不同坡位9年生卷荚相思人工林生物.doc

不同坡位9年生卷荚相思人工林生物量分配格局陈青霞（惠安县林业局，362100）摘要：对南安县不同坡位9年生卷荚相思人工林生物量的分配格局进行了分析。研究结果表明，卷荚相思平均胸径、平均树高生长量及地上部分各个器官生物量体现为下坡位上坡位上坡位；不同坡位平均木及林分地上部分各器官生物量分配率表现为：树干树枝树叶；不同坡位平均木及林分地下部分各径级根生物量分配率表现为：骨骼根粗根大根中根细根小根。关键词：卷荚相思人工林；生物量；分配率；Biomass distribution of 9-year-old Acacia cincinnata plantation under different slopeChen Qingxia(Huian County Forestry Bureau, Fujian Huian 362100, China)Abstract：The allocation pattern of biomass of of 9-year-old Acacia cincinnata plantation under different slopes were studied in Nanan, Fujian Province. The result showed that the increasement size order of average diameter at breast height, average tree height and each organ of above-ground part of Acacia cincinnata plantation under different slope were showed lowslope midslope upslope; in the view of biomass distribution rate of each organ of tree, the successive order of biomass distribution rate of each organ under different slope was in order as trunks branches leaves; In terms of biomass distribution rate of different-size roots of mean tree and forest, different slopes showed the same trends that were: stump root large root big root middle root fine root rootlet. Key words：Acacia cincinnata plantation; biomass; distribution rate森林是陆地生态系统的主体，它对维护区域生态环境起着重要作用1。生物量作为森林生态系统的重要特征，是研究森林生态系统结构和功能的基础2-3，它是反映森林生态系统功能的基本参数，通过对生物量的数量和空间分布格局的研究，可以揭示森林生产力与环境因子之间的关系，并为评价森林可持续经营提供依据，促进资源合理利用，提高林分生物量和生产力水平，对科学和合理开发利用森林资源均有重要的意义4-6。卷荚相思(Acacia cincinnata) 为金合欢属(Acacia) 短轮伐期的速生落叶乔木，原产于澳大利亚昆士兰沿海、巴布亚新几内亚南部和印度尼西亚东部等地，我国主要在广东、海南、福建、广西等地推广种植。由于卷荚相思具有固氮的特点，弥补了桉树生态效益低的弊端，是适合福建发展种植的短轮伐期速生树种之一7。目前国内关于卷荚相思的研究主要集中在卷荚相思育苗技术以及菌根菌特性研究上8-12。本文对福建南安9年生卷荚相思人工林林分生物量的研究，旨在了解不同坡位卷荚相思人工林林分生物量分布规律基础上，为提高卷荚相思人工林的经营管理水平，科学合理地经营卷荚相思人工林，实现卷荚相思人工林可持续经营提供理论参考。1 实验地概况 试验地位于福建省南安县五台山林场，东经11824，北纬2516，位于南安市北部九都镇，该区四季分明，属亚热带季风气候区，海拔200m，年平均气温20.5 ，年均日照时数2 100 h，无霜期349 d，年降雨量1800 mm，年平均相对湿度78%，全年无霜期340 d以上。试验地土壤是沉积岩发育而成的红壤，属类地，坡度28，坡向东北。造林地前身为马尾松和杉木混交林。调查林分卷荚相思人工林为2003年4月造林，株行距为3 m3 m，2008年间伐一次，间伐强度为1015%。林分林下植被主要为铁芒萁(Dicranopteris linearis)、黑莎草(Gahnia tristis)、山苍子(Litsea cubeba)、木荷(Schima superb)等。2 调查方法2.1 试验地选择与林分调查根据调查地9年生卷荚相思人工纯林林分结构特点，分别不同坡位（上坡、中坡及下坡）各建立3块20m20m的样地。