福建將樂馬尾松中齡林生物量特征分析*

魏寶琳

（福建將樂國有林場，福建將樂353300）

福建將樂馬尾松中齡林生物量特征分析*

魏寶琳

（福建將樂國有林場，福建將樂353300）

本研究以福建將樂國有林場的馬尾松中齡林為研究對象，對其生物量以及根莖比進(jìn)行了研究，通過研究發(fā)現(xiàn)，馬尾松各器官的含水率不同，其中樹葉的含水率最高，為62.25%，樹枝的含水率最低，僅為44.07%。馬尾松各器官生物量分配以樹干為主，根系和樹枝也占一定比重，樹皮和樹葉的比重相對較小，常見的兩種模型的擬合精度都較高，其中W=a(D2H)b的擬合結(jié)果好于W=aDb的擬合結(jié)果，馬尾松中齡林的根莖比為0.152，其值比較大，說明馬尾松在幼齡和中齡階段通過發(fā)展根系，來提高自身的競爭能力。

馬尾松；中齡林；生物量

森林是陸地生態(tài)系統(tǒng)的主體，其對改善環(huán)境、維持生態(tài)平衡有著決定性的作用[1]。馬尾松是福建將樂的鄉(xiāng)土樹種，也是重要的用材樹種，其具有巨大的生態(tài)和經(jīng)濟(jì)價(jià)值[2]。生物量研究一直是林業(yè)科學(xué)研究的一項(xiàng)重要內(nèi)容[3]，它不僅可以表明當(dāng)前林分的生長情況,也能有效地反映出森林活力[4]。喬木層的生物量是森林生物量的主體,一般大約占森林總生物量的90%以上[5]。關(guān)于馬尾松生物量前人也已經(jīng)有了較多的研究，如曾偉生建立了中國南方馬尾松生物量模型[6]；張治軍、許善財(cái)對馬尾松次生林的生物量進(jìn)行了分析研究[4,7]；但是分別分齡組研究的較少，本文從齡組的角度出發(fā)，分析馬尾松中齡林生物量變化，為馬尾松在中幼齡階段的經(jīng)營提供依據(jù)。

1 研究區(qū)概況

福建省將樂國有林場（117°05′-117°40′E，26°25′-27°04′N）地處武夷山脈東南部，多為以中、低山為主；年降水量約1672.3mm，年均氣溫18.7℃，無霜期273d，屬亞熱帶季風(fēng)氣候區(qū)，具有海洋性和大陸性氣候特點(diǎn)，地貌以低山丘陵為主，海拔平均在400-800m，最高海拔1403m，最低海拔140m。林場經(jīng)營總面積7173hm2，森林覆蓋率93.5%。主要樹種有杉木（Cunninghamialanceolata）、馬尾松（Pinusmassoniana）、濕地松（P.elliottii）、黃山松（P.taiwanensis）、黑松（P.thunbergii）、火炬松（P.taeda）、柳杉（Cryptomeriafortune）、鐵杉（Tsugachinensis）

2 材料與方法

在對試驗(yàn)地馬尾松的實(shí)際分布進(jìn)行初步調(diào)查的基礎(chǔ)上，選擇生境條件基本一致的馬尾松中齡林林分作為研究對象，在試驗(yàn)地將樂國有林場共設(shè)置20m×20m的標(biāo)準(zhǔn)地8塊，樣地基本信息見表1，并采集馬尾松標(biāo)準(zhǔn)木8株。測量全部樣木的年齡、胸徑、樹高、冠幅、冠長等因子。

表1 樣地基本信息

將伐倒木的整個(gè)主干上的樹枝剪除后，從樹干基部到梢頭將樹干截成1m的區(qū)分段，分別測得每段的帶皮鮮重。測量完畢后，于每段下方各截取一個(gè)生物量圓盤并立即稱量鮮重，且由于樹皮與干材的含水率相差較大，分別去皮圓盤和樹皮稱取鮮重，將樣品放入80℃恒溫烘干至恒重后用電子秤稱其干重，計(jì)算得到去皮圓盤和樹皮的含水率。

枝葉生物量的測量釆取標(biāo)準(zhǔn)枝法。在伐倒木上，自下而上的順序分別分段活枝死枝區(qū)分開，測量并記錄每一樹枝，并測得每段的所有活枝帶葉鮮重和枯枝重量，再每段選擇標(biāo)準(zhǔn)枝1-2個(gè)，通過枝和葉的分別測量，得到每段中枝和葉鮮重比例，取少量枝葉作為樣品烘干測量其干重，計(jì)算得到含水率，進(jìn)而推算得到整株樹的枝葉的干重[8]。

