馬良清，楊福全，馮大蘭，許麗

（1.重慶市林業(yè)科學(xué)研究院，重慶 400036；2.甘肅省武威市林業(yè)技術(shù)服務(wù)中心，甘肅 武威 733000；3.武威市石羊河林業(yè)總場(chǎng)義糧灘分場(chǎng)，甘肅 民勤 733302）

甘肅民勤荒漠沙棗生物量密度研究

馬良清1，楊福全2，馮大蘭1，許麗3

（1.重慶市林業(yè)科學(xué)研究院，重慶 400036；2.甘肅省武威市林業(yè)技術(shù)服務(wù)中心，甘肅 武威 733000；3.武威市石羊河林業(yè)總場(chǎng)義糧灘分場(chǎng)，甘肅 民勤 733302）

在甘肅省民勤縣干旱荒漠地區(qū)，對(duì)沙棗林進(jìn)行了樣地調(diào)查、標(biāo)準(zhǔn)木全株破壞性采樣。研究了沙棗個(gè)體和群體的生物量密度。結(jié)果表明：1）樹冠垂直投影面負(fù)載的生物量密度BPA、樹冠葉面積負(fù)載的生物量密度BLA、樹冠空間曲面負(fù)載的生物量密度BSA，同單株樹木總生物量Wt之間緊密相關(guān)；2）生物量密度BD隨單株樹木總生物量Wt的變化規(guī)律，都遵循Logistic方程。3）3種生物量密度隨單株樹木總生物量而變化曲線的飽和值分別為：BPA=8.164 kg/m2（DW），BLA=2.729 kg/m2（DW），BSA=2.44 kg/m2（DW）。4）年齡相近（22～24年）的不同立地條件的林分，其生物量密度變化在3.1～35.8 t/hm2之間。5）生物量密度從小到大的排列順序，同林分胸徑（6.8～19.4 cm）、林分郁閉度（0.05～0.55）、林分葉面積指數(shù)（0.20～2.09）之間從小到大的排列順序相對(duì)應(yīng)。

沙棗；樹冠；葉面積；空間曲面；生物量密度

Keywords： Elaeagnus angustifolia; tree crown; leaf area; space surface; biomass density

國(guó)內(nèi)外對(duì)沙棗生物生產(chǎn)力研究報(bào)道不多。王玉魁等對(duì)內(nèi)蒙烏蘭布和調(diào)查了6年生沙棗林的生物量[1]。王志燕研究了山西太原的一個(gè)河灘地3年生沙棗幼林地上部分生物量[2]。在中亞烏茲別克斯坦咸海盆地廢棄灌溉旱地沙棗幼林的生物量報(bào)道[3,4]。美國(guó)西部干旱和半干旱地區(qū)大面積沙棗自然成林的生物量估計(jì)的報(bào)道[5]。這些研究結(jié)果難以滿足生產(chǎn)建設(shè)的需要。

過往許多學(xué)者利用光合作用測(cè)定儀，對(duì)沙棗的光合特性進(jìn)行了許多研究[6,7]。然而，這些以秒為時(shí)間計(jì)量單位的精準(zhǔn)測(cè)量數(shù)據(jù)，在生產(chǎn)應(yīng)用上受到一些局限。

該項(xiàng)研究通過全株破壞性取樣調(diào)查，試圖從三維空間探索荒漠地區(qū)沙棗自身和林地生產(chǎn)樹木生物量的能力。主要包括：生長(zhǎng)分析、分形特征、生物量密度研究等。旨在從林學(xué)方面為荒漠地區(qū)光、熱、水、土等自然資源的利用提供基礎(chǔ)數(shù)據(jù)。該文系這項(xiàng)沙棗生產(chǎn)力研究的一個(gè)分項(xiàng)。該分項(xiàng)研究拓展了以往的生物量密度概念，試圖從大的時(shí)間尺度和大的空間尺度去探索樹冠（輪廓）空間曲面、樹葉、林地的生產(chǎn)能力。其任務(wù)是：探索樹冠空間曲面負(fù)載的生物量密度；探索樹冠葉面積負(fù)載的生物量密度；探索樹冠垂直投影面林地的生物量密度；探索這3種生物量密度隨樹木總生物量的變化規(guī)律；調(diào)查沙棗不同林分的生物量密度特征。分析一些立地因子對(duì)林分生物量密度的影響。以期為干旱荒漠地區(qū)沙棗的種植培育和森林資源調(diào)查提供基礎(chǔ)數(shù)據(jù)。同時(shí)也彌補(bǔ)了沙棗光合特性數(shù)據(jù)在生產(chǎn)應(yīng)用上的局限性。

