福建将乐马尾松中龄林生物量特征分析*

魏宝琳

（福建将乐国有林场，福建将乐353300）

福建将乐马尾松中龄林生物量特征分析*

魏宝琳

（福建将乐国有林场，福建将乐353300）

本研究以福建将乐国有林场的马尾松中龄林为研究对象，对其生物量以及根茎比进行了研究，通过研究发现，马尾松各器官的含水率不同，其中树叶的含水率最高，为62.25%，树枝的含水率最低，仅为44.07%。马尾松各器官生物量分配以树干为主，根系和树枝也占一定比重，树皮和树叶的比重相对较小，常见的两种模型的拟合精度都较高，其中W=a(D2H)b的拟合结果好于W=aDb的拟合结果，马尾松中龄林的根茎比为0.152，其值比较大，说明马尾松在幼龄和中龄阶段通过发展根系，来提高自身的竞争能力。

马尾松；中龄林；生物量

森林是陆地生态系统的主体，其对改善环境、维持生态平衡有着决定性的作用[1]。马尾松是福建将乐的乡土树种，也是重要的用材树种，其具有巨大的生态和经济价值[2]。生物量研究一直是林业科学研究的一项重要内容[3]，它不仅可以表明当前林分的生长情况,也能有效地反映出森林活力[4]。乔木层的生物量是森林生物量的主体,一般大约占森林总生物量的90%以上[5]。关于马尾松生物量前人也已经有了较多的研究，如曾伟生建立了中国南方马尾松生物量模型[6]；张治军、许善财对马尾松次生林的生物量进行了分析研究[4,7]；但是分别分龄组研究的较少，本文从龄组的角度出发，分析马尾松中龄林生物量变化，为马尾松在中幼龄阶段的经营提供依据。

1 研究区概况

福建省将乐国有林场（117°05′-117°40′E，26°25′-27°04′N）地处武夷山脉东南部，多为以中、低山为主；年降水量约1672.3mm，年均气温18.7℃，无霜期273d，属亚热带季风气候区，具有海洋性和大陆性气候特点，地貌以低山丘陵为主，海拔平均在400-800m，最高海拔1403m，最低海拔140m。林场经营总面积7173hm2，森林覆盖率93.5%。主要树种有杉木（Cunninghamialanceolata）、马尾松（Pinusmassoniana）、湿地松（P.elliottii）、黄山松（P.taiwanensis）、黑松（P.thunbergii）、火炬松（P.taeda）、柳杉（Cryptomeriafortune）、铁杉（Tsugachinensis）

2 材料与方法

在对试验地马尾松的实际分布进行初步调查的基础上，选择生境条件基本一致的马尾松中龄林林分作为研究对象，在试验地将乐国有林场共设置20m×20m的标准地8块，样地基本信息见表1，并采集马尾松标准木8株。测量全部样木的年龄、胸径、树高、冠幅、冠长等因子。

表1 样地基本信息

将伐倒木的整个主干上的树枝剪除后，从树干基部到梢头将树干截成1m的区分段，分别测得每段的带皮鲜重。测量完毕后，于每段下方各截取一个生物量圆盘并立即称量鲜重，且由于树皮与干材的含水率相差较大，分别去皮圆盘和树皮称取鲜重，将样品放入80℃恒温烘干至恒重后用电子秤称其干重，计算得到去皮圆盘和树皮的含水率。

枝叶生物量的测量釆取标准枝法。在伐倒木上，自下而上的顺序分别分段活枝死枝区分开，测量并记录每一树枝，并测得每段的所有活枝带叶鲜重和枯枝重量，再每段选择标准枝1-2个，通过枝和叶的分别测量，得到每段中枝和叶鲜重比例，取少量枝叶作为样品烘干测量其干重，计算得到含水率，进而推算得到整株树的枝叶的干重[8]。

本文通过常见生物量模型W=aDb和W=a(D2H)b对马尾松中龄林的生物量进行拟合，其中，W为各个器官的生物量，D为胸径，H为树高，a、b为方程中的待估参数。模型评价主要考虑模型的拟合统计量，利用偏差（Bias）、均方根误差（RMSE）和调整后的决定系数（adj-R2）3个指标对模型的预估能力进行评价[9]。

3 结果与分析

3.1 马尾松中龄林各器官含水率分析

含水率是指样品中水分所占百分率，树种不同器官的含水率在一定程度上反映了干物质的积累程度，本研究通过测定马尾松中龄林各器官的含水率，其计算结果如表2，从表中可以看出，马尾松整株平均含水率为54.39%。马尾松不同器官中平均含水率变化分布在44.07%-62.25%，表现为树叶的含水率最高，达到了62.25%，树枝的含水率最低，为44.07%，其可能主要原因为在计算树枝含水率时综合考虑了活枝和死枝，因此，树枝的含水率偏低。按各器官平均含水率从高到低为树叶>树根>去皮干材>树干>树皮>树枝。

3.2 马尾松中龄林各器官生物量分析

通过对单株马尾松中龄林生物量分析发现，马尾松各器官生物量分配以树干为主，树干主要以干材为主，根系和树枝也占一定比重，树皮和树叶的比重相对较小，它们的关系是树干>干材>树根>树枝>树皮>树叶，其中干材所占比重接近56%，占马尾松总生物量的主要部分；树枝生物量也占有很大比重，为19%，大于树根的13%和树皮的7%；树叶的生物量占比最小，只有5%左右。

