12年生山白蘭生物量與生產(chǎn)力研究

白春磊，聶珍臻，覃德文

（1.廣西壯族自治區(qū)國有東門林場，廣西 扶 綏532108；2.廣西大學(xué) 林 學(xué)院，廣西 南 寧530004）

1 引言

山白蘭（ParamicheliaBaillonii）為木蘭科（Magnoliaceae）合果木屬（Paramichelia）植物，別名擬含笑、合果木、山桂花、大果白蘭、山緬桂。國家三級重點(diǎn)保護(hù)植物。適生于肥沃濕潤、排水良好的疏松壤土或沙壤土，對土壤肥力要求不十分嚴(yán)格，在山脊土壤較瘠薄的地方亦能生長良好［1］?？癸L(fēng)能力較強(qiáng)，具有凈化環(huán)境和抗污染能力。山白蘭在林下天然更新能力較差，但山白蘭具有萌蘗能力，采伐后可萌芽更新。多散生于海拔700～1 500m處［2］。山白蘭是廣西重要的珍貴樹種之一。

2 研究方法

2.1 試驗(yàn)地概況

試驗(yàn)地位于廣西南寧市江南區(qū)居仁村內(nèi)，地理位置為北緯22°34′31″～22°46′51″，東經(jīng)108°15′14″～108°22′22″，該地區(qū)屬南亞熱帶南緣季風(fēng)氣候，年平均氣溫21.6℃，極端高溫40℃，極端低溫－1.5℃，10年積溫7 600℃，水熱條件較豐富，年降雨量1 280 mm，雨量多集中在5～9月，占全年降雨量的71%，年蒸發(fā)量1 250～1 620 mm，年日照時(shí)數(shù)1 450～1 650 h，年均空氣相對濕度約79%，年無霜期達(dá)342 d，少有冰雪。試驗(yàn)地位于山坡中部，海拔高度約150 m，坡度為20°～30°，西南坡，土壤類型為砂頁巖發(fā)育形成的赤紅壤，土壤厚度為80 cm以上，腐殖質(zhì)層厚度為10～15 cm，保水保肥尚好。本試驗(yàn)林地是2002年?duì)I造的山白蘭人工林，面積為0.11 hm2，郁閉度為0.8，林分密度為：1 267株·hm－2。林分平均樹高為9.76 m，平均胸徑為8.98 m。林下草本植物主要有：鐵芒箕（Dicranopteris dichotoma（Thunb.）Bernh）、五節(jié)芒Miscanthus floridulus）、東方烏毛蕨（BlechnumorientaleL）、半邊旗（Pterissemipinnata）、海金沙（Lygodiumjaponicum）等。

2.2 生物量、生產(chǎn)力的測定計(jì)算

將各徑階平均木伐倒之后，平均木各器官的生物量測定均采用在現(xiàn)場稱全部鮮重后，取樣帶回實(shí)驗(yàn)室內(nèi)，在85℃恒溫下烘干至恒重，計(jì)算樣品的含水率，再根據(jù)樣品的含水系數(shù)換算整株平均木各個(gè)器官的干重。地上部分采用 Monsic分層切割法測定生物量［3］，按2 m劃區(qū)分段，分干材、干皮、樹枝、樹葉測其生物量鮮重，并各取200～500 g樣品；地下部分根系采用全根挖掘法［4］，分根蔸、粗根（d≥5 cm）、中根（5 cm＞d＞2 cm）、細(xì)根（d≤2 cm）收集，稱其生物量鮮重并取200～500 g樣品；林下植被采用樣方收獲法［5］，在每個(gè)標(biāo)準(zhǔn)地內(nèi)各設(shè)2個(gè)面積為1 m×1 m的小樣方，調(diào)查樣方內(nèi)植物種類、高度等，按腐殖質(zhì)層、草本層、灌木層分別測定鮮重量，并各取樣200～500 g；將樣品帶回實(shí)驗(yàn)室測定含水率和干重，根據(jù)林分密度推算單位面積林分生物量及其分配。

林木通過光合作用將生產(chǎn)的有機(jī)物質(zhì)減去林木呼吸的消耗量所剩下的部分稱為凈生產(chǎn)量［6］，在前人的研究中，生產(chǎn)力的估算指標(biāo)一般采用單位時(shí)間內(nèi)平均凈生產(chǎn)量，而在本次研究中，生產(chǎn)力的估算指標(biāo)采用凈生產(chǎn)量，計(jì)算公式如下：

式中：NPP為年平均凈生產(chǎn)量，W為林分或器官生物量，a為林分年齡山白蘭干材、干皮、枝條、根系的平均凈生產(chǎn)量，是按照各器官生物量被喬木的年齡所除，葉生物量則以葉在林木上著生5年計(jì)。林分內(nèi)灌草人為干擾一般，灌木數(shù)量較少，以20年計(jì)算灌木層生物量；以5年計(jì)算草本植物及腐殖質(zhì)層平均凈生產(chǎn)量。

2.3 數(shù)據(jù)處理

利用Microsoft Office Excel 2007對原始調(diào)查數(shù)據(jù)進(jìn)行整理，模型擬合采用SPSS18.0軟件進(jìn)行方程擬合及分析。