1 試驗(yàn)地概況與調(diào)查方法

1.1 試驗(yàn)地概況

研究區(qū)域系甘肅省民勤石羊河林業(yè)總場(chǎng)的沙井子分場(chǎng)和義糧灘分場(chǎng)。該區(qū)域東西北三面被騰格里沙漠和巴丹吉林沙漠包圍。沙井子分場(chǎng)位于102°54′38.4″E、38°34′15.6″N；義糧灘分場(chǎng)位于103°22′43″E、38°38′29.6″N。海拔1 350 m左右。

年平均降水量113.0 mm，年平均氣溫8.8 ℃、年蒸發(fā)量2 675.6 mm[8]，年日照3 028 h[9]。土壤為荒漠化草甸土。地表覆沙，其厚度15～50 cm不等，其下有一薄層厚度不等的青灰色膠泥，質(zhì)地粘壤。再其下是沙壤土。

被調(diào)查的森林，系機(jī)械化或人工實(shí)生苗造林。造林年限從1957年開始逐年造林，直到上個(gè)世紀(jì)70年代。

在一個(gè)小班內(nèi)，均為同齡沙棗純林。不同小班，林齡不同，郁閉度在0.05～0.55之間。活立木密度在80～660株/hm2不等?；畹乇晃锓N類有所差異。整個(gè)調(diào)查林區(qū)林地出現(xiàn)的活地被物種類，按出現(xiàn)頻度順序排列有：白刺N(yùn)itraria tangutorum、黃蒿Artemisia annua、蘆葦Phragmites australis、冰草Agropyron cristatum、鹽爪爪Kalidium foliatum、花花柴Karelinia caspia、披針葉野決明Thermopsis lanceolata、苦豆子Sophora alopecuroides、駱駝?shì)铮?xì)葉駱駝蓬）Peganum nigellastrum、蒙古蟲實(shí)Corispermum mongolicum、蒙古豬毛菜Salsola ikonnikovii、堿蓬Suaeda glauca、芨芨草Achnatherum splendens、甘草Glycyrrhiza uralensis、羅布麻Apocynum venetum?；畹乇晃锏纳w度一般在10%～30%之間。

1.2 調(diào)查與分析方法

1.2.1 樣地調(diào)查

調(diào)查的林分，系1957～1975年用實(shí)生苗營(yíng)造的人工林。每塊樣地的面積1 000 m2。記載樣地位置、海拔、林地土壤、林下植物種類等因子；對(duì)活立木進(jìn)行每木檢尺。測(cè)量胸徑、樹高、最大冠幅、樹冠形狀等。

1.2.2 標(biāo)準(zhǔn)木調(diào)查

①選取標(biāo)準(zhǔn)木的林分。在樹齡8～22年的林木中選取不同年齡的標(biāo)準(zhǔn)木進(jìn)行調(diào)查。②選擇標(biāo)準(zhǔn)木的要求。在生長(zhǎng)正常、樹冠完整、樹木周圍具有充足的采光空間、樹冠未受其它林木欺壓、未受人為和自然傷害的樹木中選擇標(biāo)準(zhǔn)木。③標(biāo)準(zhǔn)木測(cè)量和取樣。測(cè)量其胸徑、樹高、冠幅。測(cè)繪冠形圖。伐倒標(biāo)準(zhǔn)木。對(duì)每株標(biāo)準(zhǔn)木進(jìn)行全株破壞性取樣，分別稱量干、枝、根頭、側(cè)根的鮮生物量。并分別取樣，在105 ℃下烘干至衡定質(zhì)量，計(jì)算干、枝、根的烘干生物量。直接測(cè)量41株標(biāo)準(zhǔn)木的總生物量為5 664.8 kg（DW-烘干質(zhì)量，即Drying weight 的縮寫，下同）。稱量全株鮮葉的生物量。并取樣，在85 ℃下烘干至衡定質(zhì)量。以10～20片無(wú)柄的鮮葉片為一組，繪制葉片圖，測(cè)量各組的單葉面積。直接測(cè)量樣本葉片8 643片，葉片烘干總質(zhì)量1 361.7 g，葉片總面積59 239.6 cm2。分別計(jì)算各株標(biāo)準(zhǔn)木鮮葉和烘干葉的比葉面積和葉生物量。