通过调查数据，对福建将乐马尾松中龄林的生物量进行了拟合，结果如表3所示。3个拟合指标中，Bias和RMSE的值越接近0而adj-R2的值越接近1，说明模型的精度越高。从上表可以看出，运用两种常见的生物量模型拟合马尾松中龄林生物量，其都能较好的拟合，且对于树干、干材、树根以及整体的拟合，两个模型的adj-R2都基本在0.8以上。通过比较两种模型的精度，对于各部分及整体的拟合效果，W=a(D2H)b的拟合结果好于W=aDb的拟合结果，因此，在进行马尾松中龄林生物量模型应用的时候，测得林木的胸径和树高两个因子所得到的结果更精确。

表2 马尾松各器官含水率

3.3 马尾松中龄林根茎比分析

根茎比（R/S）是生态系统重要的参数,也是生物量计量参数之一。根茎比如果很高，就表明植物对于水分和营养物质具有较强的竞争能力，能够生活在比较贫瘠恶劣的环境中，因为它们把大部分净生产量都用于发展根系。如果R/S比值很低，说明植物能够利用较多的日光能，具有比较高的生产能力。在森林生态系统中，根茎比一般较低。通过计算，福建将乐马尾松中龄林的根茎比为0.152，Thomas[10]曾对热带地区3种热带双子叶树种的茎根比进行过分析，发现幼龄林的根茎比0.2-0.5，成熟时下降到0.05-0.08，通过比较发现，马尾松中龄林的根茎比较大，说明在幼龄和中龄阶段，马尾松的净生产量主要用于发展根系，来提高自身的竞争能力。

表3 各模型的参数及模型检验

4 小结与讨论

本研究以福建将乐国有林场的马尾松中龄林为研究对象，对其生物量以及根茎比进行了研究，通过研究发现，马尾松各器官的含水率都不相同，其中树叶的含水率最高，为62.25%，树枝的含水率最低，仅为44.07%。马尾松各器官生物量分配以树干为主，其中干材所占比重接近56%，树枝生物量占到19%，大于树根的13%和树皮的7%；树叶的生物量占比最小，只有5%左右。以常见的生物量模型对其各器官的生物量进行拟合发现，两种模型的拟合精度都较高，W=a(D2H)b的拟合结果好于W=aDb的拟合结果，即含有林木的胸径和树高两个因子的模型能够得到更加精确的生物量值。通过对马尾松中龄林的根茎分析发现，马尾松中龄林的根茎比为0.152，其值比较大，说明在幼龄和中龄阶段，马尾松对于水分和营养物质具有较强的竞争能力，马尾松的净生产量主要用于发展根系，来提高自身的竞争能力。

[1]郭朝霞，邓玉林，王玉宽，等．森林生态系统生态服务功能研究进展[J]．西北林学院学报，2007，22（1）：173-177．

[2]周政贤．中国马尾松[M]．北京：中国林业出版社．2001．

[3]方精云，徐篙龄．我国森林植被的生物量和净生产量[J]．生态学报，1996，16（005）：497-508．

[4]许善财．马尾松天然次生林林分结构动态及生物量研究[D]．2010，福州：福建农林大学．

[5]郑景明，张育红．林分生物量研究综述[J]．辽宁林业科技，1998（4）：43-45

[6]曾伟生，肖前辉，胡觉，等．中国南方马尾松立木生物量模型研建[J]．中南林业科技大学学报，2010，30（5）：50-56．

[7]张治军，王彦辉，袁玉欣，等．马尾松天然次生林生物量的结构与分布[J]．河北农业大学学报，2006，29（5）：37-43．

[8]王轶夫，孙玉军．马尾松生物量模型的对比研究[J]．中南林业科技大学学报，2012，32（10）：29-33．

[9]张鹏，王新杰，许昊．杉木幼龄林直径分布[J]．东北林业大学学报，2014，42（11）：7-13．

[10]ThomasG．C．，JohnJ．E．Allometrice quations for four valuable tropical tree species[J]．Forest Ecology and Management，2006，229：351-360．

责任编辑/丁 王必

The Analysis offorest biomass ofMid-agedPinus massonianain Jiangle,Fujian

Wei Baolin
(Jiangle National Forest Farm,Jiangle Fujian 353300,China)

The mid-agedPinus massonianaforest in Jiangle National Forest Farm was taken as the study object.The biomass and the ratio of root to diameter were studied.The results showed that the rate of water content of each organ ofP.massonianawas different.The rate of water content of leaves was the highest,reaching 62.25%,and the lowest was the branches,with 44.07%only.The allocation of each organ biomass ofP.massonianawas mainly on the stem,root system and branches alsoaccounted for a certain proportion,and the proportion ofthe bark and leaves was relativelylow.The fitting precision oftwocommon models were higher,and the fittingeffect ofmodel W=a(D2H)bwas better than modelW=aDb.The ratio of root to diameter was 0.152,which was relatively large.By the development of root system the young and mid-aged forests ofP.massonianaimprove their competitive ability.

Pinus massoniana；mid-aged forest；biomass

S791.248

A

1003-4382（2016）02-0046-03

2016-01-02

2016-02-02

魏宝琳（1990-），男，福建人，将乐国有林场职工，从事森林经理工作。