广西高峰林场44年生灰木莲人工林生物量的研究

黄群珍，张才泽

(1.广西国有高峰林场，广西 南宁 530001;2.广西南宁树木园，广西 南宁 530031)



广西高峰林场44年生灰木莲人工林生物量的研究

黄群珍1，张才泽2

(1.广西国有高峰林场，广西 南宁 530001;2.广西南宁树木园，广西 南宁 530031)

摘要通过选择代表性标准地，对广西高峰林场界牌分场44年生灰木莲人工林的生物量进行了研究。结果表明：灰木莲人工林平均木单株生物量为473.49 kg;单株生物量随径阶的增大而增加;32 cm径阶的最大,为842.6 kg;18 cm径阶的最小,为225.1 kg。

关键词灰木莲；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

森林生物量为一定时期内单位面积上有机物质的干质量，反映了该时期内林木净生产力的积累总量，是研究森林生态系统结构和功能的最基本数据。生物量的研究主要分为3个时期[1]:(1)Liebig以前，为萌芽期；(2)从Liebig到国际生物学计划(IBP)，为研究初期；(3)IBP以后，为研究盛期。在IBP之前，仅少数科学家对森林生物量进行研究，且只关注片段的生理过程，未从系统的高度上研究物质生产[2]。近年来，森林生态系统的生物量研究已不断地向广度和深度方向发展[3]。灰木莲是我国南方珍贵的乡土树种之一，是一种生长快、材质极佳、树型优美的树种[4]。但国内有关灰木莲的研究甚少，且主要集中在引种方面，至今未见有关灰木莲人工林生物生产力的报道。

因此，本文通过对广西高峰林场44年生灰木莲人工林生物量的研究，以揭示灰木莲生长过程和生物量的积累特征及其变化规律，为灰木莲人工林经营管理提供理论依据。

1试验材料与方法

1.1试验地的基本情况

试验地位于广西南宁市北郊的广西高峰林场界牌分场，地理位置为108°21′ E，22°58′ N，地处南宁盆地的北缘，大明山山脉南伸的西支，林地平均海拔300 m以下。试验地为灰木莲纯林，调查时林分年龄为44 a，林分密度为700株·hm-2，郁闭度为0.7，林分平均树高为23.1 m，平均胸径(带皮)为26.4 cm。林下植被主要有千年桐(Aleuritesmontana)、鸭脚木(Scheffleraoctophylla)、狗脊(Cibotiumlarometz)等，盖度60%，枯落物层厚度3～5 cm。

在调查试验地的基础上，分别在坡向、坡度、坡位相似，海拔高度基本一致的灰木莲人工林中建立20 m×20 m标准地3块，测定各林分树木的树高、胸径和冠幅，根据调查结果进行统计分析。

1.2生物量的测定

根据调查统计结果，选取有代表性8株径阶胸径依次为18、20、22、24、26、28、30、32 cm的灰木莲平均木作为标准样木。对8株灰木莲标准木采用分层切割法测定样木的生物量，即将样木伐倒，地上部分采用Monsic分层切割法，每2 m为一区分段，分干材、干皮、活枝、枯枝、叶，地下部分根系采用全根挖掘法，按根蔸、粗根(根系直径≥2.0 cm)、中根(0.5~2 cm)、细根(0.5 cm)，野外测定鲜质量，采集各组分部分样品200~300 g，带回实验室在85 ℃ 恒温下烘干至恒质量。同时多点取样供测定各器官的含水率、干质量，以平均木各器官的平均干质量来推算乔木层生物量。测定各器官的含水率及干质量，从而计算出标准木的生物量，以推算林分生物量。标准木生物量的计算公式为：

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

其中：W为全株干质量；W1为干材干质量；W2为干皮干质量；W3为活枝干质量；W4为枯枝干质量；W5为树叶干质量；W6为根蔸干质量；W7为粗根干质量；W8为细根干质量；W9为吸收根干质量。

林分生物量的计算公式为：

其中：W为林分生物量；Wi为标准木的生物量；G为单位面积林木的总胸高断面积；gi为标准木的胸高断面积。

根据建立和选定的优化器官生物量方程，将林分各径阶的平均木生物量乘以相应径阶株树得到各径阶的器官生物量，然后把各径阶不同器官生物量累加即得各径阶的林分生物量，将不同径阶林分生物量相加即得林分乔木层生物量。

