林分生物量测定.doc

园林生态综合实验调查报告-1城市森林林分生长调查和生物量估测吴怡 上海交通大学农业与生物学院园林系2011年12月一、前言1、 森林生物量测定的意义森林生物量是森林植物群落在其生命过程中所产干物质的累积量，是森林生态系统的最基本数量特征，森林生物量的测定是正确认识、管理和利用森林生态系统的前提，是研究许多林业问题和生态问题的基础，如森林碳储量计算、森林生产力的测定等。2、 林分尺度上林木生物量测定方法主要有皆伐实测法、标准木法、回归估算法等三种方法。皆伐实测法通过在小面积内所有乔、灌、草等皆伐，测定总生物量，进而推算出全林分面积的生物量，比较准确，但花时间和人工多，一般很少采用，仅适合灌、草所占比例较大的林分生物量的测定。表达式为： 式中：A全林分面积 S皆伐林地面积 Wi所测面积内所有植物的生物量 W全林分生物量标准木法指通过将以一定依据选择出来的标准木伐倒称重，然后用标准木的平均值乘以单位面积上的立木株数，从而计算出单位面积林分生物量总值。表达式为： 式中：N单位面积上的立木株数 标准木生物量的平均值W单位面积上的林分生物量回归估算法通过构建林木生物量模型，即反映树木各分量干重与其他测树因子之间内在关系的表达式，达到用树木的胸径、树高等易测因子的调查结果来估计不易测因子的目的。主要分为线性模型、非线性模型、多项式模型，非线性模型应用最为广泛，其中相对生长模型最具有代表性，是所有模型中应用最为普遍的一类模型，本次估测即使用该类模型。本次实验采用林木胸径（D）、树高（H）等测树因子建立林木生物量回归估计方程：W=aDb W=a(D2H)b式中：W林木生物量D林木胸径H林木树高a、b回归常数3、 水杉人工林碳储量在上海的重要性全球气候变暖已成为21世纪人类共同面临的严峻挑战，通过构建森林来实现间接减排，是目前应对气候变化最经济、有效的重要途径。水杉树干通直挺拔，适应力很强，较耐水湿，生长极为迅速，是上海市绿化的主要树种之一。水杉人工林的大量营建一定程度上大大提高了上海市的碳储量，不仅起到了涵养水源、固土防沙、美化环境等作用，还为节能减排、改善环境作出了重要贡献。二、本次实习目的1、 了解林分尺度上林木生物量方程构建方法2、 学会异速生长方程估测水杉林分林木生物量和碳储量三、林分生物量估测方法1、水杉林分样地的建立选择具有代表性的、林分特征及立地条件相一致的区域作为样地，通过布置塑料包装绳围出一块15x15（单位：m2）的正方形样地，在包装绳范围内测定所有水杉的相关数据。2、样地林木胸径和树高的测定对样地内全部树木，逐一地测定其胸高直径、树高并记录，并进行编号，避免漏测或重测，数据记录见附表2。3、应用生物量回归方程计算样地各林木不同器官的生物量采用以下方程计算：MAG = 0.06291 D 2.4841Ms = 0.02163 D 2.7593Mb = 0.02998 D 2.0946Mf = 0.10842 D 1.3673式中：MAG地上部分生物量（kg） D胸径（cm） N水杉数量Ms干生物量（kg） Mb枝生物量（kg） Mf叶生物量（kg）4、单位面积林分生物量（t/hm2）计算表达式为：式中：Mi（kg）每棵水杉的地上部分生物量 S（m2）样地总面积 M（t/hm2）单位面积林分生物量5、林分碳储量换算表达式为： 式中：Cp（t/hm2）单位面积林分碳储量（林分碳密度） M（t/hm2）单位面积林分生物量 Cc 植物含碳系数，常取0.5 C（t）水杉林样地林分碳储量 S（hm2）样地面积四、结果1、 林分生长胸径和树高样地一 水杉林分胸径和树高统计表平均值最大值最小值变异系数观测数量样地一胸径 cm16.73 34.50 11.000.25 37树高 m-胸高断面积 m20.05 0.09 0.01 0.31 37样地二胸径 cm18.37 23.80 12.00 0.17 18树高 m-胸高断面积 m20.030.04 