不同年龄阶段华北落叶松单株生物量的研究

常月梅，张百川

不同年龄阶段华北落叶松单株生物量的研究

常月梅，张百川

（河北旅游职业学院，河北 承德 067000）

该文以塞罕坝机械林场不同年龄落叶松为研究对象，研究了不同年龄阶段华北落叶松单株各部分（树干、树枝、树叶、根系）生物量之间的关系，并分析了不同年龄阶段落叶松各组分生物量的变化规律。结果表明：落叶松各组分生物量由大到小依次为树干＞根系＞树枝＞树叶。随着林龄的增加，树干、树枝、树叶、根生物量逐渐增大。但各组分变化仍有所差异，其中树枝、树叶的生物量增长幅度相对较小，树干的生物量增长幅度最大，且树干生物量与其他器官生物量增长幅度差距逐渐变大，处于较明显的优势地位。

落叶松；单株生物量；生物量模型

生物量实质是绿色植物在单位面积上通过同化器官进行光合作用积累的有机质和能量，而林分生物量是森林生态系统最基本的数量特征，它既表明森林的经营水平和开发利用的价值，同时又反映森林与其环境在物质循环和能量流动上的复杂关系。

落叶松（Larix）作为我国东北、西北、华北及南方北亚热带高山地区的重要用材和生态树种，具有适应性强、早期速生、成林快、病虫害少、材质优良等特点，在我国速生丰产林工程建设中占有极其重要的地位。落叶松在我国16个省份均有分布和商品性栽培，是我国针叶树中栽种区域最广的树种，特别是在东北林区以及中南部高山地区，落叶松更是首选造林树种。落叶松人工林生物量的估算和预测作为其中的研究热点之一，被广泛关注。在已发表的文章中，建立了不同区域、不同落叶松树种的人工林单木生物量模型[1-4]。

目前我国落叶松人工林较少，李景文等曾对不同种源长白落叶松生长的比较研究，发现优势林分的树干生物量积累比重较常规林分高，证明了该罕见优势林分速生原因的内质性，是一个难得的优良种源[5]。本文以不同年龄的落叶松为研究对象，通过设置样地对样地内落叶松进行每木检尺选出标准木，对标准木的树干、树枝、树叶、根系进行烘干称重，计算出单株立木生物量，通过建立生物量模型，对林分生物量进行研究。对落叶松的研究提供基础资料，了解落叶松的生产力，并对其进行合理经营提供科学依据。

1 研究区概况

塞罕坝机械林场位于东经 116°51′～117°39′，北纬 42°02′～42°36′，地处内蒙古高原南缘，河北省承德最北部的围场满族蒙古族自治县，与内蒙古自治区相邻，海拔高度1500～1940m，气候属寒温带大陆性季风气候，其特点是：冬季漫长，低温寒冷；春季短暂，干燥多风；夏季不明显，光照强烈；无霜期短，昼夜温差大；降水量偏少；风多风大，蒸发量大于降水量；大风、沙暴、干旱、霜冻等灾害性天气比较多。年均气温-1℃，极端最高温33.4℃，极端最低温-43.2℃；无霜期短，不稳定，年均67d，在植物生长季节常有霜冻发生；年均日照2367.8h，高于10℃的年积温1663.5℃；年均降水量530.9mm，最大年降水量636.0mm，最小年降水量258.0mm，年均降水日数134d，6～8月份降水量占年降水量的67.6%；年均蒸发量1 388mm，是降水量的3倍[6]；年均6级以上的大风68d，最多年份达119d（1966年），最少年份41d。境内有吐里根河、羊肠河、阴河、依逊河4条河流，是滦河与老哈河上游主要支流的发源地[9-10]。

塞罕坝总经营面积9.5×104hm2，其中天然林1.9×104hm2，人工林 4.3×104hm2，混交林 8.1×103hm2。林木总蓄积9.28×106m3，森林覆盖率76%，有林地面积为7.1×104hm2。该林区就树种而言，优势树种主要有落叶松、樟子松、云杉、油松、白桦、柞树、山杨等。

2 研究方法

2.1 标准地设置及标准木选定

通过调查塞罕坝机械林场的林木生长状况，选取了生长状况良好且林型基本相同的落叶松纯林为研究对象，并设置21块标准地（30m×30m），采取每木检尺，实测胸径、树高、枝下高、冠幅等调查因子，在每个标准地中选取与平均胸径和平均树高接近并且干形比较圆满通直的单株树木作为标准木，共选取21棵标准木在根茎处伐倒做样木，待测量生物量。

2.2 单株树木生物量测定

样木伐倒后，按0.5m为1个区分段进行解析，分别对树干、树枝、树叶进行取样。在每段中间取0.5～1cm厚的树干圆盘称鲜重，并作为样木带回实验室进行烘干称重，烘箱温度设置80℃，待样品恒重时进行称重，求得样品的干鲜重比，进而根据样品重量和比例推算出整株标准木的树干、树枝、树叶、根系的干物质质量。

