长宁县竹林生物量研究

曹明勇，张 峰，刘立斌

(1.广州华凯林业有限公司，广东 广州 510530；2.广东省岭南综合勘察设计院，广东 广州 510500)



长宁县竹林生物量研究

曹明勇1，张 峰2，刘立斌1

(1.广州华凯林业有限公司，广东 广州 510530；2.广东省岭南综合勘察设计院，广东 广州 510500)

以四川长宁县为研究对象，选取毛竹、硬头黄竹和苦竹为长宁县代表竹种，采用随机抽样方法布点，对毛竹、硬头黄竹和苦竹分年龄、径阶进行了生物量调查，分析了竹林各器官生物量在年龄上的分布并通过建立年龄、直径与生物量的关系模型以及模型的精度检验选取毛竹、硬头黄竹和苦竹的最优生物量模型。结果表明：竹各器官地上部分生物量大小排序为：竿>枝>叶，毛竹生物量在年龄上的分布为：3年龄>2年龄>1年龄；硬头黄竹各器官地上部分生物量大小排序为：竿>枝>叶，硬头黄竹生物量在年龄上的分布为：3年龄>2年龄>1年龄；苦竹各器官地上部分生物量大小排序为：竿>枝>叶，苦竹生物量在年龄上的分布为：3年龄>2年龄>1年龄。毛竹生物量模型：W=0.581×(A×D×D)0.617，硬头黄竹生物量模型：W=-5.548+2.032×D+0.544×A，苦竹生物量模型：W=-1.845+0.723×D+0.478×A。

生物量；竹林；长宁县

1　引言

生物量是指单位面积上存在的有机体的干重总量或植物所有种的有机物干重总量，是森林资源重要的测度指标之一[1]。通过测定和分析植物现存量和新增生物量及其在器官中的分配可以为植物生活史、陆地生态系统碳循环、群落动态、植物演化趋势、全球变化模拟等研究提供基础数据为森林生产管理、培育优质树种、保护珍贵林木资源提供理论参考[2，3]。生物量与生物量模型息息相关，生物量模型是以模拟林分内树木各分量(干、枝、叶、根等)干物质重量为基础的一类模型，它是通过样本观测值建立树木各分量干重与树木其他测树因子之间的一个或一组数学表达式[4]。竹林是四川生态经济产业体系建设的切入点和发展重点[5]。随着四川生态经济建设不断发展，特别是随着国家天然林保护工程和退耕还林工程的实施，一些科技含量高、优质速生、产业禀赋突出的竹种得到了区域规模化推广。

2　研究区域概况

长宁县位于四川盆地南缘，宜宾市腹心地带，地理坐标为东经104°44′22″～105°03′30″，北纬28°15′18″～28°47′48″，南北长约60 km，东西宽30 km，全县辐员面积1000.2 km2。长宁县东临江安，南界兴文、西与高县、珙县交邻，并紧靠宜珙铁路，北与南溪区、宜宾市翠屏区相连。长宁县南北两端小，中腹较大，地势南高北低，南部为中低山，中北部为丘陵。地势南高北低，海拔245.9～1408.5 m。长宁县属四川盆地中亚热带湿润性季风气候，温暖湿润，无霜期长，雨热同季，四季分明，年均气温18.3 ℃，年均降雨量1141.7 mm，年日照时数987.6 h，无霜期达357 d。

3　调查与统计方法

3.1样地设置

本研究采用GIS空间分析功能进行样地布点，以2000 m×2000 m的间距生成样点图层，进行统一编号，以随机产生的起始编号，按相等间距选择实测样地(20 m×20 m)，最终选取毛竹样地9个，硬头黄竹样地9个，苦竹样地9个。

3.2生物量调查

在样地中随机选取不同年龄和直径的样竹共108株(毛竹、硬头黄竹和苦竹各36株)在竿基处锯断，取下竹竿、竹枝和竹叶，立即进行鲜重的测定并分别取样100～200 g将样品带回实验室先在105 ℃高温下杀青30 min，再在85 ℃恒温下烘干30 min，计算各样品的含水率，在野外测定鲜重值的基础上换算成各个器官的干重。

3.3生物量方程拟合

本研究要针对不同年龄不同直径的竹林生物量变化，选用A(年龄)，D(直径)，AD，AD2作为变量，选择的生物量模型方程式如表1所示。

表1　拟合模型与模型方程

3.4生物量模型检验

为了更好地对所建立的模型进行检验，本研究采用以下3个指标对所建立的生物量模型进行评价。

(1)

(2)

(3)

RS%，EE%是检验模型是否存在系统偏差的指标，而P%则是检验模型用来预测效果好坏的一个重要指标。

4　结果与分析

4.1不同年龄单株生物量分布

本研究根据实测的毛竹、硬头黄竹和苦竹生物量数据，分别统计各龄级单株生物量构成，由表2、表3和表4可知，毛竹各器官地上部分生物量大小排序为竿>枝>叶，生物量在年龄上的分布为：3年龄>2年龄>1年龄，竿生物量、枝平生物量、叶生物量和地上部分生物量随年龄的增加而增加；硬头黄竹竹各器官地上部分生物量大小排序为竿>枝>叶，生物量在年龄上的分布为：2年龄>3年龄>1年龄，竿生物量和地上部分生物量随年龄的增加先增加后减少，枝平生物量和叶生物量随年龄的增加而增加；苦竹竹各器官地上部分生物量大小排序为竿>枝>叶，生物量在年龄上的分布为：2年龄>3年龄>1年龄，竿生物量和地上部分生物量随年龄的增加先增加后减少，枝平生物量和叶生物量随年龄的增加而增加。

