楊 靜

山西省遼東櫟單木生物量模型研究

楊 靜

(山西省林業(yè)科學(xué)研究院，山西 太原 030012)

采用模型分析法研究了山西省遼東櫟的胸徑(D)、樹高(H)與單木總生物量及各器官生物量的相關(guān)關(guān)系。結(jié)果顯示，遼東櫟全株生物量、樹干生物量、樹枝生物量、樹葉生物量、根生物量均與胸徑的平方和樹高的乘積之間存在密切的相關(guān)關(guān)系，且均達(dá)到顯著水平。

山西省；遼東櫟；生物量；CAR模型

遼東櫟(Quercusliaotungensis)屬于殼斗科櫟屬，是山西省典型的鄉(xiāng)土闊葉樹種之一。全省共有遼東櫟33.99×104hm2，占林地總面積的13.8%.隨著對(duì)鄉(xiāng)土樹種利用和保護(hù)研究的興起，遼東櫟在改善林分結(jié)構(gòu)、保護(hù)生物多樣性、促進(jìn)林分穩(wěn)定發(fā)展中的作用日益突出。目前，關(guān)于遼東棟的研究主要集中在種質(zhì)資源收集、良種選育和利用方面，關(guān)于其生物量模型的研究較少。筆者以遼東櫟為研究對(duì)象，通過對(duì)其生物量模型進(jìn)行擬合分析，探討了遼東櫟的生產(chǎn)力及各器官生物量的分配規(guī)律，以期為科學(xué)利用遼東櫟提供理論基礎(chǔ)。

1 研究樣地概況

在遼東櫟林地，以生態(tài)類型區(qū)為劃分標(biāo)準(zhǔn)，結(jié)合林齡組劃分類型，進(jìn)行樣地設(shè)置。相同林齡組至少設(shè)3個(gè)樣地，面積30 m×30 m，見表1.

2 研究方法

2.1各器官生物量的測(cè)定與取樣

表1 遼東櫟樣地基本概況

樣木伐倒后，用分層切割法分別實(shí)測(cè)樹干、樹枝、樹葉鮮重。根系采用全挖法，按根莖、粗根(>5 cm)、細(xì)根(0.5 cm～5.0 cm)分級(jí)稱取鮮重。之后，用混合取樣法將上述各器官各層次樣品按比例混合取樣，在85 ℃烘箱中烘干至恒重，計(jì)算干鮮比及各器官干物質(zhì)質(zhì)量。

2.2單木生物量模型選擇

林木各部分器官之間普遍存在著相對(duì)生長(zhǎng)規(guī)律，筆者采用相對(duì)生長(zhǎng)方程y=axb(Constant Allometric Ratio，CAR)估測(cè)單木生物量分布規(guī)律。在森林生物量估測(cè)中，y一般是生物量W，x一般是胸徑(D)或者胸徑的平方和樹高(H)的積(D2H)，a和b是參數(shù)。因此，CAR模型具體包括2個(gè)式子，即lnW=lna+blnD和lnW=lna+blnD2H.初步試驗(yàn)驗(yàn)證林木總生物量及各器官生物量與胸高直徑平方和樹高的乘積(D2H)之間的關(guān)系更接近實(shí)際情況，即W=a(D2H)b，取對(duì)數(shù)線性化后為lnW=lna+lnb(D2H).據(jù)此，利用調(diào)查資料進(jìn)行模型研究。

2.3數(shù)理統(tǒng)計(jì)方法

利用SPSS軟件分析胸徑、樹高與單木總生物量及各器官生物量的相關(guān)關(guān)系。

3 結(jié)果與分析

3.1樣木篩選結(jié)果

按林齡組劃分，在13塊遼東櫟林樣地中，篩選10株全根樣木進(jìn)行統(tǒng)計(jì)分析，結(jié)果見表2.

表2 單木生物量樣木基本概況

3.2相關(guān)性分析

遼東櫟單木各器官變量的相關(guān)性分析，見表3.

由表3可以看出，單木總生物量及各器官生物量中，樹葉生物量與D2和H相關(guān)性不顯著，樹根生物量與H相關(guān)性不顯著，其它器官生物量均與D2和H呈顯著或極顯著相關(guān)關(guān)系。樹葉的生長(zhǎng)受環(huán)境因子(如，當(dāng)年降雨量、土壤肥力等)的影響較大，具有即時(shí)性的特征，對(duì)胸徑和樹高的響應(yīng)較差。

3.3遼東櫟CAR模型

遼東櫟各器官生物量CAR模型的模擬方程見表4.

表3 遼東櫟各器官變量相關(guān)性分析

表4 遼東櫟各器官生物量CAR模型

模擬結(jié)果(表4)顯示，遼東櫟全株生物量、樹干生物量、樹枝生物量、樹葉生物量、根生物量均與胸徑平方和樹高的乘積之間存在密切相關(guān)關(guān)系，相關(guān)系數(shù)均達(dá)顯著水平。

4 討論

遼東櫟作為山西省重要的鄉(xiāng)土樹種之一，是長(zhǎng)期自然選擇的結(jié)果，主要和油松、楊樹等形成混交林，且絕大部分是天然林。相關(guān)研究結(jié)果顯示，遼東櫟天然喬木林的面積正在逐漸縮減。因此，在開展封育的同時(shí)，應(yīng)加強(qiáng)對(duì)遼東櫟天然林更新規(guī)律、演替規(guī)律、恢復(fù)及采種、育苗、造林技術(shù)等方面的研究，以期為退化遼東櫟天然林的恢復(fù)和繁育提供理論依據(jù)。

[1] 薛 立，楊 鵬.森林生物量研究綜述.福建林學(xué)院學(xué)報(bào)，2004(3)：15-18.

[2] 孫書存，陳靈芝.遼東櫟植冠的構(gòu)型分析.植物生態(tài)學(xué)報(bào)，1999，23(5)：433-440.

[3] 桑衛(wèi)國，蘇宏新，陳靈芝.東靈山暖溫帶落葉闊葉林生物量和能量密度研究.植物生態(tài)學(xué)報(bào),2002,26(增刊)：88-92.

StudyonSingleBiomassModelofQuercusLiaotungensisinShanxiProvince

YangJing

(ShanxiAcademyofForestSciences,Taiyuan030012,China)

The correlation between total biomass and organ biomass and diameter at breast (D),height (H) ofQuercusliaotungensisin Shanxi province were studied using model analysis method.Results showed that all of total biomass,truck biomass,branch biomass,leaf biomass and root biomass ofQuercusliaotungensishad close correlation withD2H,and correlativity reached a significant level.

Shanxi province;Quercusliaotungensis; Biomass; CAR model

S792

A

1007-726X(2017)03-0043-02

2017-02-09

山西省青年科技研究基金(201601D021115)；山西省林業(yè)廳科技創(chuàng)新項(xiàng)目

楊 靜(1965— )，女，山西陽高人，1988年畢業(yè)于山西農(nóng)業(yè)大學(xué)，高級(jí)工程師。