闽北杉木地上部分生物量研究毕业论.doc

闽北杉木地上部分生物量研究（李磊毕业论文）任佳佳，李磊，谷建才（河北农业大学 林学院，河北 保定 071000）摘要：本文以福建省将乐县国有林场的杉木林为研究对象，通过对杉木幼龄林、中龄林、近熟林、成熟林，四种林分进行调查分析，研究了杉木林地上部分各器官生物量随林龄以及径阶的变化规律，结果表明：不同龄组间各器官生物量随着林龄的增长逐渐增大，且树干的生物量增长幅度最大，树叶的生物量比重逐渐下降。在不同龄组林分内随着径阶的增长生物量呈先增大后减小趋势，幼龄林和中龄林处于明显的呈单峰山状分布，处于中龄林和近熟林阶段的林分生物量则随径阶的增长起伏变化比较明显。关键词：福建将乐县；杉木；生物量模型；地上生物量 Abstract：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 aboveground 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 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研究地概况将乐县属于福建省三明市，调查样地设在福建省将乐县国有林场，地理坐标为 12005-12040E，2626-2704N。将乐县包含地形类型较多，降雨量比较丰富，四季区分较明显，年平均气温18.7，无霜期273d 1-2。 2研究方法2.1样地设置与调查2012年8-9月，在将乐国有林场选择具有代表性的杉木林为研究对象，在幼、中、近、熟林型中随机选取4块标准地（2525m），共16块标准地。对16块杉木固定标准地的林木进行每亩检尺（实测胸径、树高等指标）。根结合测定的数据，以1cm为径阶，统计各径阶内林木的株数3。2.2标准木各器官生物量的测定分别在各个标准地内,按不同龄组各选取2棵平均木和1棵标准木作为生物量估算模型的测树因子，共12棵样木，测量其树干、树皮、树枝、树叶的干重4。2.3林分生物量测定对样木各器官的生物量进行计算后发现各器官的生物量与胸径和树高存在显著关系，通过建立生长模型，并运用Spass将测定的实际数据进行方程拟合5，建立生物量估算模型，通过生物量估算模型进一步推算杉木单株生物量及林木生物量。3结果与分析 以往的研究中，生物量的常用估算模型一般分为幂函数模型、多项式模型和指数函数模型，经过拟合对比发现，幂函数相对于多项式函数和指数函数具有明显优势，因此本文只对幂函数(W1、W2、W3)估算模型计算进行了详细列举，通过对25株杉木各部分器官进行称重，进行回归分析，分别将D、DH 和 D2H设置为曲线回归中幂函数的自变量,采用幂函数及胸径平方与树高乘积的幂函数方程分别拟合各生物量估算方程表达式，见表1。表 1 幂函数生物量估算方程Tab.1 The power functionestimation equation of biomass因变量自变量回归方程相关系数（R2）残差平方和（SSR）树干DW1=0.04492D2417970.98230.954DHW2=0.02634(DH)1.315630.91341.134D2HW3=3.62004（D2H）0.912450.99611.021树皮DW1=0.00755D2480510.99910.166DHW2=0.00212(DH)1.55710.97360.147D2HW3=5.69145(D2H)0.965540.99843.092树叶DW1=0.05669D1.682240.93120.044DHW2=0.00004(DH)2.143230.90842.251D2HW3=3.35141(D2H)0.613460.91770.996树枝DW1=0.002612D2675480.99210.029DHW2=0.02414(DH)2.193210.91241.183D2HW3=6.61452(D2H)1.113340.99030.267三个模型拟合效果都比较理想，相关系数均处于极显著相关，相关系数的取值范围是0.90840.9991，残差平方和取值范围是0.0293.092。对于树干的生物量相关系数均极显著，其中模型W3的相关系数最大，为0.9961，由残差平方和可以看出，模型W1略优于模型W3，综合数据表明将模型W3作为树干生物量模型误差最小。而树皮、树枝、树叶的生物量模型均是以模型W1最为显著，相应的残差平方和也处于相对范围的最小值，因此选用模型W1作为树皮、树枝、树叶的生物量模型误差最小。综上所述树干的最优估算模型为模型W3（以D2H为自变量），树皮、树枝、树叶的最优估算模型为模型W1(以D为自变量）。3.1杉木单株生物量分析通过估算模型以及解析木数据得到杉木各器官的生物量生长情况，图1反映了杉木各器官生物量随林龄的变化和比例。