表2　毛竹各年龄各器官生物量分配　kg

表3　硬头黄竹各年龄各器官生物量分配　kg

表4　苦竹各年龄各器官生物量分配　kg

4.2竹林生物量模型拟合

本研究采用多项式回归、S方程式和相对生长式3种生物量方程来拟合生物量和年龄，直径的变化关系，各模型系数及相关性系数计算见表5、表6、表7。

表5　毛竹各模型系数及相关性系数计算

表6　硬头黄竹各模型系数及相关性系数计算

表7　苦竹各模型系数及相关性系数计算

4.3竹林生物量模型检验

对各竹林各模型进行精度检验，检验结果见表8、表9和表10。

表8　毛竹生物量模型检验　%

表9　硬头黄竹生物量模型检验　%

表10　苦竹生物量模型检验　%

为了研究长宁县毛竹生物量和生产力的特征分布，本文采用对生物量拟合相关系数最大及预估精度较高的模型，结合各模型系数及相关性系数计算和生物量模型检验选取最优生物量模型，各模型见表11。

表11　竹林生物量模型

5　结论

(1)通过对各竹林各器官的生物量分布研究得知，毛竹各器官地上部分生物量大小排序为竿>枝>叶，生物量在年龄上的分布为：3年龄>2年龄>1年龄，竿生物量、枝平生物量、叶生物量和地上部分生物量随年龄的增加而增加；硬头黄竹竹各器官地上部分生物量大小排序为竿>枝>叶，生物量在年龄上的分布为：3年龄>2年龄>1年龄，竿生物量、枝平生物量、叶生物量和地上部分生物量随年龄的增加而增加；苦竹竹各器官地上部分生物量大小排序为竿>枝>叶，生物量在年龄上的分布为：3年龄>2年龄>1年龄，竿生物量、枝平生物量、叶生物量和地上部分生物量随年龄的增加而增加。

(2)建立了年龄、直径与生物量的7种关系模型，通过R方、总体相对误差、平均相对误差和预估精度检验选取各竹林最合适生物量模型：毛竹：W=0.581×(A×D×D)0.617，硬头黄竹：W=-5.548+2.032×D+0.544×A，苦竹：W=-1.845+0.723×D+0.478×A。

[1]王超,毕君,宋熙龙,等.太行山区刺槐林的生物量与碳汇量[J].中国农学通报,2013,29(4):14～18.

[2]温小荣,蒋丽秀.江苏省森林生物量与生产力估算及空间分布格局分析[J].西北林学院学报,2014,29(1):36～40.

[3]张茂震,王广兴,刘安兴.基于森林资源连续清查资料估算的浙江省森林生物量及生产力[J].林业科学,2009,45(9):13～17.

[4]王维枫,雷渊才,王雪峰,等.森林生物量模型综述[J].西北林学院学报,2008,23(2):58～63.

[5]刘庆,何海,沈昭萍.成都地区慈竹生长状况及其与环境因子关系的初步分析[J].四川环境,20(4):43～46.

Research on Biomassof Bamboo Forestin Changning County

Cao Mingyong1, Zhang Feng2, Liu Libing1

(1.GuangdongHuakaiForestryCo.Ltd.,Guangzhou,Guangdong510530,China;2.GuangdongLingnanComprehensiveSurveyandDesignInstitute,GuangdongGuangzhou,510500,China)

With Changning County, Sichuan as the research object, weselected Phyllostachysedulis, Bambusa rigida and Pleioblastus amarusas representative bamboo species in Changning County. Using random sampling method to investigate the biomass of Phyllostachysedulis, Bambusa rigida and Pleioblastus amarusin respects of age and diameter classes.We analyzedthe agedistribution oforganbiomassin bamboo forest.Through establishingthe relational modelof age, diameterand biomassandcarrying outaccuracy test of the, model,we selectedthe optimal biomass models ofthe threespecies.The conclusions are as follows:The abovegroundbiomass rank of the organswas: rod>branch>leaf, and the age distribution of Phyllostachys edulis biomass was: triennial>biennial>annual.The abovegroundbiomass rank of the organs of the Bambusa rigidawas:rod>branch>leaf, and the age distribution of Bambusa rigidabiomass wastriennial>biennial>annual. The abovegroundbiomass rank of the organs of the Pleioblastus amaruswasrod>branch>leaf, and the age distribution of Pleioblastus amarusbiomass wastriennial>biennial>annual.2. The optimal models of the unit biomass of the bamboo forests are selected.Phyllostachys edulis:W=0.581*(AD2)0.617; Pleioblastus amarus: W=-5.548+2.032*D+0.544*A; Bambusa rigida: W=-1.845+0.723*D+0.478*A.

biomass; bamboo forest;Changning County

2016-07-14

曹明勇(1989—)，男，硕士，主要从事林业方面的研究工作。

S795

A

1674-9944(2016)15-0040-03