3 结果与分析

本文运用生物量模型的方法来估计落叶松林分生物量，适用范围小，误差较小。森林生物量模型估算方法主要是利用树木（包括树干、树枝、树叶和根系）实测的生物量与树木胸径（D）与树高的乘积（DmHn）建立相对生长方程来进行估算的。参照韩有志、李玉娥[8]等对华北落叶松人工林林木生物量的研究成果，计算得出华北落叶松各部分生物量比例，见图1。

图1 落叶松各部分生物量比例

从图1可以看出：在各部分生物量百分比中，树干的生物量占比重最大，占到了整株地上生物量的85.80%，其中树干生物量占整株生物量比例最高为76.00%，其次为树枝，占7.45%。树叶占整株生物量比重最小，为2.35%；地下部分（根系）占整株生物量的14.20%。

落叶松单株生物量的增加相对较为平稳，每年生物量的增加均在5～13kg之间，而在这些年龄段中，17～19a和35～37a每年的生物量增加较低，分别为5.93、5.94、6.23、6.23kg，增加量在 10kg左右；23～25a 以及29～31a的增加量在10～12kg。华北落叶松单株生物量的增加量相对较为平稳（表1）。

表1 落叶松单株各部分生物量（kg）

落叶松单株各部分生物量中树叶的生物量较小，而树干的生物量最大。其中树叶的生物量增长趋势较为平稳缓慢，而35～37a间落叶松单株生物量几乎持平。但是大体上树枝、树干和根系随着年份的增加，其生物量都有明显的上升趋势，见图2、图3。可见，该林分生物量随着树龄的增长而不断增加。

图2 落叶松树干、整株生物量

图3 落叶松树枝、树叶及根系生物量

4 结论

通过对标准木进行称量得到单株生物量，随着林龄的增加，干、枝、叶、根的重量和整株总重均逐渐增大，在23～25a和29～31a之间增长的最快，树干相对于枝、叶、根的重量增长幅度最大，各组分生物量由大到小依次为树干＞根系＞树枝＞树叶。

单株华北落叶松各器官生物量大小依次为：树干生物量＞根系生物量＞树枝生物量＞树叶生物量。随着林龄的增加，树枝、树叶的生物量增长幅度相对较小，树干的生物量增长幅度最大，且树干生物量与其他器官生物量增长幅度差距逐渐变大，处于较明显的优势地位。

随着林龄的增加，树干、树枝、树叶、地上总生物量和根系也在逐渐变大，且增长变化趋势比较相似，说明各器官生物量的变化比较有规律。

［1］董利虎，刘福香，王鹤智，等.含度量误差的黑龙江省主要树种生物量相容性模型应用［J］.生态学报，2011，22（10）：2653-2661.

［2］沈亚洲，孙晓梅，张江涛，等.甘肃小陇山林区日本落叶松人工林单木生物量研究［J］.林业科学研究，2011，24（4）：517-522.

［3］王宏全，孙晓梅，张灿明，等.北亚热带高山区日本落叶松林生物量相容性模型研究［J］.东北农业大学学报2011，42（2）：131-138.

［4］方精云，刘国华，徐嵩龄.我国森林植被的生物量和净生产量［J］.生态学报，1996，16（5）：497-508.

［5］.李景文，石福臣，陆兆华.不同种源长白落叶松生长的比较研究［J］.植物研究，2001，21（2）：285-290.

［6］陈尔学．合成孔径雷达森林生物量估测研究进展［J］．世界林业研究，1999，12（6）：18-23.

［7］方精云，刘国华，徐嵩岭.我国森林植被的生物量和净生产量［J］．生态学报，1996，16（5）：497-508.

［8］韩有志，李玉娥.华北落叶松人工林林木生物量的研究［J］.山西农业大学学报，1997，17（3）：278-283.

［9］张向忠，毕华明，王文旬，等.塞罕坝森林资源可持续发展对策探讨［J］.河北林果研究，2003，18（6）：232-234.

［10］胡振天，房利民，鲁艳华.塞罕坝自然保护区野生动植物资源调查及其保护对策［J］.河北林业科技，2005（5）：16-17.

Studies on Biomass of Single Plant of Larix Principis-rupprechtii in Different Age Groups

CHANG Yue-mei，ZHANG Bai-chuan
（Hebei Tourism Vocational College，Chengde，Hebei 067000）

Taking Saihanba mechanical forest larch different age as the research object， studies the different age stages of larch individual parts（trunk，branches，leaves，root system），the relationship between the biomass，biomass of components and analyzes the different age stages of larch.The results showed that the biomass of the larch was from＞root of＞branch of＞tree.With the increase of the forest age，the tree trunk，branches，leaves，and root biomass gradually increase.Changes of components but still have some differences，including biomass growth of branches and leaves are relatively small，the biggest biomass growth of the trunk，and trunk biomass and other organ biomass growth gap increases gradually，and in a more obvious advantage position.

Larix Principis-rupprechtii;Single plant biomass;Biomass model

S791.229

A

1002-3356（2017）03-0027-03

2017-07-30

2015年河北省高等学校科学研究计划项目（Z2015079）；河北旅游职业学院2015年重点课题（LY201515）

常月梅（1966-），女，学士，副教授，主要从事园林植物、林业技术研究。E-mail:cymcd@126.com。