全部野外作業(yè)于1980年10月上旬和1981年9月4日～10月12日進(jìn)行。在這個(gè)時(shí)段，不但每片樹葉已經(jīng)成熟，而且整個(gè)樹冠的葉面積達(dá)到最大值。這個(gè)時(shí)段的葉面積，可以保守性地代表樹冠在生長(zhǎng)季的葉面積，在這個(gè)時(shí)段測(cè)量出的樹木根、干、枝、葉生物量和樹木總生物量能夠代表測(cè)量當(dāng)年的數(shù)值。

1.2.3 參數(shù)計(jì)算

1）利用此研究直接測(cè)量的標(biāo)準(zhǔn)木資料，計(jì)算出每株標(biāo)準(zhǔn)木的以下參數(shù)和回歸式：

①計(jì)算出根、干、枝、葉烘干生物量，總生物量(Wt)；

②將樹冠東西和南北2個(gè)方向的冠幅值代入如下橢圓面積公式，計(jì)算出樹冠垂直投影面積：

式中：PA為樹冠垂直投影面積；d1、d2分別為東西和南北2個(gè)方向的冠幅值；

③計(jì)算出樹冠葉面積LA。利用樹冠輪廓形狀圖，計(jì)算樹冠空間曲面面積SA；

④計(jì)算出標(biāo)準(zhǔn)木的樹冠葉面積（LA）與胸徑（D1.3）的回歸式，即：

相關(guān)系數(shù)R2=0.888。

⑤計(jì)算出標(biāo)準(zhǔn)木總生物量烘干質(zhì)量（Wt）與胸徑（D1.3）的回歸式，即：

相關(guān)系數(shù)R2=0.938。

⑥計(jì)算出樹冠垂直投影面負(fù)載的生物量密度（BPA）、樹冠葉面積負(fù)載的生物量密度（BLA）、樹冠空間曲面負(fù)載的生物量密度（BSA）。

2）利用樣地資料和標(biāo)準(zhǔn)木參數(shù)，計(jì)算出樣地下列參數(shù)：①林分郁閉度=樣地樹冠垂直投影面積/樣地面積，利用式(1)計(jì)算樣地每株樹木的樹冠垂直投影面積；②林分葉面積指數(shù)=樣地葉面積/樣地面積，利用式(2)計(jì)算每株樹木的葉面積；③樹冠垂直投影面的葉面積指數(shù)=樣地葉面積/樣地樹冠垂直投影面積；④林分生物量密度=樣地總生物量/樣地面積，利用式(3)計(jì)算樣地每株樹木的總生物量。

1.2.4 統(tǒng)計(jì)分析

使用軟件Excel和SPSS 19.0統(tǒng)計(jì)分析3種生物量密度隨單株樹木總生物量（Wt）的增長(zhǎng)而增長(zhǎng)的規(guī)律。

2 結(jié)果與分析

2.1 單株樹木生物量密度增長(zhǎng)規(guī)律

根據(jù)3種生物量密度（BD）隨Wt而增長(zhǎng)的散點(diǎn)圖的走向趨勢(shì)，經(jīng)過試算，決定采用邏輯斯諦方程（Logistic equation）對(duì)BD隨Wt而增長(zhǎng)的過程進(jìn)行擬合，所選方程是：

式中：BD為生物量密度；k為生物量密度的飽和值；a、b為待定系數(shù)；Wt為單株樹木地上地下總生物量（烘干質(zhì)量DW）[10]。

從圖1、圖2、圖3可見：樹冠垂直投影面負(fù)載的生物量密度BPA、樹冠葉面積負(fù)載的生物量密度BLA、樹冠空間曲面負(fù)載的生物量密度BSA，它們隨Wt而增長(zhǎng)的規(guī)律，都遵循Logistic equation（(4)式）；生物量密度BD同總生物量Wt之間相關(guān)緊密，BPA與Wt之間、BLA與Wt之間、BSA與Wt之間的相關(guān)系數(shù)R2分別為0.79（圖1）、0.80（圖2）、0.83（圖3）；從BD隨Wt而增長(zhǎng)的速度來(lái)看，幼年階段（Wt＜45 kg/株（DW）），增長(zhǎng)較快，幾乎呈直線上升，中年（Wt＞100 kg/株）以后，增速逐漸降低。當(dāng)Wt＞200 kg/株以后，生物量密度逐漸趨于飽和值。BPA、BLA、BSA的飽和值分別為：8.164 kg/m2（圖1）、2.729 kg/m2（圖2）、2.440 kg/m2（圖3）。