本文通過常見生物量模型W=aDb和W=a(D2H)b對馬尾松中齡林的生物量進(jìn)行擬合，其中，W為各個(gè)器官的生物量，D為胸徑，H為樹高，a、b為方程中的待估參數(shù)。模型評價(jià)主要考慮模型的擬合統(tǒng)計(jì)量，利用偏差（Bias）、均方根誤差（RMSE）和調(diào)整后的決定系數(shù)（adj-R2）3個(gè)指標(biāo)對模型的預(yù)估能力進(jìn)行評價(jià)[9]。

3 結(jié)果與分析

3.1 馬尾松中齡林各器官含水率分析

含水率是指樣品中水分所占百分率，樹種不同器官的含水率在一定程度上反映了干物質(zhì)的積累程度，本研究通過測定馬尾松中齡林各器官的含水率，其計(jì)算結(jié)果如表2，從表中可以看出，馬尾松整株平均含水率為54.39%。馬尾松不同器官中平均含水率變化分布在44.07%-62.25%，表現(xiàn)為樹葉的含水率最高，達(dá)到了62.25%，樹枝的含水率最低，為44.07%，其可能主要原因?yàn)樵谟?jì)算樹枝含水率時(shí)綜合考慮了活枝和死枝，因此，樹枝的含水率偏低。按各器官平均含水率從高到低為樹葉>樹根>去皮干材>樹干>樹皮>樹枝。

3.2 馬尾松中齡林各器官生物量分析

通過對單株馬尾松中齡林生物量分析發(fā)現(xiàn)，馬尾松各器官生物量分配以樹干為主，樹干主要以干材為主，根系和樹枝也占一定比重，樹皮和樹葉的比重相對較小，它們的關(guān)系是樹干>干材>樹根>樹枝>樹皮>樹葉，其中干材所占比重接近56%，占馬尾松總生物量的主要部分；樹枝生物量也占有很大比重，為19%，大于樹根的13%和樹皮的7%；樹葉的生物量占比最小，只有5%左右。

通過調(diào)查數(shù)據(jù)，對福建將樂馬尾松中齡林的生物量進(jìn)行了擬合，結(jié)果如表3所示。3個(gè)擬合指標(biāo)中，Bias和RMSE的值越接近0而adj-R2的值越接近1，說明模型的精度越高。從上表可以看出，運(yùn)用兩種常見的生物量模型擬合馬尾松中齡林生物量，其都能較好的擬合，且對于樹干、干材、樹根以及整體的擬合，兩個(gè)模型的adj-R2都基本在0.8以上。通過比較兩種模型的精度，對于各部分及整體的擬合效果，W=a(D2H)b的擬合結(jié)果好于W=aDb的擬合結(jié)果，因此，在進(jìn)行馬尾松中齡林生物量模型應(yīng)用的時(shí)候，測得林木的胸徑和樹高兩個(gè)因子所得到的結(jié)果更精確。

表2 馬尾松各器官含水率

3.3 馬尾松中齡林根莖比分析

根莖比（R/S）是生態(tài)系統(tǒng)重要的參數(shù),也是生物量計(jì)量參數(shù)之一。根莖比如果很高，就表明植物對于水分和營養(yǎng)物質(zhì)具有較強(qiáng)的競爭能力，能夠生活在比較貧瘠惡劣的環(huán)境中，因?yàn)樗鼈儼汛蟛糠謨羯a(chǎn)量都用于發(fā)展根系。如果R/S比值很低，說明植物能夠利用較多的日光能，具有比較高的生產(chǎn)能力。在森林生態(tài)系統(tǒng)中，根莖比一般較低。通過計(jì)算，福建將樂馬尾松中齡林的根莖比為0.152，Thomas[10]曾對熱帶地區(qū)3種熱帶雙子葉樹種的莖根比進(jìn)行過分析，發(fā)現(xiàn)幼齡林的根莖比0.2-0.5，成熟時(shí)下降到0.05-0.08，通過比較發(fā)現(xiàn)，馬尾松中齡林的根莖比較大，說明在幼齡和中齡階段，馬尾松的凈生產(chǎn)量主要用于發(fā)展根系，來提高自身的競爭能力。

