1、閩北杉木地上部分生物量研究（李磊畢業論文）任佳佳，李磊，谷建才（河北農業大學 林學院，河北 保定 ）摘要：本文以福建省將樂縣國有林場的杉木林為研究對象，通過對杉木幼齡林、中齡林、近熟林、成熟林，四種林分進行調查分析，研究了杉木林地上部分各器官生物量隨林齡以及徑階的變化規律，結果表明：不同齡組間各器官生物量隨著林齡的增長逐漸增大，且樹干的生物量增長幅度最大，樹葉的生物量比重逐漸下降。在不同齡組林分內隨著徑階的增長生物量呈先增大后減小趨勢，幼齡林和中齡林處于明顯的呈單峰山狀分布，處于中齡林和近熟林階段的林分生物量則隨徑階的增長起伏變化比較明顯。關鍵詞：福建將樂縣；杉木；生物量模型；地上生物量 Ab

2、stract：This papertakes the Cunninghamia lanceolata ofstate-owned forest farmin Jiangle Countyin Fujian Province asthe research object，Through the survey analysis ofthe young age forest,middle age forest,near mature forest and mature forest,Study the variationof Cunninghamia lanceolata foreston above

3、ground parts ofbiomasswith stand age and diameter class, The results showed that: The biomassof differentage groupsincreasedgraduallywith the age increasing, The biomass of trunk increase largest, the biomassproportion of leavesdecreased gradually, In theage group offorestbiomassfirst increased and

4、then decreased, Young forest and middle-aged forest showed a single mountain shape distribution,Inthemiddle age forest and near mature forest biomass withdiameter growth obvious change.Keywords : Jiangle County of Fujian; Cunninghamia lanceolata; biomass model; above-ground biomass1研究地概況將樂縣屬于福建省三明市，

5、調查樣地設在福建省將樂縣國有林場，地理坐標為 12005-12040E，2626-2704N。將樂縣包含地形類型較多，降雨量比較豐富，四季區分較明顯，年平均氣溫18.7，無霜期273d 1-2。 2研究方法2.1樣地設置與調查2012年8-9月，在將樂國有林場選擇具有代表性的杉木林為研究對象，在幼、中、近、熟林型中隨機選取4塊標準地（2525m），共16塊標準地。對16塊杉木固定標準地的林木進行每畝檢尺（實測胸徑、樹高等指標）。根結合測定的數據，以1cm為徑階，統計各徑階內林木的株數3。2.2標準木各器官生物量的測定分別在各個標準地內,按不同齡組各選取2棵平均木和1棵標準木作為生物量估算模型的

6、測樹因子，共12棵樣木，測量其樹干、樹皮、樹枝、樹葉的干重4。2.3林分生物量測定對樣木各器官的生物量進行計算后發現各器官的生物量與胸徑和樹高存在顯著關系，通過建立生長模型，并運用Spass將測定的實際數據進行方程擬合5，建立生物量估算模型，通過生物量估算模型進一步推算杉木單株生物量及林木生物量。3結果與分析 以往的研究中，生物量的常用估算模型一般分為冪函數模型、多項式模型和指數函數模型，經過擬合對比發現，冪函數相對于多項式函數和指數函數具有明顯優勢，因此本文只對冪函數(W1、W2、W3)估算模型計算進行了詳細列舉，通過對25株杉木各部分器官進行稱重，進行回歸分析，分別將D、DH 和 D2H設

7、置為曲線回歸中冪函數的自變量,采用冪函數及胸徑平方與樹高乘積的冪函數方程分別擬合各生物量估算方程表達式，見表1。表 1 冪函數生物量估算方程Tab.1 The power functionestimation equation of biomass因變量自變量回歸方程相關系數（R2）殘差平方和（SSR）樹干DW1=0.04492D2417970.98230.954DHW2=0.02634(DH)1.315630.91341.134D2HW3=3.62004（D2H）0.912450.99611.021樹皮DW1=0.00755D2480510.99910.166DHW2=0.00212(DH)

8、1.55710.97360.147D2HW3=5.69145(D2H)0.965540.99843.092樹葉DW1=0.05669D1.682240.93120.044DHW2=0.00004(DH)2.143230.90842.251D2HW3=3.35141(D2H)0.613460.91770.996樹枝DW1=0.D2675480.99210.029DHW2=0.02414(DH)2.193210.91241.183D2HW3=6.61452(D2H)1.113340.99030.267三個模型擬合效果都比較理想，相關系數均處于極顯著相關，相關系數的取值范圍是0.90840.9991

9、，殘差平方和取值范圍是0.0293.092。對于樹干的生物量相關系數均極顯著，其中模型W3的相關系數最大，為0.9961，由殘差平方和可以看出，模型W1略優于模型W3，綜合數據表明將模型W3作為樹干生物量模型誤差最小。而樹皮、樹枝、樹葉的生物量模型均是以模型W1最為顯著，相應的殘差平方和也處于相對范圍的最小值，因此選用模型W1作為樹皮、樹枝、樹葉的生物量模型誤差最小。綜上所述樹干的最優估算模型為模型W3（以D2H為自變量），樹皮、樹枝、樹葉的最優估算模型為模型W1(以D為自變量）。3.1杉木單株生物量分析通過估算模型以及解析木數據得到杉木各器官的生物量生長情況，圖1反映了杉木各器官生物量隨林齡