圖1 樹冠垂直投影面的生物量密度隨樹木總生物量的變化

圖2 樹冠葉面積的生物量密度隨樹木總生物量的變化

圖3 樹冠空間曲面生物量密度隨樹木總生物量的變化

BSA、BLA、BPA三者之間有著不可分割的聯(lián)系。它們從不同角度反映了光能、樹葉、林地的生產(chǎn)能力。BSA反映了單位面積樹冠空間曲面的生產(chǎn)能力，也間接反映了光能轉(zhuǎn)化為生物能的能力。BLA反映了沙棗樹葉的凈同化能力。BPA反映了林地的生產(chǎn)能力，它是當(dāng)?shù)刈匀簧a(chǎn)力的綜合反映。

分析BD隨Wt的變化規(guī)律，可能與樹冠尺度隨Wt的增長(zhǎng)而增長(zhǎng)有關(guān)、以及與葉生物量分配比（LB）隨Wt的增長(zhǎng)而降低有關(guān)（圖4）。

圖4 葉生物量分配百分比隨胸徑的變化

幼年到中年期間，樹冠體積小。胸徑小于20 cm的中年沙棗樹，樹冠直徑一般小于4 m，且枝葉稀疏，樹葉幾乎均勻分布在整個(gè)樹冠內(nèi)。冠幅小的樹冠，其中心的葉片，沒有因光照不足而泛黃甚至死亡者。說明樹冠中心的光照強(qiáng)度大于光補(bǔ)償點(diǎn)。胸徑達(dá)40 cm的沙棗樹，樹冠直徑一般大于8 m。能正常進(jìn)行光合作用的有效樹葉，則集中分布在樹冠表面。樹冠中心，葉片稀少，僅存的葉片薄，甚至部分泛黃。說明成年大樹，其樹冠中心的光照強(qiáng)度接近光補(bǔ)償點(diǎn)?？梢?，單位時(shí)間進(jìn)入樹冠的光量，取決于樹冠空間曲面面積。于是樹冠有效葉面積也取決于空間曲面面積[11-13]。這種現(xiàn)象的變化過程，可能影響B(tài)SA的變化，并使其逐漸接近飽和值。

葉生物量分配比（LB）隨胸徑增長(zhǎng)而降低，可能直接影響B(tài)SA隨Wt的增速變化。由圖4可見，幼年期間，LB≈9%，隨著樹木胸徑的增長(zhǎng)，LB呈負(fù)指數(shù)下降。成年大樹，其LB趨于4%左右。在這個(gè)過程中，單位質(zhì)量的同化器官所負(fù)擔(dān)的生物量逐年增大，同化產(chǎn)物用于呼吸消耗的比例，也逐漸增大。從而導(dǎo)致BD隨Wt的增速下降。

樹冠形狀對(duì)BD隨Wt而變化的影響不顯著。我們用樹冠的長(zhǎng)寬比k1（冠長(zhǎng)/冠幅）隨胸徑的變化過程來(lái)表示樹冠形狀的變化。據(jù)野外調(diào)查資料統(tǒng)計(jì)，不同胸徑的樹冠，其k1值變化在0.744 3～1.733 3之間，均值為1.178 9，標(biāo)準(zhǔn)差為0.236 03?；貧w分析有：

R2=0.203 7。說明k1與D1.3相關(guān)并不顯著。

2.2 林分生物量密度特征

為了了解樹木群體的生物量密度特征，從林分樣地調(diào)查資料中，選擇了林齡幾乎相近（22～24年）而林分平均胸徑和林分郁閉度不同的林分，比較其生物量密度特征。

