复合型防火林带主要桦木树种不同器官生物量积累的研究

郭颖涛　于景华

摘要 文章主要基于牡丹江江山娇实验林场复合型防火林带，以白桦、黑桦和枫桦为研究对象，共选择15块标准样地，利用相对生长法进行计算和分析。结果表明：白桦随着树龄和胸径增大，干材、树枝生物量在总生物量中占比逐渐上升并趋于稳定。白桦树皮、树叶、树根生物量在总生物量所占比均有随着树龄和胸径的增大逐渐下降的趋势，且在后期趋于稳定。黑桦干材、树根生物量在总生物量占比随着树龄增加具有明显降低趋势，其中树根降低幅度较大，变化趋势明显，树干降低幅度较小且变化均匀。树枝、树叶生物量随树龄增加有逐渐上升趋势。干材生物量在单株总生物量中占比不足50%，树叶生物量在单株总生物量中所占比基本维持在一个相对平衡状态。枫桦干材和树枝生物量在总生物量中占比随着树龄和胸径增加有逐渐增加的趋势，枫桦树叶、树皮和树根生物量在总生物量中占比有随着树龄和胸径的增加逐渐降低的变化趋势，其中树叶生物量占比变化均匀，树皮和树根生物量变化幅度较大。

关键词：防火林带；桦木；生物量；器官

中图分类号：S762.3 文献标识码 A 文章编号 0517-6611（2015）08-128-02

生物防火林带建设是森林防火的一项战略性工程，是绿色生态防火的重要措施之一，能够有效控制大规模森林火灾的产生和蔓延[1]。复合型防火林带是以防火树种兴安落叶松为主，附有少许阔叶树种的针阔混交新型生物防火林带，具有很强的代表性和推广价值[2]。桦木树种是复合型防火林带重要的伴生阔叶树种，主要包括黑桦、白桦和枫桦，均属典型先锋树种，萌芽能力较强，抗火性居中，抗火等级为Ⅲ[3]。桦木树种抗火能力除与树种本身有关外，还与其各器官生物量积累密切相关。笔者基于牡丹江江山娇实验林场复合型防火林带，以白桦、黑桦和枫桦为研究对象，研究其不同器官生物量积累情况。

1 研究地概况与研究方法

江山娇实验林场位于黑龙江省宁安市镜泊湖乡境内，总面积18 217 hm2，森林蓄积量168万m3，是我国东北地区林业科学实验示范和森林种子资源保存基地。研究区位于江山娇场区南山80林班、85林班，地理坐标为128°57′11″E，43°51′04″N，以落叶松林为主，针阔混交林中主要的阔叶树有白桦、黑桦、枫桦、水曲柳、胡桃楸、黄波罗、椴树等[4]。

1.1 样地设置

1.1.1 样地选择。

根据牡丹江林区江山娇林场森林分布图，在林区路线踏查的基础上，在事先确定的复合型生物防火林带内进行野外考察，选取立地条件、树种构成、林龄大致一致的，具有森林完整性和代表性的地区设立样地，采用GPS精确定位。

1.1.2 样地面积。

样地正常选用正方形或者长方形，常规在一般森林中可以取20 m×20 m。

1.1.3 样地记载。

在测定样地时，应按要求记录编号、自然条件以及各种相关数据，如样地乔木层树种组成、林龄、土壤厚度、结构及下木的状况等。

1.2 生物量测定方法 选用相对生长法进行测算，相对生长法也叫维量分析法、回归式法或者相关曲线法[5]。该文采用实践性较强的方程W=aDb，并据已有寒温带白桦、黑桦和枫桦各器官的回归方程进行生物量计算[6]。

2 结果与分析

2.1 白桦 以在样地调查中获得的江山娇复合型防火林带中白桦标准木胸径D为X轴，干材、树枝、树皮、树叶、树根以及地上部分生物量W为Y轴，绘制白桦各器官生物量与胸径的关系曲线（图1）。白桦各器官生物量随胸径的增长有增大的趋势，而且这种趋势愈来愈明显。单株白桦生物量主要集中于干材和树根，其他依次为树枝、树皮、树叶。

2.2 黑桦 由表1可知，黑桦干材、树根生物量在总生物量中占比随着树龄增加具有明显的降低趋势，其中树根生物量降低幅度比较大，变化趋势明显，而树干生物量降低幅度较小且变化均匀。树枝、树叶生物量有随树龄增加而逐渐上升的趋势。120 a树龄黑桦干材生物量仅占单株总生物量的49.83%。这和黑桦成熟林生态习性紧密相关，此时树干基本停止生长，单株营养绝大部分被运输到树枝部分。黑桦树叶生物量在其整个生长过程中变化不大，在单株总生物量中所占比例基本维持在一个平衡状态，不管是在幼龄期、中龄期，还是在成熟期、过熟期，均基本保持在10%～11%之间。

2.3 枫桦 由表2可知，枫桦干材和树枝生物量在总生物量中占比随着树龄和胸径的增加有逐渐增加的趋势，枫桦树叶、树皮和树根生物量在总生物量中占比有随着树龄和胸径的增加逐渐降低的变化趋势，其中树叶生物量占比变化均匀，幅度不大，而树皮和树根生物量变化幅度较大。

3 结论

（1）白桦随着林龄和胸径的增大，干材、树枝生物量在总生物量中占比增大，具有逐渐上升并趋于稳定的趋势。白桦树皮、树叶、树根生物量在总生物量所占比例趋势基本一致，都有随着林龄和胸径的增大逐渐下降的趋势，且在后期趋于稳定。白桦的树根在单株总生物量占比较大，10 a龄木的树根生物量在总生物量中占比高达30.36%。

（2）黑桦干材、树根生物量在总生物量中占比随着树龄增加具有明显降低趋势，其中树根生物量降低幅度较大，变化趋势明显，树干生物量降低幅度较小且变化均匀。树枝、树叶生物量随树龄增加有逐渐上升趋势。120 a龄木干材生物量在单株总生物量中占比不足50%，树叶生物量在单株总生物量中所占比基本维持在一个相对平衡状态，变化不大。

（3）枫桦干材和树枝生物量在总生物量中占比随着树龄和胸径的增加有逐渐增加的变化趋势，枫桦树叶、树皮和树根生物量在总生物量中占比有随着树龄和胸径的增加逐渐降低的变化趋势，其中树叶生物量占比变化均匀，幅度不大，而树皮和树根生物量变化幅度较大，较明显。

参考文献

[1] 郑焕能，胡海清.生物工程防火展望[J].生物防火研究，1995（5）：24-27.

[2] 张立坤，颜元庭.森林防火综合阻隔带的研究[J].林业科技，1994（5）：24-25.

[3] 单延龙，刘乃安，杜建华.大兴安岭主要树种抗火性的分析与排序[J].东北林业大学学报，2005（6）：23-26.

[4] 崔先江.江山娇林场森林资源状况分析[J].林业勘察设计，2013（4）：31-32.

[5] 罗云建，张小全，王效科，等.森林生物量的估算方法及其研究进展[J].林业科学，2009（8）：129-134.

[6] 李飞.中国北方主要森林树种生物量格局的研究[D].北京：华北电力大学，2010.