表3 各模型的參數(shù)及模型檢驗(yàn)

4 小結(jié)與討論

本研究以福建將樂國有林場的馬尾松中齡林為研究對象，對其生物量以及根莖比進(jìn)行了研究，通過研究發(fā)現(xiàn)，馬尾松各器官的含水率都不相同，其中樹葉的含水率最高，為62.25%，樹枝的含水率最低，僅為44.07%。馬尾松各器官生物量分配以樹干為主，其中干材所占比重接近56%，樹枝生物量占到19%，大于樹根的13%和樹皮的7%；樹葉的生物量占比最小，只有5%左右。以常見的生物量模型對其各器官的生物量進(jìn)行擬合發(fā)現(xiàn)，兩種模型的擬合精度都較高，W=a(D2H)b的擬合結(jié)果好于W=aDb的擬合結(jié)果，即含有林木的胸徑和樹高兩個(gè)因子的模型能夠得到更加精確的生物量值。通過對馬尾松中齡林的根莖分析發(fā)現(xiàn)，馬尾松中齡林的根莖比為0.152，其值比較大，說明在幼齡和中齡階段，馬尾松對于水分和營養(yǎng)物質(zhì)具有較強(qiáng)的競爭能力，馬尾松的凈生產(chǎn)量主要用于發(fā)展根系，來提高自身的競爭能力。

[1]郭朝霞，鄧玉林，王玉寬，等．森林生態(tài)系統(tǒng)生態(tài)服務(wù)功能研究進(jìn)展[J]．西北林學(xué)院學(xué)報(bào)，2007，22（1）：173-177．

[2]周政賢．中國馬尾松[M]．北京：中國林業(yè)出版社．2001．

[3]方精云，徐篙齡．我國森林植被的生物量和凈生產(chǎn)量[J]．生態(tài)學(xué)報(bào)，1996，16（005）：497-508．

[4]許善財(cái)．馬尾松天然次生林林分結(jié)構(gòu)動(dòng)態(tài)及生物量研究[D]．2010，福州：福建農(nóng)林大學(xué)．

[5]鄭景明，張育紅．林分生物量研究綜述[J]．遼寧林業(yè)科技，1998（4）：43-45

[6]曾偉生，肖前輝，胡覺，等．中國南方馬尾松立木生物量模型研建[J]．中南林業(yè)科技大學(xué)學(xué)報(bào)，2010，30（5）：50-56．

[7]張治軍，王彥輝，袁玉欣，等．馬尾松天然次生林生物量的結(jié)構(gòu)與分布[J]．河北農(nóng)業(yè)大學(xué)學(xué)報(bào)，2006，29（5）：37-43．

[8]王軼夫，孫玉軍．馬尾松生物量模型的對比研究[J]．中南林業(yè)科技大學(xué)學(xué)報(bào)，2012，32（10）：29-33．

[9]張鵬，王新杰，許昊．杉木幼齡林直徑分布[J]．東北林業(yè)大學(xué)學(xué)報(bào)，2014，42（11）：7-13．

[10]ThomasG．C．，JohnJ．E．Allometrice quations for four valuable tropical tree species[J]．Forest Ecology and Management，2006，229：351-360．

責(zé)任編輯/丁 王必

The Analysis offorest biomass ofMid-agedPinus massonianain Jiangle,Fujian

Wei Baolin
(Jiangle National Forest Farm,Jiangle Fujian 353300,China)

The mid-agedPinus massonianaforest in Jiangle National Forest Farm was taken as the study object.The biomass and the ratio of root to diameter were studied.The results showed that the rate of water content of each organ ofP.massonianawas different.The rate of water content of leaves was the highest,reaching 62.25%,and the lowest was the branches,with 44.07%only.The allocation of each organ biomass ofP.massonianawas mainly on the stem,root system and branches alsoaccounted for a certain proportion,and the proportion ofthe bark and leaves was relativelylow.The fitting precision oftwocommon models were higher,and the fittingeffect ofmodel W=a(D2H)bwas better than modelW=aDb.The ratio of root to diameter was 0.152,which was relatively large.By the development of root system the young and mid-aged forests ofP.massonianaimprove their competitive ability.

Pinus massoniana；mid-aged forest；biomass

S791.248

A

1003-4382（2016）02-0046-03

2016-01-02

2016-02-02

魏寶琳（1990-），男，福建人，將樂國有林場職工，從事森林經(jīng)理工作。