從表1可見，不同樣地所在的林分，其加權(quán)平均胸徑變化在6.8～19.4 cm之間。林分郁閉度變化在0.05～0.55之間。林分葉面積指數(shù)變化在0.20～2.09之間。樹冠垂直投影面的葉面積指數(shù)，變化在3.37～5.79之間。與之相應(yīng)，林分生物量密度變化在3.1～35.8 t/hm2（DW）之間。由此可見，林分生物量密度受林分平均胸徑、林分郁閉度、林分葉面積指數(shù)的綜合影響。并與林分的平均胸徑、郁閉度、葉面積指數(shù)呈正相關(guān)。生物量密度最大（35.8 t/hm2）的林分，林分平均胸徑也最大（19.4 cm）。

林下植物種類、林地覆沙、地下水位、土壤鹽漬化等立地因子也與林分生物量密度相關(guān)。

從表2可見，林下優(yōu)勢(shì)植物的種類從一個(gè)側(cè)面反映了林地土壤的水分狀況和鹽堿化程度，從而反映了林分生長(zhǎng)差異的重要原因。林下植物以鹽爪爪為主的林分，顯示了土壤鹽堿化程度比較高（礦化度≥1.50 g/L）。林下植物以白刺為主的林分，顯示表層土壤的含水量很低。因?yàn)榘状淘谕寥榔骄?.90%的情況下，能夠正常生活[14]。林下以花花柴為優(yōu)勢(shì)植物者，說明林地土壤不但干旱，而且鹽漬化程度高，因?yàn)榛ɑú衲望}堿、耐干旱[15]。這些林分樹冠垂直投影面的葉面積指數(shù)比較低。以蘆葦為優(yōu)勢(shì)植物的林地，顯示土壤水分條件較好。蘆葦生長(zhǎng)茂盛的地段，土壤礦化度一般在1.50 g/L以下。礦化度小于1.50 g/L的土壤，適宜沙棗生長(zhǎng)。因而這類林分的生物量密度較高。

調(diào)查顯示，地表覆沙狀況也影響樹木生長(zhǎng)。地表覆蓋一層流沙。會(huì)降低林地水分的蒸發(fā)。有利于樹木生長(zhǎng)，因而林分生物量密度也比較大。地下水位的差異，也是影響林木生長(zhǎng)的重要原因。依靠抽取地下水灌溉，致使林木生長(zhǎng)緩慢。因?yàn)榈叵滤喔戎率雇寥利}堿化程度不斷上升。甚至達(dá)1.91～2.13 g/L之間。被調(diào)查的生長(zhǎng)正常的沙棗林分，地下水礦化度一般在0.54～1.50 g/L之間①。

表1 不同林分的生物量密度

表2 林分的立地條件

綜上所述，隨著土壤水分條件的劣化，土壤鹽堿化程度的升高，從而使胸徑、活立木密度、林分郁閉度、林分葉面積指數(shù)降低。最終使林分生物量密度降低。

3 討論與結(jié)論

3.1 討論

眾所周知，樹葉的光合作用是將光能轉(zhuǎn)化為生物能的過程。這些生物能表現(xiàn)為樹木和森林。該項(xiàng)研究表明，樹冠空間曲面負(fù)載的生物量密度（BSA），反映了光能的生產(chǎn)能力。可見，在特定的立地條件下，一株樹木總生物量的產(chǎn)能，取決于樹冠空間曲面的大小。樹冠葉面積負(fù)載的生物量密度（BLA），反映了在特定的生態(tài)環(huán)境下，樹葉的生產(chǎn)能力，或者凈同化能力。這從數(shù)量上反映了沙棗的生理生態(tài)學(xué)特性。樹冠垂直投影面負(fù)載的生物量密度（BPA），是諸多環(huán)境因素生產(chǎn)能力的綜合表現(xiàn)，或者林地生產(chǎn)力。

邏輯斯諦方程揭示了眾多生物個(gè)體和群體的生長(zhǎng)規(guī)律。該研究顯示，BSA、BLA、BPA也是樹木的一類生長(zhǎng)因子。這些生長(zhǎng)因子隨樹木個(gè)體尺度（Wt）而變化規(guī)律，同樣遵從邏輯斯諦方程。

BSA、BLA、BPA是對(duì)樹木生物量生產(chǎn)過程中3個(gè)階段生產(chǎn)能力的定量描述。它們之間互為因果關(guān)系，樹葉的光合作用取決于光能輸入，而林地的生物量積累則取決于樹葉的光合作用。

