡鎮(zhèn)東偏南的龐家堡林場(chǎng)（40°34′—40°42′N，115°26′—115°31′E），坐落于燕山余脈，平均海拔850～1 500 m，最高峰海拔1 900? m，山勢(shì)陡，坡度大，屬中山類型。屬暖溫帶干旱大陸性季風(fēng)氣候，四季分明，多年平均氣溫 7.8? ℃。年平均降水量 450 mm，降水集中在7—9月，8月最多。受氣候、地形地貌的影響，土壤類型以棕壤、淋溶褐土為主。林地所在地區(qū)屬華北植物區(qū)系，有植被類型5個(gè)，包括寒溫性針葉林、溫性針葉林、落葉闊葉林、落葉闊葉灌叢、草甸等。主要針葉喬木樹(shù)種有油松（Pinus tabulaeformis）、華北落葉松（Larix principis-rupprechtii）等，主要闊葉樹(shù)種有白樺（Betula platyphylla）、山楊（Populus dayidiana）、春榆（Ulmus davidiana）、五角楓（Acer mono）、蒙古櫟（Quercus mongolica）、蒙椴（Tilia mongolica）等。

2 研究方法

2.1 樣地設(shè)置

在全面踏查的基礎(chǔ)上，選擇油松純林、白樺純林和油松楊樺混交林3種典型林分類型，

選擇本林分，每種林分類型

選取具有代表性的地段，

各設(shè)置3個(gè)大小為30 m×30 m的固定樣地，共設(shè)置9塊樣地。利用GPS和羅盤(pán)測(cè)定樣地的海拔、坡度、坡向；進(jìn)行每木檢尺，記錄樣地內(nèi)每株樹(shù)的胸徑、樹(shù)高，樣地基本情況見(jiàn)表1。

2.2 生物量測(cè)定

在標(biāo)準(zhǔn)地內(nèi)對(duì)喬木進(jìn)行每木調(diào)查，記錄喬木樹(shù)種的胸徑（D）、樹(shù)高（H）等因子。各喬木樹(shù)種單株生物量采用已有的生物量模型進(jìn)行估算，其詳細(xì)計(jì)算方法[8-11]見(jiàn)表2。

式中：W喬為喬木層總生物量（t/hm2），n為樣方內(nèi)喬木總株數(shù)（株），WAi為第i株喬木地上生物量（kg/株），WBi為第i株喬木地下生物量（kg/株），S為喬木樣方面積（m2）。

3 結(jié)果與分析

3.1 喬木層生物量

林分的喬木層是林分結(jié)構(gòu)重要組成部分，能夠截留降雨，并且是林分碳匯功能的主要承擔(dān)者。從表3可以看出，三種典型林分中喬木層生物量最大的是白樺純林，最小的為油松楊樺混交林，大小排序?yàn)椋喊讟寮兞郑居退杉兞郑居退蓷顦寤旖涣?。油松楊樺混交林中喬木層主要以油松、白樺和山楊為主，三種樹(shù)種中白樺的生物量最高，山楊最小，油松居中。

3.2 喬木層生物量組成的差異

由表3可知，三種典型林分的整體生物量和各樹(shù)種生物量表現(xiàn)的規(guī)律是一樣的，均為地下生物量小于地上生物量，比例均近似于2：8。三種林分中地上生物量大小排序?yàn)椋河退杉兞郑居退蓷顦寤旖涣郑景讟寮兞?。以?shù)種在各林分的表現(xiàn)來(lái)說(shuō)，作為白樺純林和油松楊樺混交林中的共同樹(shù)種白樺，在兩個(gè)林分中的地上生物量占比差異較小，而處于油松純林和油松楊樺混交林中的油松，在兩個(gè)林分中的地上生物量占比差異較大。

3.3 喬木層不同器官生物量的差異

從表4可以得知，林分整體生物量占比來(lái)看，樹(shù)皮與樹(shù)根的生物量規(guī)律一致，均以白樺純林的生物量最高，油松純林最低，油松楊樺混交林居中；樹(shù)干生物量表現(xiàn)為，油松楊樺混交林最高，油松純林最小，白樺純林居中；樹(shù)葉與樹(shù)枝的生物量規(guī)律是一致的，均以白樺純林的生物量為最高，油松楊樺混交林最低，油松純林居中。