10、的變化和比例。圖1 杉木單株各器官生物量生長變化Fig.1 The biomass of all organs ofplantgrowth of Cunninghamia lanceolata由圖1可以看出，杉木各器官生物量呈逐漸增大趨勢，在前12年生長速度較快，樹干變化幅度較大，在414年生物量增長最快，14年后變化較緩慢，伴隨著林齡的逐漸增大，樹干生物量與其他器官生物量距離逐漸拉大，樹皮、樹枝、樹葉的生物量變化較小，增長趨勢也趨于相同。說明各器官生物量的變化比較有規律，對于杉木的經營和干才培育具有重要意義。圖2 杉木單株各器官生物量百分比Fig.2 The Percentage of bi

11、omass of different organs of Cunninghamia lanceolata由圖2可以看出，隨著年齡的增加樹干、樹皮、樹枝的生物量比重逐漸增大，樹葉的生物量比重逐漸減小，其中樹干的生物量比重最大、在48年時各器官的比重由大到小分別為樹干樹葉樹皮樹枝；在822年是各器官生物量比重由大到小分別為樹干樹皮樹葉樹枝。從生物量比重變化趨勢看前12年變化較明顯，到了中齡林階段開始趨于穩定，變化不再明顯。3.2林分生物量推算通過對各齡組之間的各器官總生物量除以林分總株樹得到平均每株各器官的生物量，進而分析杉木不同齡組林分及各器官的生物量生長情況見表2、圖3。 表2不同齡組各器官生

12、物量Fig.2 The biomassof different agegroups (kg/ha2)樹干樹皮樹枝樹葉合計幼齡林.4631677.6318149.730449.33.1中齡林.7228578.9816560.4526697.39.5近熟林.0459268.2636430.8243538.51.64成熟林.562923.540709.1737471.52.66由表2可以看出，華北落葉松人工林地上部分的總生物量由大到小依次為成熟林近熟林幼齡林中齡林，分別達到了.66 kg/ha2 、.64 kg/ha2 、 .1 kg/ha2、.5 kg/ha2，說明隨著齡組的增長，林分生物量先減小

13、后增大，中齡林的各器官生物量均小于幼齡林，可能原因是幼齡林林分密度較大，直接影響整個林分的生物量。通過對林分生物量進行比重擬合，得到不同齡組各器官生物量的比重變化，見圖3。 圖3 不同齡組各器官生物量比重變化Fig.3 Differentagegroups ofeach organ biomassproportion change由圖3可以看出，不同齡組間各器官生物量隨著林齡的增長逐漸增大，且樹干的生物量增長幅度最大，而樹皮、樹枝、樹葉則相對不太明顯。從幼齡林至近熟林階段，各器官生物量大小依次為：樹干樹皮樹葉樹枝,達到成熟階段時各器官生物量大小依次為：樹干樹皮樹枝樹葉，樹葉的生物量比重開始下降

14、。通過對各齡組的不同徑階的生物量總和除以該齡組林分總生物量得到各徑階的生物量百分比，見圖4。圖4不同齡組生物量比重隨徑階變化Fig.4 The differentage group ofbiomass percentagechanges with thediameter由圖4可以看出在各齡組的林分中，隨著徑階的增長生物量呈先增大后減小趨勢，其中幼齡林和中齡林處于明顯的呈單峰山狀分布。幼齡林階段處于1214徑階的林分生物量處于明顯優勢，說明幼齡林的生物量集中較明顯，可能原因是在幼齡林階段林分長勢趨于相同，大多集中在1214徑階，相對于幼齡林，處于中齡林和近熟林階段的林分生物量則隨徑階的增長變化比

15、較緩和，對于中齡林大部分生物量集中在1018徑階，占該林分的80%，而近熟林則集中在1424徑階，占該林生物量的75%以上；成熟林的生物量變化相對更加平緩，雖然起伏變化更多更明顯，但林分的生物量沒有明顯的集中性，可能原因是林分在成熟林階段各徑階的樹木生長變化不均勻，而近熟林階段的林分已經開始出現不規律的起伏變化趨勢，因此應在近熟林階段開始加強林分的撫育力度，有可能會達到良好的撫育效果。4結論 從杉木單株水平上來看，隨著林齡的增加、各器官生物量逐漸增大、變化幅度由大到小依次為樹干樹皮樹枝樹葉，樹干、樹皮、樹枝的生物量占整株林木生物量的比重隨年齡增加而增大，樹葉的生物量占整個林木生物量的比重逐漸降

16、低。從杉木林分水平上來看，不同齡組間各器官生物量隨著林齡的增長逐漸增大，且樹干的生物量增長幅度較大，而且處于明顯的優勢地位，而樹皮、樹枝、樹葉則相應增長不太明顯。在各齡組的林分內，隨著徑階的增長生物量呈先增大后減小趨勢，其中幼齡林和中齡林處于明顯的呈單峰山狀分布，相對于幼齡林，處于中齡林和近熟林階段的林分生物量則隨徑階的增長變化比較緩和，起伏變化更多更明顯。參考文獻： 1溫遠光,梁宏溫,溫肇穆,等.杉木生產力生態研究.見:廣西森林生態系統研究.南寧:廣西農業大學林學院,199233-352唐守正, 張會儒, 胥 輝. 相容性生物量模型的建立及其估計方法研究J. 林業科學, 2000, 36 (專刊 1): 19-27 3張浩軍，劉華星，王彭祥.森