图1 杉木单株各器官生物量生长变化Fig.1 The biomass of all organs ofplantgrowth of Cunninghamia lanceolata由图1可以看出，杉木各器官生物量呈逐渐增大趋势，在前12年生长速度较快，树干变化幅度较大，在414年生物量增长最快，14年后变化较缓慢，伴随着林龄的逐渐增大，树干生物量与其他器官生物量距离逐渐拉大，树皮、树枝、树叶的生物量变化较小，增长趋势也趋于相同。说明各器官生物量的变化比较有规律，对于杉木的经营和干才培育具有重要意义。图2 杉木单株各器官生物量百分比Fig.2 The Percentage of biomass of different organs of Cunninghamia lanceolata由图2可以看出，随着年龄的增加树干、树皮、树枝的生物量比重逐渐增大，树叶的生物量比重逐渐减小，其中树干的生物量比重最大、在48年时各器官的比重由大到小分别为树干树叶树皮树枝；在822年是各器官生物量比重由大到小分别为树干树皮树叶树枝。从生物量比重变化趋势看前12年变化较明显，到了中龄林阶段开始趋于稳定，变化不再明显。3.2林分生物量推算通过对各龄组之间的各器官总生物量除以林分总株树得到平均每株各器官的生物量，进而分析杉木不同龄组林分及各器官的生物量生长情况见表2、图3。 表2不同龄组各器官生物量Fig.2 The biomassof different agegroups (kg/ha2)树干树皮树枝树叶合计幼龄林160248.4631677.6318149.730449.33240525.1中龄林144098.7228578.9816560.4526697.39215935.5近熟林293243.0459268.2636430.8243538.51432480.64成熟林306247.562923.540709.1737471.52447351.66由表2可以看出，华北落叶松人工林地上部分的总生物量由大到小依次为成熟林近熟林幼龄林中龄林，分别达到了447351.66 kg/ha2 、432480.64 kg/ha2 、 240525.1 kg/ha2、215935.5 kg/ha2，说明随着龄组的增长，林分生物量先减小后增大，中龄林的各器官生物量均小于幼龄林，可能原因是幼龄林林分密度较大，直接影响整个林分的生物量。通过对林分生物量进行比重拟合，得到不同龄组各器官生物量的比重变化，见图3。 图3 不同龄组各器官生物量比重变化Fig.3 Differentagegroups ofeach organ biomassproportion change由图3可以看出，不同龄组间各器官生物量随着林龄的增长逐渐增大，且树干的生物量增长幅度最大，而树皮、树枝、树叶则相对不太明显。从幼龄林至近熟林阶段，各器官生物量大小依次为：树干树皮树叶树枝,达到成熟阶段时各器官生物量大小依次为：树干树皮树枝树叶，树叶的生物量比重开始下降。通过对各龄组的不同径阶的生物量总和除以该龄组林分总生物量得到各径阶的生物量百分比，见图4。图4不同龄组生物量比重随径阶变化Fig.4 The differentage group ofbiomass percentagechanges with thediameter由图4可以看出在各龄组的林分中，随着径阶的增长生物量呈先增大后减小趋势，其中幼龄林和中龄林处于明显的呈单峰山状分布。幼龄林阶段处于1214径阶的林分生物量处于明显优势，说明幼龄林的生物量集中较明显，可能原因是在幼龄林阶段林分长势趋于相同，大多集中在1214径阶，相对于幼龄林，处于中龄林和近熟林阶段的林分生物量则随径阶的增长变化比较缓和，对于中龄林大部分生物量集中在1018径阶，占该林分的80%，而近熟林则集中在1424径阶，占该林生物量的75%以上；成熟林的生物量变化相对更加平缓，虽然起伏变化更多更明显，但林分的生物量没有明显的集中性，可能原因是林分在成熟林阶段各径阶的树木生长变化不均匀，而近熟林阶段的林分已经开始出现不规律的起伏变化趋势，因此应在近熟林阶段开始加强林分的抚育力度，有可能会达到良好的抚育效果。4结论 从杉木单株水平上来看，随着林龄的增加、各器官生物量逐渐增大、变化幅度由大到小依次为树干树皮树枝树叶，树干、树皮、树枝的生物量占整株林木生物量的比重随年龄增加而增大，树叶的生物量占整个林木生物量的比重逐渐降低。从杉木林分水平上来看，不同龄组间各器官生物量随着林龄的增长逐渐增大，且树干的生物量增长幅度较大，而且处于明显的优势地位，而树皮、树枝、树叶则相应增长不太明显。在各龄组的林分内，随着径阶的增长生物量呈先增大后减小趋势，其中幼龄林和中龄林处于明显的呈单峰山状分布，相对于幼龄林，处于中龄林和近熟林阶段的林分生物量则随径阶的增长变化比较缓和，起伏变化更多更明显。参考文献： 1温远光,梁宏温,温肇穆,等.杉木生产力生态研究.见:广西森林生态系统研究.南宁:广西农业大学林学院,199233-352唐守正, 张会儒, 胥 辉. 相容性生物量模型的建立及其估计方法研究J. 林业科学, 2000, 36 (专刊 1): 19-27 3张浩军，刘华星，王彭祥.森林生物量相对生长方程