喬木層不同的樹(shù)種其各器官生物量是有差異的，相同樹(shù)種處于不同林分中其各器官生物量也是有差異的。白樺、黑樺和蒙古櫟三個(gè)樹(shù)種在三個(gè)林分中各器官的具體生物量雖有不同，但是生物量的大小規(guī)律是相同的，均表現(xiàn)為：樹(shù)干＞樹(shù)枝＞樹(shù)根＞樹(shù)皮＞樹(shù)葉；油松純林和油松楊樺混交林的共同樹(shù)種油松，其各器官生物量大小排序的規(guī)律是一致的，均表現(xiàn)為：樹(shù)干＞樹(shù)枝＞樹(shù)根＞樹(shù)葉＞樹(shù)皮，但在白樺純林中的表現(xiàn)則為：樹(shù)干＞樹(shù)枝＞樹(shù)根＞樹(shù)皮＞樹(shù)葉；山楊在三個(gè)林分中均有分布，其器官生物量在油松純林和油松楊樺混交林中大小排序是一致的：樹(shù)干＞樹(shù)根＞樹(shù)枝＞樹(shù)皮＞樹(shù)葉，而在白樺純林內(nèi)表現(xiàn)與其他兩個(gè)林分則有差異，大小排序?yàn)椋簶?shù)干＞樹(shù)根＞樹(shù)皮＞樹(shù)葉＞樹(shù)枝。

所有樹(shù)種中，樹(shù)干生物量占比最小的為白樺純林中黑樺，比例為38.87%，最大的為白樺純林中的山楊，比例為51.09%；樹(shù)皮生物量占比最小為油松純林內(nèi)的油松，比例為6.96%，占比最高是白樺純林中的蒙古櫟，比例為13.51%；樹(shù)根生物量占比最小的是油松純林中油松的，比例為15.74%，占比最大的為白樺純林中的黑樺，比例為23.32%；樹(shù)枝生物量占比最小的是白樺純林中的山楊，比例為10.05%，占比最大的為白樺純林中的黑樺，比例為26.50%。樹(shù)葉生物量占比最小的是白樺純林中的白樺，比例為1.54%，占比最大的是白樺純林中的山楊，比例為10.47%。

4 結(jié)論

4.1 3種典型林分中喬木層生物量最大的是白樺純林，最小的為油松楊樺混交林，大小排序?yàn)椋喊讟寮兞郑居退杉兞郑居退蓷顦寤旖涣帧?/p>

4.2 3種典型林分的整體生物量和各樹(shù)種生物量表現(xiàn)的規(guī)律是一樣的，均為地下生物量小于地上生物量，比例均近似于2∶8。3種林分中地上生物量大小排序?yàn)椋河退杉兞郑居退蓷顦寤旖涣郑景讟寮兞帧?/p>

4.3 白樺、黑樺和蒙古櫟在種個(gè)林分中各器官的生物量大小規(guī)律是相同的，均表現(xiàn)為：樹(shù)干＞樹(shù)枝＞樹(shù)根＞樹(shù)皮＞樹(shù)葉。油松純林和油松楊樺混交林的共同樹(shù)種油松，其各器官生物量大小排序的規(guī)律是一致的，均表現(xiàn)為：樹(shù)干＞樹(shù)枝＞樹(shù)根＞樹(shù)葉＞樹(shù)皮，但在白樺純林中的表現(xiàn)則為：樹(shù)干＞樹(shù)枝＞樹(shù)根＞樹(shù)皮＞樹(shù)葉；山楊在3種林分中均有分布，其各器官生物量在油松純林和油松楊樺混交林中大小排序是一致的：樹(shù)干＞樹(shù)根＞樹(shù)枝＞樹(shù)皮＞樹(shù)葉，而在白樺純林內(nèi)表現(xiàn)與其他兩個(gè)林分則有差異，大小排序?yàn)椋簶?shù)干＞樹(shù)根＞樹(shù)皮＞樹(shù)葉＞樹(shù)枝。

4.4 所有樹(shù)種中，樹(shù)干生物量占比最小的為白樺純林中的黑樺，最大的為白樺純林中的山楊；樹(shù)皮生物量占比最小為油松純林內(nèi)的油松，占比最高是白樺純林中的蒙古櫟；樹(shù)根生物量占比最小的是白樺純林中的油松，占比最大的為白樺純林中的黑樺；樹(shù)枝生物量占比最小的是白樺純林中的山楊，占比最大的為白樺純林中的黑樺；樹(shù)葉生物量占比最小的是白樺純林中的白樺，占比最大的是白樺純林中的山楊。

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