在每块样地内进行每木检尺，量测树高、胸径，并进行林下植被及立地因子调查。2.2 生物量测定根据各样地测得的平均胸径和平均树高，在各样地内分别选取1株卷荚相思平均木，分别称量其树干、树枝、树叶及骨骼根鲜生物量；根部用游标卡尺按粗度分级，5.0cm为粗根，分别称其鲜生物量。然后各取一部分样品带回实验室，105烘干至恒重，计算出含水率，推算出林分地上部分及地下部分干生物量。3 结果与分析3.1 不同坡位卷荚相思人工林生长量及生物量分析表1 不同坡位卷荚相思人工林生长量及生物量Tab.1 The growth and biomass of Acacia cincinnata plantations under different slopes坡位造林时间/a经营密度/株hm-2林分生长情况林分生物量平均树高/m平均胸径/cm鲜生物量/thm-2干生物量/thm-2上坡2003年90010.7011.6388.80*44.56*中坡2003年80011.6412.7594.96*47.85*下坡2003年85012.0713.72111.7256.49由表1可知，不同坡位8年生卷荚相思人工林生长量及生物量积累具有较大差异。就林分胸径生长而言，下坡位生长最佳，中坡位次之，上坡位最差，下坡位胸径生长量分别比中坡位及上坡位提高7.61%及17.97%；就林分平均树高而言，不同坡位卷荚相思树高生长的规律与胸径生长规律表现一致，其中下坡位树高生长量分别比中坡位及上坡位提高3.69%及12.80%；不同坡位卷荚相思人工林总生物量均表现为下坡位生物量中坡位生物量上坡位生物量，其中下坡位林分鲜生物量分别比中坡位和上坡位鲜生物量提高27.73%和21.81%，下坡位干生物量分别比中坡位和上坡位干生物量提高18.06%和26.77%。不同坡位卷荚相思生长量及生物量间的差异应与不同坡位养分条件有关，在自然状态下，不同坡位的土层厚度、水分条件和土壤养分条件差异较大。一般而言，坡位越低，林分立地条件越好，养分相对充足，林分生物量越高。方差分析结果表明，下坡位卷荚相思平均胸径、平均树高与中坡位及上坡位相比差异未达到显著水平，下坡位林分鲜生物量与中坡位相比差异达显著水平，下坡位林分干生物量与中坡位及上坡位相比差异达显著水平，下坡位林分鲜生物量与中坡位相比差异达极显著水平。3.2 不同坡位卷荚相思人工林平均木地上部分各器官生物量及其分配表2 不同坡位卷荚相思人工林地上部分各器官生物量及其分配率Tab.2 The biomass and its distribution of above-ground part of Acacia cincinnata plantation under different slopes坡位器官平均木生物量及分配林分生物量及分配鲜生物量/Kg株-1分配率/%干生物量/ Kg株-1分配率/%鲜生物量/thm-2分配率/%干生物量/ thm-2分配率/%上坡树干60.5078.6230.8683.2854.4578.6227.7883.28树枝8.6011.183.539.527.7411.183.179.52树叶7.8510.202.677.207.0610.202.407.20合计76.95100.0037.06100.0069.25100.0033.35100.00中坡树干75.2381.0838.3785.3060.1881.0830.6985.30树枝9.179.883.768.367.349.883.018.36树叶8.399.042.856.346.719.042.286.34合计92.79100.0044.98100.0074.23100.0035.98100.00下坡树干85.4183.1643.5687.0172.6083.1637.0387.01树枝8.828.593.627.237.508.593.077.23树叶8.488.252.885.767.218.252.455.76合计102.71100.0050.06100.0087.31100.0042.55100.00由表2可知，从生物量结构上看，不论是平均木地上部分生物量还是林分地上部分生物量，均表现为下坡位中坡位上坡位，下坡位平均木总鲜生物量分别比中坡位和上坡位提高了10.69%和33.48%。下坡位林分总鲜生物量分别比中坡位和上坡位提高了17.62%和26.08%。就各器官生物量差异而言，各个器官鲜生物量及干生物量大小均为树干树枝树叶。不同器官生物量所占的比例中，树干所占的分配率最高，但其分配率随着坡位上升呈逐渐下降的趋势；不同坡位卷荚相思枝和叶的分配比例与树干相比相对较低，但树枝和树叶分配率随着坡位提高呈逐渐上升的趋势，而且变化的幅度不很明显。树干、树枝及树叶分配率的变化主要是受环境条件影响，由于上坡位水土流失量大，土壤浅薄，土壤肥力较低，因而树木就要通过增加叶和枝的量来增加光合作用面积，提高光合效率来满足自身对养分的需求，这就造成上坡位枝叶的分配率升高，树干分配率降低。