該研究方法也可能適用于其他樹木。尤其對(duì)于園藝產(chǎn)品的生產(chǎn)具有重要意義。對(duì)于具有充分大的樹冠，花和果實(shí)總是集中分布在樹冠表面。可見樹冠空間曲面的面積，對(duì)于花和果實(shí)的產(chǎn)量具有決定性的影響。園藝工作者為了提高果實(shí)產(chǎn)量，總是力圖增大樹冠空間曲面的面積。使用這3種生物量密度的數(shù)據(jù)和高分辨率衛(wèi)星遙感數(shù)據(jù)（或航空攝影數(shù)據(jù)），可能方便地估計(jì)單株樹木和森林的根、干、枝、葉生物量和總生物量?？赡芾卯?dāng)?shù)氐臍庀笥^測(cè)數(shù)據(jù)方便地估計(jì)樹木和森林對(duì)光能的利用率以及它們的一些公益效能。

此項(xiàng)研究與過往研究不同的是，過往的生物量密度研究，針對(duì)土地在某一特定年份的生物產(chǎn)能。那是一種靜態(tài)的數(shù)據(jù)。此研究則是針對(duì)從光能輸入、樹葉轉(zhuǎn)化到土地儲(chǔ)存的生物能生產(chǎn)的全過程，以及BSA、BLA、BPA等3種生物產(chǎn)能隨個(gè)體尺度（Wt）的變化規(guī)律。這是一類動(dòng)態(tài)的數(shù)據(jù)。

此項(xiàng)研究采用了全株破壞性采樣方法，雖然在大的時(shí)間尺度和大的空間尺度，為研究提供了大量的直接測(cè)量的數(shù)據(jù)，彌補(bǔ)了諸如光合作用測(cè)定儀測(cè)量的數(shù)據(jù)在生產(chǎn)應(yīng)用上的局限性。但其缺點(diǎn)是工作量特大，且必須破壞樣本。

該研究顯示，林齡相近的沙棗林分，因立地條件的差異，其生物量密度變化在3.1～35.8 t /hm2之間?？梢?，在這里以水為主的立地條件，對(duì)沙棗林的生產(chǎn)力起到了致命性的作用。國(guó)內(nèi)外與此有較多的相似研究。國(guó)內(nèi)外的研究結(jié)果與本研究也有許多相似之處。

在內(nèi)蒙古烏蘭布和沙漠東北部（106°35′～106°59′E、40°17′～40°29′N）海拔1 052～1 059 m，年均降水量102.9 mm，地下水位2～5 m，年平均氣溫7.5 ℃，年日照3 000 h，6年生沙棗生物量密度12 t/hm2[1]。山西省太原市陽(yáng)曲縣，年均溫度8.7 ℃，年均降水量456.8 mm，年均日照2 826.3 h，在河灘地營(yíng)造的沙棗林，不同密度的3年生林分，地上部分生物量12～33 t/hm2[2]。在烏茲別克斯坦咸海盆地退化的棄耕地營(yíng)造的沙棗林。造林后的頭2年，進(jìn)行充分灌溉在80～160 mm/a，此后不再灌溉，全部依賴淺層地下水和天然降水，5年生林分，活立木密度2 300株/hm2，主干和側(cè)枝（直徑≥2 cm）的木質(zhì)材料總生產(chǎn)量25.5 t/hm2[3]。在美國(guó)西南部的干旱和半干旱地區(qū)，自然的沙棗成林，樹冠豐度20%～50%，生物量密度在17～58 t/hm2之間，評(píng)估的平均值34 t/hm2[5]。但在干旱和半干旱地區(qū)的沙棗林，有人工灌溉條件下，沙棗林的生產(chǎn)力遠(yuǎn)超過本研究結(jié)果。在烏茲別克，海拔100 m，年降水量100 mm，在人工充分灌溉條件下的沙棗幼林。生長(zhǎng)季節(jié)的葉面積指數(shù)LAI達(dá)到5～10[16]，是民勤沙棗林的2.4～4.8倍。在咸海盆地，年平均降水量100 mm左右，在廢棄灌溉旱地上營(yíng)造沙棗林，造林后，樹木在每周1次（灌水量約3～5 mm），年灌溉量154 mm，栽植后的第2個(gè)生長(zhǎng)季末的生物量密度為2.25～3.47 t/hm2[4]。由上述比較可見，造成這種差異的主要原因是，土壤水分供應(yīng)的差異。