3 結(jié)果與分析

森林生產(chǎn)力一般是指單位時(shí)間和單位面積光合作用所產(chǎn)生的有機(jī)物質(zhì)或固能的速率，第一性生產(chǎn)力則是生產(chǎn)者（綠色植物）通過光合作用以有機(jī)物形式而蓄積能量的速度；生產(chǎn)者產(chǎn)生的有機(jī)物可能構(gòu)成生物量中的增量，也可能被用作消費(fèi)者的食料［7］。在計(jì)算生產(chǎn)力過程中，由于林木生物量占林分的絕大部分，林下植被占少部分，且較難測定；凋落物、被動物啃食等部分生物量也難以統(tǒng)計(jì)，在所計(jì)算的林分凈生產(chǎn)力時(shí)，所得測量值比實(shí)際值要小。由表1可知，山白蘭人工林林分凈生產(chǎn)量為5.22 t·hm－2·a－1，低于全國杉木人工林的平均生產(chǎn)力6.7 t·hm－2·a－1（25－35年生）［8］及31年生火力楠凈生產(chǎn)力6.8 t·hm－2·a－1［9］，高于26年生紅椎人工林凈生產(chǎn)力［10］的4.421 t·hm－2·a－1，與41年生馬尾松人工純林的生產(chǎn)力［11］的5.197 t·hm－2·a－1幾乎持平。

表1 山白蘭人工林林分凈生產(chǎn)力

4 總結(jié)

林分生物量隨林齡增加而增加，不同徑階、不同器官生物量的生長過程存在一定差異。12年山白蘭人工林單株生物量達(dá)62.52 kg·株－1，樹干生物量達(dá)25.32 kg·株－1，占全樹總生物量的67.32%；各器官生物量的排序依次為：干材＞根系＞活枝＞干皮＞葉子，干才占林分生物量的絕大部分，作為人工用材林進(jìn)行培育，具有較高的經(jīng)濟(jì)效益。林分總生物量為62.52 t·hm－2，喬木層生物量50.04 t·hm－2，占林分總比例的87.48%，灌木層、草本層、腐殖質(zhì)層生物量分別占林分總生物量的10.88%、0.27%、1.61%；干材生物量25.32 t·hm－2，占喬木層生物量的56.88%；山白蘭人工林凈生產(chǎn)力為5.22 t·hm－2·a－1，相比本區(qū)其他珍貴樹種，山白蘭生產(chǎn)力介于火力楠和紅椎等樹種之間。

5 討論

12年生的山白蘭人工林生產(chǎn)力為5.22 t·hm－2·a－1，并沒有表現(xiàn)出優(yōu)越性，究其原因是：林分郁閉度大，葉片相互遮擋，光合作用的有效面積減少；撫育不到位，造成林木間的相互競爭，林木分化程度較大，減緩了林木的生長。為提高林分生物生產(chǎn)力，特別是增加單株林木的生物產(chǎn)量以期提高林分的經(jīng)濟(jì)效益，也為了保持林地肥力，減少林分郁閉度大而引發(fā)的問題，對林分適當(dāng)?shù)負(fù)嵊g伐、保持合理的密度或進(jìn)行多層經(jīng)營是非常必要的。

近年來，廣西速生豐產(chǎn)林的快速發(fā)展，林地土壤肥力問題已日趨嚴(yán)峻，特別是桉樹大面積和多代連栽，對林地產(chǎn)生了較大影響，林地有機(jī)質(zhì)和養(yǎng)分庫的嚴(yán)重退化是林地地力衰退的主要原因，目前，桉樹的經(jīng)營更是注重于經(jīng)濟(jì)效益方面。因此，選栽適應(yīng)性強(qiáng)、生長迅速、具較高經(jīng)濟(jì)效益，對林地土壤結(jié)構(gòu)、保水持水能力強(qiáng)的樹種，對維護(hù)生態(tài)平衡，防止林地地力衰退等方面具重要作用。山白蘭樹干通直、樹形優(yōu)美、材質(zhì)優(yōu)良、能適應(yīng)多種類型土壤，是山地造林的好樹種。從桂西南地區(qū)栽植情況看來，其對桂西南的氣候適應(yīng)性好，生長速度快，可廣泛進(jìn)行引種。這不僅從理論上為山白蘭的造林、撫育管理等方面提供參考依據(jù)，也為人們更好地了解山白蘭這一樹種的各種特性，廣泛引種山白蘭打下堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)。就目前對山白蘭的研究情況來看，對山白蘭人工林的土壤理化性質(zhì)、林下植被養(yǎng)分狀況、林分碳儲量等方面均未見研究報(bào)道，隨著各種營林管理技術(shù)的日趨進(jìn)步，學(xué)者對林木的各組分研究也日趨成熟，儀器設(shè)備不斷更新，精度更加準(zhǔn)確，在今后的山白蘭各方面研究中，將會取得更大的成果。

［1］錢崇澍，陳煥鏞，吳征鎰，等.《中國植物志》的編研［R］.北京：中國科學(xué)院植物研究所，中國科學(xué)院華南植物園，中國科學(xué)院昆明植物研究所，中山大學(xué)，2010.

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