不同长势黄山木兰生物量分布规律

陈荣(南平市森林资源管理站，福建 南平 353000)

不同长势黄山木兰生物量分布规律

陈荣
(南平市森林资源管理站，福建 南平 353000)

以顺昌埔上国有林场人工黄山木兰纯林为研究对象，调查其生长情况，分析林分中优势木、平均木、劣势木各器官生物量及其分布规律。结果表明：不同长势黄山木兰平均胸径差异极显著，平均树高差异达到显著以上水平；不同长势黄山木兰各器官生物量和总生物量差异极显著，各器官生物量及其分配率均表现为树干>树根>树枝>树叶，树干生物量分配率均最大，超过60%，而树叶生物量分配低于2%；树干生物量垂直分布呈金字塔状，树枝、树叶生物量垂直方向呈倒金字塔分布；各径级根生物量总体表现为随根系径级的减小而减少，不同长势黄山木兰同径级根生物量分配率与生长势有关。

黄山木兰；生物量；分布规律

黄山木兰(Magnoliacylindrica)为木兰科(Magnoliaceae)落叶乔木，是我国中亚热带山地特有树种，因首次在黄山发现而得名，由于森林过度砍伐和人为导致的天然更新困难，被列为国家三级保护渐危种[1,2]。森林生物量是指特定时空中活生物的有机质量，常用干质量表示[3]，是森林生态系统中最基本的数量特征[4]，是评价森林生产力高低的重要指标[5]，它反映了森林生态系统中物质和能量的固定、分配、积累和转化规律，是研究森林生态系统结构和功能的基础。因此，研究林分生物量及分布规律对于提高林分生物量、生产力和实现林分可持续经营具有重大意义。目前对黄山木兰的研究非常有限[6-8]，对其生物量的研究鲜有报道[9]。本文通过分析不同长势黄山木兰生物量分布规律，从而为黄山木兰有效保护与合理经营提供科学依据。

1 材料与方法

1.1 研究地概况

顺昌埔上国有林场位于闽江最大支流富屯溪畔，海拔200～300 m，属于闽北低山丘陵地带，气候温和，雨量充沛，属温暖湿润的中亚热带季风性气候，年平均气温18.5 ℃，年均降水量1 733 mm，无霜期295 d以上。土壤主要为薄腐殖质层山地红壤，土层较厚，立地类型多为Ⅰ 、Ⅱ类地。埔上林场于2005年引种黄山木兰，于当年4月完成造林面积13.3 hm2，造林前清杂炼山，块状整地，挖明穴、回表土，穴规格：50 cm×50 cm×30 cm。造林初植密度为1 800株hm-2，前3年每年全锄2次，第1年施肥1次，2009年劈草、整形修枝1次，2014年劈草1次。

1.2 标准地设置与调查

2016年4月，全面踏查顺昌埔上国有林场连坊工区人工黄山木兰林分，在不同林分设置标准地1块，共设置3块，规格为22.2 m×30.0 m，各林分立地条件见表1。对标准地内的黄山木兰进行每木调查，求出优势木、平均木、劣势木的胸径和树高。

表1 标准地林分立地条件

1.3 生物量的测定

根据试验要求在每个标准地内选择黄山木兰优势木、平均木、劣势木各1株，共选取样木9株，本研究地上部分生物量采用维量分析法测定[10]。黄山木兰根系发达，地下部分生物量采用全挖法，按直径大小分粗根(>5 cm)、大根(2～5 cm)、中根(0.5～2 cm)、小根(0.2～0.5 cm )、细根(<0.2 cm)进行取根，分别称取鲜质量。将各器官采样带回实验室，在温度为105 ℃条件下在干燥箱内烘干至绝干质量，计算出含水率及干质量。

2 结果与分析

2.1 不同长势黄山木兰生长量

通过对标准地内的黄山木兰进行每木调查，选取优势木、平均木、劣势木，其树高、胸径见表2，由表可知不同长势黄山木兰平均胸径差异极显著，优势木平均胸径比平均木高30.4%，为劣势木的1.8倍。不同长势黄山木兰劣势木平均树高与优势木、平均木差异极显著，优势木与平均木平均树高差异显著，优势木树高最高达10.00 m，劣势木最低为8.20 m。由此可知调查林分内黄山木兰生长分化严重，林分内种间竞争激烈，这与造林密度较大有重大关系。

表2 不同长势黄山木兰生长量

样木平均胸径/cm平均树高/m优势木14．20Aa9．92Aa平均木10．89Bb9．27Ab劣势木7．91Cc8．33Cc

同列不同大写字母表示差异极显著(P<0.01)，小写字母表示差异显著(P<0.05)，下同

2.2 不同长势黄山木兰各器官生物量及其分配率

测定林木生物量及其在林木各器官的分配率对研究林分群落的结构功能和林木的生长发育有重要作用。不同长势黄山木兰各器官生物量及其分配率见表3。由表3可知，不同长势黄山木兰各器官生物量和总生物量差异极显著，优势木的总生物量为平均木的1.96倍，为劣势木的3.86倍。无论长势如何，各器官生物量及其分配率均表现为：树干>树根>树枝>树叶，树干生物量分配率均超过60%，占绝对优势，其中劣势木树干生物量分配率最高，树叶生物量分配率最少，均不超过2%。对比杉木[11]各器官生物量分配率，黄山木兰树叶、树枝生物量分配率明显低于杉木，而树根生物量分配率约为杉木的2倍；对比桉树[12]各器官生物量分配率，黄山木兰树干生物量分配率明显低于桉树，而树根生物量分配率均明显高于桉树，可知黄山木兰根系非常发达。不同长势黄山木兰各器官生物量分配率只有优势木和平均木的树枝生物量分配率差异显著，其他各器官生物量分配率差异不显著。优势木的树叶、树枝、树根生物量分配率均高于平均木和劣势木，黄山木兰有机物的积累几乎都来自树叶的光合作用，树枝的伸展有利于叶片接受阳光，树根不仅固定地上部分而且为植物吸收养分和水分，树叶和树根是植物同化作用的主要器官，较高的树叶、树根生物量分配率更有利于黄山木兰的同化作用，进而促进林木的生长。由此可知试验林分内黄山木兰生长将分化更加严重，优势木的生长优势将进一步扩大。