與眾多相似研究的比較表明，民勤的沙棗林，尚未充分利用當(dāng)?shù)氐墓鉄豳Y源。如果石羊河來(lái)水充足，能夠充分滿足樹木對(duì)水分的需要，而且使用淡水灌溉，會(huì)使土壤含鹽量逐漸降低，從而減少鹽分對(duì)樹木的傷害。將可能使林分葉面積指數(shù)在現(xiàn)在的基礎(chǔ)上提高2.4～4.8倍，樹冠垂直投影面的葉面積指數(shù)提高0.6～0.7倍。與此相對(duì)應(yīng)，沙棗林的生物量密度，有可能在現(xiàn)在的基礎(chǔ)上提高2～3倍。

3.2 結(jié)論

樹冠垂直投影面負(fù)載的生物量密度BPA、樹冠葉面積負(fù)載的生物量密度BLA、樹冠空間曲面負(fù)載的生物量密度BSA，同單株樹木總生物量Wt之間緊密相關(guān)；生物量密度隨單株樹木總生物量Wt的變化規(guī)律，都遵循Logistic方程。3種生物量密度隨單株樹木總生物量而變化曲線的飽和值分別為：BPA=8.164 kg/m2，BLA=2.729 kg/m2，BSA=2.44 kg/m2（DW）。22～24年的不同林分，其生物量密度變化在3.1～35.8 t/hm2（DW）之間。生物量密度從小到大的排列走向趨勢(shì)，與各林分的平均胸徑（6.8～19.4 cm）、各林分郁閉度（0.05～0.55）、各林分葉面積指數(shù)（0.20～2.09）之間從小到大的排列走向趨勢(shì)相對(duì)應(yīng)。不同林分生物量密度的差異是這些林分立地條件差異的反映。

致謝和致歉：該研究的野外調(diào)查工作，是作者在甘肅省林業(yè)勘察設(shè)計(jì)院工作期間，在院領(lǐng)導(dǎo)和同事的支持下完成的。崔昌杰、陳炳立、任志杰、朱耀芳等同志以及武威石羊河林業(yè)總場(chǎng)劉西波等同志參加了部分野外調(diào)查和內(nèi)業(yè)計(jì)算。中國(guó)科學(xué)院沈陽(yáng)應(yīng)用生態(tài)研究所汪思龍研究員、陳楚瑩研究員給予了熱情指導(dǎo)。在此一并致謝！該文稿，于1982年動(dòng)筆，后因工作變動(dòng)，致使現(xiàn)在才提交正式文稿，特致歉！

[1] 王玉魁，閻艷霞，李鋼鐵. 西北沙區(qū)4種能源樹種評(píng)價(jià)研究[J]. 生物質(zhì)化學(xué)工程，2006，40（S1）：157-160.

[2] 王志燕. 不同密度沙棗能源林生物量估測(cè)模型研究[J].山西林業(yè)科技，2011，40（4）：10-12.

[3] LAMERS J P A, KHAMZINA A. Fuelwood production in the degraded agricultural areas of the Aral Sea Basin, Uzbekistan [J]. Bois Et Forêts Des Tropiques, 2008, 297（3）： 43-53.

[4] SCHACHTSIEK T, LAMERS J P A, KHAMZINA A. Early Survival and Growth of Six Afforestation Species on Abandoned Cropping Sites in Irrigated Drylands of the Aral Sea Basin [J]. Arid Land Research and Management, 2014, 28（28）： 410-427.

[5] Nackley L L, Lieu V H, Garcia B B, Richardson J J, Isaac E, Spies K, Rigdon S, Schwartz D T. Bioenergy that supports ecological restoration [J]. Frontiers in Ecology and the Environment, 2013, 11（10）： 535-540.

[6] 蔡婧，楊晴，張國(guó)君，代波，楊俊明. 沙棗半同胞家系光合及生理特性的比較分析[J]. 河北農(nóng)業(yè)大學(xué)學(xué)報(bào)，36（3）：50-54.