3.3 不同坡位卷荚相思人工林地下部分各径级根生物量及分配表3 卷荚相思人工林地下部分生物量及其分配Tab.3 The biomass and its distribution of under-ground part of Acacia cincinnata plantation under different slopes坡位径级根平均木生物量及分配林分生物量及分配鲜生物量/ Kg株-1分配率/%干生物量/ Kg株-1分配率/%鲜生物量/thm-2分配率/%干生物量/ thm-2分配率/%上坡细根0.622.860.433.440.562.860.393.44小根0.572.630.372.950.512.630.332.95中根1.989.121.219.721.789.121.099.72大根4.4720.592.6321.124.0220.592.3721.12粗根4.7021.642.6721.424.2321.642.4021.42骨骼根9.3743.165.1541.358.4343.164.6441.35合计21.7110012.4610019.5310011.22100中坡细根0.602.320.412.790.482.320.332.79小根0.511.970.332.220.411.970.272.22中根2.057.911.258.461.647.911.008.46大根5.5021.233.2421.854.4021.232.5921.85粗根5.7522.193.2722.034.6022.192.6122.03骨骼根11.5044.386.3242.659.2044.385.0642.65合计25.9110014.8210020.7310011.86100下坡细根0.592.050.412.480.502.050.352.48小根0.441.530.281.730.371.530.241.73中根1.926.681.1877.171.636.681.007.17大根6.2221.663.6622.345.2921.663.1122.34粗根6.5922.953.7422.825.6022.953.1822.82骨骼根12.9645.137.1343.4611.0245.136.0643.46合计28.7210016.3910024.4110013.94100根系不仅具有从土壤中吸收水分、养分的机能，而且能够分泌有机物，创造根际微环境，还可改善土壤的理化性能及结构，维系地上部分的生长发育。由表3可知，就根总生物量而言，不同坡位卷荚相思表现为下坡位中坡位上坡位，其中下坡根总生物量分别比中坡和上坡提高了10.85%和32.29%。卷荚相思不同径级根占地下部分生物量的大小比例顺序为骨骼根粗根大根中根细根小根。就平均木地下部分生物量分配率而言，无论是鲜生物量还是干生物量均有相似的表现规律，细根及小根分配率表现为上坡中坡下坡，中根分配率表现为中坡最大，上坡次之，下坡最小，其中中坡中根分配率分别比上坡和下坡提高了3.54%和6.77%；其他径级根均表现为下坡中坡上坡。这说明随着坡位的上升，卷荚相思较小的根系所占的比例逐渐上升，这样有利于养分的吸收。4 小结随着我国工业的发展及人口的增加，我国木材资源紧缺程度日益加剧，木材已成为我国第三大战略物质。近来年，我国南亚热带桉树人工林发展迅速，桉树人工林在带来经济效益的同时，林地生态环境破坏也引起了我国林业科技工作者的密切关注13-15。相思类树种是一种速生用材树种，生长量不但迅速，而且具有菌根菌，该类树种在维护人工林长期生产力方面有着至关重要的作用。因此，把相思类树种作为桉树人工林采伐迹地的更新树种具有重要的林业生产实践意义。卷荚相思由于树干通直，出材率高，是我国南亚热带山地种植主推的相思类树种之一。本研究结果表明，不同坡位对卷荚相思生长及生物量影响较大，平均木总生物量、林分总生物量以及各器官总生物量均表现为下坡位中坡位上坡位。在卷荚相思人工林地上部分各器官生物量组成当中，树干生物量分配率最大，其他组分依次为树枝和树叶，但其分配率随坡位变化而呈不同的变化趋势。卷荚相思根系发达，地下部分总生物量则表现为下坡位中坡位上坡位，各径级根生物量均表现为骨骼根粗根大根中根小根细根。对于不同坡位卷荚相思地下部分各径级根分配率而言，大根、粗根和骨骼根则表现为下坡中坡上坡，而细根、小根及中根则表现为上坡中坡下坡。地上部分以及地下部分各器官生物量分配的变化，是树种对生态环境适应的一种表现。参考文献1 项文化，田大伦，闫文德森林生物量与生产力研究综述J中南林业调查规划，2003，22（3）：57642 Somogyi Z，Cienciala E，Makipaa R，et a1 Indirect methods of large scale forest biomass estimationJEuropean Joumal of Forest Research，2007，126：197-2073 Garkoti S SEstimates of bioma