表3 黄山木兰各器官生物量及其分配率

2.3 不同长势黄山木兰生物量垂直分布规律

为探究不同长势黄山木兰生物量的垂直分布规律，通过调查分析优势木、平均木、劣势木地上部分各器官的生物量垂直分布，结果见表4。由表可知，优势木、平均木、劣势木树干生物量均表现为由基部向上逐渐递减的趋势，呈金字塔状，树干生物量主要分布在树高6 m以下，所占比例分别为84.14%、86.78%、89.95%。树高4～10m各区分段树干生物量及其占树干总生物量比例均为：优势木>平均木>劣势木。优势木、平均木、劣势木树枝生物量分布在4～10 m，树枝生物量主要集中在林木的中上部，6 m以上树枝生物量分别占树枝总生物量的89.23%、96.12%、74.50%，基本呈现为随树高增加而增加，主要是由于剧烈的种间竞争造成林木严重的自然整枝。不同长势黄山木兰树叶生物量均集中分布于林木的上部，6 m以上树叶生物量占树叶总生物量可达95%。树叶生物量随树高增加而增加，增加幅度：劣势>平均木>优势木，总体呈倒金字塔分布，主要是为在密林中可以争夺更多的阳光。综上可知：不同长势黄山木兰树干、树枝、树叶生物量垂直分布规律基本一致。

表4 黄山木兰生物量垂直分布情况 kg

2.4 不同长势黄山木兰根系生物量及分布规律

根系是植物重要的功能器官，不同长势黄山木兰根系生物量及分配率见表5，由表5可知不同长势黄山木兰根系生物量在径级分布均为：粗根>大根>中根>小根，各径级根生物量总体表现为随根系径级的减小而减少，只有优势木细根生物量大于小根。不同长势黄山木兰各径级根系生物量分配率各不相同，其中粗根生物量分配率最高，粗根和大根生物量分配率之和在70%以上，92%以上根系生物量分布在粗根、大根和中根。对比不同长势黄山木兰同径级根生物量分配率可知：粗根、细根生物量分配率：优势木>平均木>劣势木，而大根、中根、小根生物量分配率的大小顺序则正好相反。平均木各径级根分配率都处于中间水平，优势木粗根和细根分配率较高，细根是径级最小的根系，相同生物量相对表面积大，是植物根系吸收水分及矿质元素的主要部位，较多的细根可以为地上部分提供更多的水分及养分，因此优势木可以从土壤中获得更多的水分和养分，其根系的同化作用强于平均木和劣势木。

表5 黄山木兰根系生物量及分配率

3 结论与讨论

因林木本身及其所处环境不同，在林木生长发育过程中经常会出现林木分化，通过分析不同长势的黄山木兰各器官生物量及其分布规律，结果表明：不同长势黄山木兰平均胸径和平均树高差异达到显著以上水平；不同长势黄山木兰各器官生物量和总生物量差异极显著，各器官生物量及其分配率均表现为：树干>树根>树枝>树叶；不同长势黄山木兰树干、树枝、树叶生物量垂直分布规律基本一致，树干生物量垂直分布呈金字塔状，树枝、树叶生物量垂直方向呈倒三角形分布；各径级根生物量总体表现为随根系径级的减小而减少，不同长势黄山木兰同径级根生物量分配率与生长势有关，优势木粗根和细根分配率较高。对比不同长势黄山木兰，可知试验林分在生长过程中已出现严重分化，其生长量和总生物量差异明显；从作为林木最主要同化器官的树叶、细根生物量及其分配率可知，当林分分化后优势度较高的林木具有更大的生长潜力。由于黄山木兰根系发达和标准地林分密度大，只进行了根系生物量及分配率的分析，其水平和垂直分布情况有待进一步研究。

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Distribution Law of Biomass ofMagnoliacylindricaat Different Growth Vigor

Chen Rong
( Forest Resource Management Station in Nanping City, Nanping 353000,China)

Taking artificialMagnoliacylindricain Pushang Forest Farm of Shunchang County as the object,their growth were investigated. The biomass of dominant wood, mean wood and inferior woodand their distribution were analyzed.Resultshows that average DBH ofMagnoliacylindricahavesignificant differencesat different growth vigor, and the difference of average tree height is significantly higher;biomassof various organs ofMagnoliacylindricahave significant differences with total biomass. Appearance of biomassof each organ forMagnoliacylindricaand its allocation rate is: trunk > root > branch > leaves, trunk biomass allocation rate is the largest, more than 60%, while the leaf biomass allocation is less than 2%; the vertical distribution of trunk biomass is like pyramid, and the vertical distribution of biomass of branches and leaves is like an inverted pyramid; the biomass of each root at each diameter class reduce with the decrease of root diameter;the total root biomass of each diameter class is decreased with the decrease of root diameter; the biomass distribution rate ofMagnoliacylindricais related to the growth vigor at the same diameter class.

Magnoliacylindrica; biomass; distribution law

1005-5215(2017)06-0038-03

2017-04-12

陈荣(1981-)，男，福建南平人，工程师，主要从事森林资源管理和营造林工作.

Q949.747.1

A

10.13601/j.issn.1005-5215.2017.06.015