[7] 劉世榮，趙廣東，馬全林. 沙木蓼和沙棗對(duì)地下水位變化的生理生態(tài)響應(yīng)Ⅱ.葉片光合作用及其對(duì)溫度和光的反應(yīng)[J]. 植物生態(tài)學(xué)報(bào)，2003，27（2）：223-227.

[8] 趙明瑞，劉明春，錢莉，王生元，李亞萍. 民勤綠洲1971～2010年沙塵暴特征及影響因素分析[J]. 沙漠與綠洲氣象，2013，7（5）：35-39.

[9] 劉普幸. 近54年民勤綠洲氣候變化趨勢(shì)與周期特征[J].干旱區(qū)研究，2009，26（4）：471-476.

[10] 薛建輝. 森林生態(tài)學(xué)（修訂版）[M]. 北京：中國(guó)林業(yè)出版社，2010：87.

[11] 馬良清. 樹冠的光合葉面積和光能利用潛力同樹冠側(cè)（表）面積的關(guān)系[J]. 生態(tài)學(xué)雜志，1986，5（6）：23-26.

[12] ZEIDE B, PFEIFER P. A Method for Estimation of Fractal Dimension of Tree crowns [J]. Forestry Science, 1991, 37（5）：1253-1265.

[13] 馬履一，王希群. 生長(zhǎng)空間競(jìng)爭(zhēng)指數(shù)及其在油松、側(cè)柏種內(nèi)競(jìng)爭(zhēng)中的應(yīng)用研究[J]. 生態(tài)科學(xué)，2006，25（5）：385-389.

[14] 種培芳，蘇世平，高暝，李毅. 4個(gè)地理種群唐古特白刺的抗旱性系統(tǒng)評(píng)價(jià)[J]. 水土保持通報(bào)，2011，31（3）：213-218.

[15] 王彥芹，賀江舟，趙小亮，張海燕，鄧芳，賈曉宇，劉陳. 塔里木盆地荒漠植物花花柴和堿蓬耐鹽、耐旱性比較[J].基因組學(xué)與應(yīng)用生物學(xué)，2009，28（6）：1128-1134.

[16] KHAMZINA A, SOMMER R, LAMERS J P A, VLEK P L G. Transpiration and early growth of tree plantations established on degraded cropland over shallow saline groundwater table in northwest Uzbekistan [J]. Agricultural and Forest Meteorology, 2009, 149（11）： 1865-1874.

Gansu Minqin Desert Elaeagnus angustifolia Biomass Density Study

MA Liang-qing1, YANG Fu-quan2, FENG Da-lan1, XU Li3
(1. Chongqing Academy of Forestry, Chongqing 400036, China; 2. Gansu Province Wuwei City Forestry Comprehensive Service Center, Wuwei Gansu 733000, China; 3. Wuwei City Shiyang River Forestry Centre Yiliangtan Branch, Minqin Gansu 733300, China)

In the arid desert area in Minqin County of Gansu Province, a sample-plot survey of Elaeagnus angustifolia, was conducted, and the whole plant strain was destroyed and sampled, which was used to research on the biomass density of individuals and groups of Elaeagnus angustifolia. The results showed the following. 1) BPA(the biomass density of the vertical projection plane load of the tree crown), BLA(biomass density of leaf area load of tree crown), BSA(biomass density of space surface load of tree crown) were all closely related to Wt (total biomass of the plant). 2) The rule of BDchanging (biomass density) with Wt followed the Logistic equation. 3) The saturation values of the three curves are respectively, BPA=8.164 kg/m2, BLA=2.729 kg/m2, BSA=2.44 kg/m2. 4) The biomass density of the stand with similar age (22～24 a) in different site conditions was 3.1～35.8 t/hm2. 5) The order of the biomass density from low to high was corresponded with the order of DBH (6.8～19.4 cm), crown density (0.05～0.55), forest leaf area index (0.20～2.09) from low to high.

S758.1

A

10.3969/j.issn. 1006-0960.2016.04.002

1006-0960（2016）04-0004-07

2016-11-08

馬良清（1940—），男，四川射洪人，教授級(jí)高級(jí)工程師，長(zhǎng)期從事森林培育與森林生態(tài)研究。發(fā)表論文20余篇。其中，生態(tài)學(xué)雜志3篇，林業(yè)科學(xué)1篇。E-mail：maliangqing@tom.com