2结果与分析

2.1灰木莲生物量回归模型的建立

利用选择标准木的胸径、树高和各器官生物量的数据，选择相对生长式W=a(D2H)b，建立灰木莲各器官的生物量与胸径和树高的回归方程，采用改进单纯形法[5]，求得参数a、b的值，进而得到灰木莲乔木层各器官生物量的回归模型(表1)。该模型回归方程式相关系数均很高，除最低的树叶相关系数 (0.934 976)外，其他均在0.96%以上，整株的相关系数最高，为0.995 810。整体表明具有良好的相关性，均可用于计算乔木层的生物量。

表1　 灰木莲生物量回归模型

2.2灰木莲单株生物量及其分配

不同胸径大小的灰木莲生长特性的差异影响了林木的生物量和分配。如表2和图1显示，灰木莲单株生物量随着林木径阶的增大而增大。18 cm径阶标准木生物量为225.1 kg，32 cm径阶的为842.6 kg。

从表2还可以分析出，不同林龄各器官生物量及其分配的大小顺序存在着明显的差异和一定的规律。18 cm和20 cm径阶的灰木莲各器官生物量的排序为干根蔸粗根活枝中根细根枯枝叶；22、24和26径阶的灰木莲均为干根蔸活枝粗根中根细根枯枝叶；28、30和30径阶的均为干活枝根蔸粗根中根细根枯枝叶。表明随着径阶增加，活枝在生物量中所占的比例越来越大。林木种活枝直接代表着树冠，树冠作为林木同化器官分布中心，它的差异既影响到地上部分器官的垂直分布和空间分配，又影响到树冠各部分获取光照的强度，进而影响植物的能量交换和有机物的积累。冠幅大则能占据更大的空间，从而吸收更多的光照，积累更多的有机物，让林木长得更好，干材更粗壮。

表2　灰木莲人工林平均木单株生物量及其分配　kg·株-1

图1灰木莲单株生物量

3结论与讨论

灰木莲人工林18 cm径阶标准木生物量为225.1 kg,20径阶的278.9 kg,22径阶的为294.56 kg,24径阶的为376.8 kg,26径阶的为463.5 kg,28径阶的为630.0 kg,30径阶的为676.4 kg,32径阶的为842.6 kg。其中树干的生物量就占了60%以上，而32径阶的最大达到72.68%，干材生物量百分比虽没马尾松和杉木多，但却比很多造林树种都要高，因此灰木莲具有作为工业用材林的潜力和经济价值，这是同科其他树种无法比拟的优势。同时林下植被也较为丰富，灰木莲人工林有着较强的自肥能力，有利于林木的生长发育和森林抚育。

同时灰木莲的径阶越大，其枝生物量和所占比例也越大，枝冠作为林木同化器官分布中心，它的差异既影响到地上部分器官的垂直分布和空间分配，又影响到树冠各部分获取光照的强度，进而影响植物的能量交换和有机物的积累。冠幅大则能占据更大的空间，从而吸收更多的光照，积累更多的有机物，所以活枝树冠大的能够积累更多的有机物来让林木长得更好，干材更粗壮。可以通过研究合理规划，来增加灰木莲人工林的干材生物量。

参考文献：

[1] 方精云.全球生态学-气候变化与生态响应[M].北京:高等教育出版社,2000

[2] Andersson F O,Agren,G I,Fuhrer,E.Sustainable tree biomass production[J].Forest Ecology and management,2000，132:51-62

[3] Whittaker R H，G M Liken.Carbon in the biota[M]//G M Woodwell；E V Pecan ed. Carbon and the biophere, National Technical Information service CONF720510, pringfeild, VA,1975

[4] 冯宗炜,陈楚莹,张家武,等.湖南会同地区马尾松林生物量的测定[J].林业科学,1982, 18(2):127-134

[5] 徐爱源,蔡国荣,龚德海,等. 木兰科稀有濒危植物种类迁地保护[J].江西林业科技, 2004,32 (05)：30-53

中图分类号：S792.99

文献标识码：A

doi:10.13601/j.issn.1005-5215.2016.02.002

文章编号:1005-5215(2016)02-0004-03

作者简介：黄群珍(1988-)，男，广西南宁人，大学，助理工程师，现从事对外造林管理工作.

收稿日期：2015-11-06