阔叶混交林林分生物量研究

康伟

摘 要：森林生物量是森林生态系统的最基本数量特征，生物量数据是研究许多林业问题和生态问题的基础。本文研究了该地区阔叶混交林林分乔木层生物量分配比例、生物量根茎比、生物量换算系数以及生物量动态变化相关规律，为制定森林经营方案奠定一定的基础。

关键词：阔叶混交林;生物量;生物量分配比例;生物量根茎比;生物量转换系数;生物量动态变化

一、 绪论

生物量是全球森林生态系统中经久不衰的研究重点之一，至今已有六十多年的研究历史，是全球森林资源可持续经营管理的重要指标。在20世纪90年代初期，学者对中国森林生态系统生物量进行了总结和分析，为我国森林生态系统循环研究提供了重要参数。随着全球碳循环、植物能源的兴起，生物量研究迎来了一个新的时期。

二、森林生物量研究背景

森林是地球生态系统中不可或缺的主要组成部分，它为人类提供了大量的木材资源、动物栖息环境，具有调节小区域气候、改善空气质量、防止水土流失、涵养水源等作用，对于森林未来动态的评估具有显著的意义。在过去的十多年中，地球表面温度已经上升了0.3-0.6摄氏度，自然气候调控已经超出负荷，气候变化通过温度胁迫、水分胁迫、物候变化、生物地球化学循环等方式对森林产生重要的影响。能源是人类赖以生存的物质保证，在先进社会生活生产方面主要的能源消耗仍然以不可再生资源为主，包括煤炭、石油、天然气等化石燃料，这些资源的使用导致大量的空气污染以及环境污染，其剩余数量不足以满足人类今后的需求，从可持续发展的角度考虑，新能源以及可再生生物质能源是解决当前能源枯竭问题的一个主要的方法。森林生物量是研究森林生态系统的重要数据指标，是多数林分模型结构的基础，对研究大范围区域内，森林与环境之间的相互作用、生物地球化学循环、、能量流动、净生产力、碳循环和碳管理以及评估系统生产力与环境的相互关系等都具有重要的科学价值。此外，森林生物量还是陆地生态系统碳计量与监测的核心问题，例如，国家温室气体清单、林业碳补偿项目等，经过核准的碳汇量可用于抵消温室气体的排放量。正因为森林生物量的种种作用以及重要意义。主要针对森林生物量不同林分类型、不同栽植区域、以及林分生产力、碳储量分布变化、区域气候同森林生物量关系等方面进行了详细的研究 。由此可见，森林生物量的研究对于解决全球碳循环以及生物质能源的研究有着重要的意义。

三、森林生物量测定方法

森林生物量通常包括乔木层生物量（如树干、树枝、树叶、树根）以及林下植被生物量（如灌草、苔藓、枯枝落叶以及森林腐殖质等）。在森林当中，林分植被生物量所占比重远远小于乔木层林分生物量，尤其是在人工林当中。森林生物量有着不同的测定方法，相对较为准确的方法是对林分不同水平的植物进行直接收获，分组累计测量求和，测定方法主要包括皆伐法、标准木法和相对生长法三种常规方法。

1、皆伐法：对于具有开采条件的林分，根据林分面积以及环境条件选择适应大小的样地，对该样地范围内所有层次的植物进行全部砍伐、切割，不同植物器官重量累计求和，一次性推算单位面积各林层以及器官的生物量。采用该法测定的数据准确可靠，常作为真值与采用其他方法的估计值进行比较，但此法费时费力且具有巨大的破坏性，在实际操作中较少用于测定乔木层生物量，而常用于测定林下植被生物量。

2、标木法：①平均标准木法：首先对标准地内的树木进行每木检尺，以调查树木的胸径或者树高为主要区分依据，选择能够代表这一林分的平均木作为生物量研究的参考木，将平均木伐倒后测定不同器官的生物量，然后乘以林分密度得到林分生物量。②分层标准木法：按不同胸径径阶或树高将标准地树木分成不同层次，然后在各层内选取标准木，求得生物量后同林分密度株数相乘后得到林分总体生物量。该方法相对于天然林而言更加适合人工栽植的林分。

3、相对生长法：基于树木器官生长量间存在协调生长的相对关系，人们在研究区内选取多株标准木，伐倒后测定标准木的器官生物量，然后建立器官生物量与测树指标之间的关系，然后再以實测的测树指标推算林分生物量。此法广泛应用于森林生物量和生产力的估测中。

四、森林生物量估算方法

目前，基于森林资源资料的传统方法在区域尺度的森林生物量及其动态的评估中仍然占据十分重要的位置，生物量研究还可以用于校验基于遥感信息的模型并提高其预测性能。为了更好地研究森林生物量，通常情况下人们更加关注林分特定时间空间状态下的变化，这使得生物量动态的研究具有更高的意义，目前主要有平均生物量法和材积源生物量法等两种常规方法。

平均生物量法是指基于野外实测标准地的平均范围面积生物量与该森林类型的面积来估算区域尺度生物量的方法。该方法在国际生物学计划实施期间得到广泛应用。然而，标准地通常选择高于研究平均生物量水平的林分，这将会高估区域尺度森林生物量。

五、森林生物量研究结论

本文通过阔叶混交林林分生物量的分析，以及从林分因素、立地因素、龄组角度对林分生物量的变化规律进行了分析。研究显示，1、随着林龄的增加，阔叶混交林平均生物量逐渐增加;阔叶混交林乔木层生物量随林龄和林木大小的变化呈现明显的规律性;树干（含树皮）、树枝、树叶和树根生物量随着林龄、林分平均直径、林分平均高、林分断面积、林分蓄积和林分密度的增加而增加。2、生物量分配给树干、树枝、树叶和树根的比例存在较大的变异;随着龄级的增加，生物量分配给树干、树根的比例有增大趋势，生物量分配给树枝、树叶的比例有减小的趋势。3、阔叶混交林根茎比在不同龄级存在一定的变异;随着龄级的增加，根茎比平均值成逐渐减小的趋势;根茎比与一系列林分指标存在着显著的变化关系;地下生物量与地上生物量均存在显著的相关关系，所建立的方程有拟合效果较好。4、阔叶混交林树干、树枝、树叶和树根生物量换算系数都存在较大的变异;各器官生物量换算系数在幼龄林、中龄林、近熟林以及成熟林没有明显的变化，而在过熟林中微弱的增加或减小。随着龄级的增加，树枝和树叶生物量换算系数的波动较小，树干和树根生物量换算系数有增加的趋势;林分因素与生物量换算系数显著相关;各器官生物量与立木蓄积量均存在显著的相关关系。5、不同林分指标与阔叶林乔木层森林生物量净增量有着明显的关系，除林分密度外，森林生物量净增量随着林龄、林分平均直径、林分平均高、林分断面积、林分蓄积的增加而逐渐降低，其中影响最大的林分因素为林分平均直径以及林龄。森林乔木层生物量随着林分变量指标的增加逐渐减小。随着林分因素的逐渐增加，林分乔木层生物量枯损量呈现逐渐增加的趋势。

参考文献：

[1]孟宪宇. 测树学[M]. 北京：中国林业出版社， 1996.

[2]冯宗炜， 王效科， 吴刚. 中国森林生态系统的生物量和生产力[M]. 北京：科学出版社，1999.

[3]刘国华， 傅伯杰. 全球气候变化对森林生态系统的影响[J]. 自然资源学报， 2001.

（黑龙江省鹤岗市三道林场  黑龙江  鹤岗  154101）