0.01 0.33 18变异系数：标准差与平均值的比率2、 林分生物量（叶、枝、干及其总量）水杉林分各部分生物量部位叶Mf枝Mb干Ms地上部分MAG样地一相应生物量 kg191.61434.102218.232855.22单位面积林分生物量 t/hm2-126.90 样地二相应生物量 kg105.16247.411278.261642.95单位面积林分生物量 t/hm2-73.02 3、 林分碳储量水杉林分碳储量样地一样地二碳密度t/hm263.45 36.51 碳储量t1427.61 821.47 五、讨论1、影响生物量估测精度因素样地的设置及抽样误差：由于采用简单抽样的方法进行分析，且样地面积较小，因此样地的设置会对估算结果产生一定的影响。样地每木的测量误差：在对每棵水杉进行测量时，由于是人为测量和读数，难免存在误差，直接影响生物量的精度。生物量模型误差：虽然计算所使用的回归方程的相关系数很高，但也不免存在一定的误差。2、该水杉林分林木生物量与其它有关林分的比较水杉是喜光速生树种，在土层深厚、肥沃的沟谷中生长良好，且生长周期较短,是极有价值的造林树种。从生物量垂直分布情况可知，由于水杉高度较高且生长迅速，在混交种植时，与其他树种相比，水杉在高度约10米以上的范围内占明显优势，光合效率明显较其他树种高，一般情况下，生物量也较大，属于高产林分。本次调查样地中的水杉林林龄一般在20年以上，属于比较成熟的水杉种群，而一般情况下，树木的胸径和林龄成正相关关系，林龄越大，生物量越大，碳储量也越大，因此本次调查所得的水杉生物量较其他林龄较小的林分大。六、参考文献1薛立, 杨鹏, 森林生物量研究综述. 福建林学院学报. 2004.24(3):283-2882王瑞静, 赵敏, 高俊, 城市森林主要植被类型碳储量研究以崇明岛为例. 地理科学. 2011.31(4):491-494 3胥辉, 林木生物量模型构建及估计方法的研究D . 北京: 北京林业大学,1998.4胥辉, 张会儒著, 林木生物量模型研究. 昆明:云南科技出版社.20025百度文库, 林分生物量测定6冯仲科, 罗旭, 石丽萍. 森林生物量研究的若干问题及完善途径J.世界林业研究, 2005,18 (3):25 - 28.附表1 水杉人工林地上部分异速生长方程（n = 10）Modelsr2pBiomass-D modelsMAG = 0.06291 D 2.48410.972 0.001Ms = 0.02163 D 2.75930.950 0.001Mb = 0.02998 D 2.09460.956 0.001Mf = 0.10842 D 1.36730.917 0.001Biomass-D2H modelsMAG = 0.05488 (D2H) 0.85830.997 0.001Ms = 0.01749 (D2H) 0.96080.991 0.001Mb = 0.03037 (D2H) 0.70820.933 0.001Mf = 0.11079 (D2H) 0.46070.887 0.001* MAG地上部分生物量（kg）， D胸径（cm），H树高（m），Ms干生物量；Mb枝生物量；Mf叶生物量。附表2 林分立木生长调查表样地一调查地点 南体 调查时间_ 调查人_样地面积_ 地理坐标_ 树 种 水杉 立木编号胸径 （cm）树高 （m）立木编号胸径 （cm）树高 （m）1183321220.53413.6334.53519412.753617.25123714.8618.2720.6817914.210111118.71213.21318.51415.31518.71619.71713.41812.5192020172112.32216.22316241925162617271228212916.13014.23115.83212.1样地二调查地点 包图北面 调查时间_ 调查人_样地面积_ 地理坐标_ 树