辽东山区柞园柞树生物量与生产力研究

费 滕 孙 娟 李立峰 于 艳 吴 迪

(辽宁省蚕业科学研究所，辽宁凤城 118100)

生物量和生产力是生态系统的重要功能指标[1]，是了解生态系统物质循环和能量流动等规律的重要参数，并进一步为维护其稳定性和可持续经营提供科学依据。柞园(也叫柞蚕场)是辽东山区森林生态系统的重要组成部分，是需要定期轮伐(轮伐周期为5～6年)的柞树矮林。本研究以辽宁省蚕业科学研究所试验柞园为对象，通过调查、分析轮伐周期内不同种柞树矮林的生物量和生产力变化特点，探讨生物量和生产力地理空间分布规律，探索在人为活动干扰条件下自然生态系统保持生态平衡的途径，为开展柞园生态系统能量流动和物质循环研究奠定基础。

1 研究地区概况及研究方法

1.1 研究地区自然概况

研究地点为辽宁省蚕业科学研究所四台子科研基地，位于辽宁省凤城市鸡冠山镇的山地丘陵地带(123°25'～ 125°30'E，40°31' ～42°15'N)，坡度为10°～35°，属于温带大陆性气候，海拔为50～350 m，土壤是棕色森林土，该地区的森林覆盖率为61.6%。供试柞树为蒙古栎(Q.mongolicaFisch)、辽东栎(Q.liaotungensisKoidz)、麻栎(Q.acutissimaCarr)、槲树(Q.dentataThunb)，供试柞园标准地为辽宁省蚕业科学研究所试验柞园。

1.2 研究方法

1.2.1 在以蒙古栎为主的三个不同级别柞园里，柞园分级以丹东市地方标准DB/2016 B4702-89为依据，选取不同枝龄、长势良好的蒙古栎(根刈)作为标准木，各取5株，采用收获法测定各标准木的鲜质量，分别调查枝干、叶、根的鲜质量，按照取样份额计算整株柞树生物量，同时枝、叶、根分别取样、烘干至恒重，计算柞树各器官含水率并折算干物质量[2]，最后计算667 m2柞园柞树各器官每年的生物量及生产力。本试验生产力指标以地上部分的叶和枝干当年净增加量计算，由于树木根部年变化很小，按常规可忽略不计。每667 m2柞园柞树密度按150株计算。

1.2.2 在立地条件相近、坡位坡向一致的一级柞园内，随机选取不同枝龄根刈的蒙古栎、麻栎、辽东栎、槲树各5株，分别调查枝干、叶、根的鲜质量，按照取样份额计算整株柞树生物量，同时枝、叶、根分别取样、烘干至恒重，计算柞树各器官含水率并折算成干物质量，最后计算667 m2柞园柞树各器官每年的生物量及生产力。每667 m2柞园柞树密度按150株计算。

2 结果与分析

2.1 不同级别柞园柞树生物量及生产力

以蒙古栎为例，3个不同级别柞园里柞树生物量与调查见表1。

表1 不同级别柞园蒙古栎生物量及生产力

由表1可知，不同级别柞园柞树生物量与生产力差异较大，其中一级柞园根刈蒙古栎一枝龄全株生物量为310.3 kg/667 m2，是三级柞园的2.071倍；生产力为144.2 kg/667 m2，是三级柞园的3.204倍。一级柞园根刈蒙古栎五枝龄全株生物量为958.2 kg/667 m2，是三级柞园的1.896倍；生产力为397.2 kg/667 m2，是三级柞园的1.858倍。

2.2 不同柞树的生物量与生产力

以一级柞园为例，麻栎、辽东栎、槲树生物量及生产力调查见表2，蒙古栎一级柞园的生物量及生产力如表1所示。

表2 一级柞园麻栎、辽东栎、槲树生物量及生产力

从表2和表1蒙古栎的调查数据可以看出，一级柞园在5年的轮伐周期内，麻栎的生物量和生产力分别增长了1.651倍和1.074倍，蒙古栎的生物量和生产力分别增长了2.088倍和1.755倍，辽东栎的生物量和生产力分别增长了1.637倍和0.928倍，槲树的生物量和生产力分别增长了1.835倍和1.231倍，麻栎一至五枝龄生物量和生产力均高于蒙古栎、辽东栎、槲树。

从表2和表1蒙古栎的调查数据还可以看出，一级柞园五枝龄的生物量由高到低的依次是麻栎、蒙古栎、辽东栎、槲树，麻栎为1 110.3 kg/667m2，是槲树的1.264倍，蒙古栎的1.159倍；生产力由高到低的依次是麻栎、蒙古栎、槲树、辽东栎，麻栎为451.1 kg/667 m2，是槲树的1.347倍，蒙古栎的1.136倍。

3 结论与讨论

不同级别柞园柞树生物量与生产力差异较大，一级柞园的生物量与生产力明显高于二、三级柞园。一级柞园在5年的轮伐周期内，各柞树的生物量和生产力不同程度地增长，其中麻栎一至五枝龄生物量和生产力均高于蒙古栎、辽东栎、槲树。一级柞园五枝龄的生物量由高到低的依次是麻栎、蒙古栎、辽东栎、槲树，生产力由高到低的依次是麻栎、蒙古栎、槲树、辽东栎。麻栎的生物量和生产力高，而且枝龄越大，生物量与生产力越高，与前人对于麻栎群落地下部分根系生物量随林龄的增大而增大的研究一致[2]。

林分叶子生物量的大小与当地水热条件、林分密度、坡向等有关[3]。柞树矮林生物量、净生产力较高，原因在于萌生起源，萌生林不仅可以利用伐桩内的营养物质，还可以利用伐桩的强大根系从土壤中吸收水分和养分，与天然次生柞林相比，生长更加迅速[4]。

柞园生态系统引入食叶柞蚕这一次级生产因素，使系统变得更加复杂[5]。因养蚕而形成特殊林分-柞树矮林，改变了天然次生栎林的生物量和净生产力分配格局，增大了叶生物量的分配比例，有利于柞蚕生产。