闽南山地秃杉人工林的生物量与生产力

黄金玲

(泉州市林业局，福建 泉州 362000)

闽南山地秃杉人工林的生物量与生产力

黄金玲

(泉州市林业局，福建 泉州 362000)

以福建省德化葛坑国有林场1996年种植的秃杉人工林为研究对象，开展林分生物量和生产力研究。结果表明：20年生秃杉人工林单株平均生物量为202.56 kg，其中地上部分生物量、地下部分生物量分别为167.74、34.81 kg，分别占个体总生物量的82.81%、17.19%；各组分生物量大小排序为：干>根桩>叶>枝>粗根>细根>中根。秃杉林分总生物量达177.75 t·hm-2，其中乔木层的总生物量为176.23 t·hm-2，占林分总生物量的99.14%；凋落物的生物量含量比较小，只有1.52 t·hm-2，仅占林分总生物量的0.86%。20年生秃杉人工林的生产力为11.87 t·hm-2·a-1，各器官生产力大小排序为：树干>树叶>树根>树枝。

秃杉；生物量；生产力

秃杉(TaiwaniaflousianaGaussen)为杉科台湾杉属树种，又名西南台杉、土杉，是我国特有的珍稀植物，作为第三纪古热带植物区系的存留树种，冰期以后只有我国有发现，被国家列入一级保护树种[1]。秃杉天然分布在云南省西部怒江上游的贡山、福贡、碧江、腾冲、龙陵以及澜沧江往西的云龙、兰坪和湖北省西部的利川，四川省东南部的西阳，贵州省东南部的雷公山、剑河、榕江以及丹寨等县，缅甸北部也有少量分布。秃杉主要生长在海拔500～2300 m的山地沟谷林中。江西等省开展了秃杉异地引种、选育及栽培区的试验分析，经过多方式、多渠道研究了解秃杉适宜的生长环境和条件[2]，但造林技术和栽培管理经验还比较缺乏。森林生物量和生产力作为森林生态系统结构和功能的基本参数，不仅是森林碳汇功能核算的重要数据，也是森林经营管理的重要参考[3-4]。鉴于此，本文对秃杉生物量和生产力进行测定，以期为秃杉人工林的科学经营提供参考。

1 试验区概况

试验地位于戴云山北麓德化葛坑国有林场龙塔工区，地理坐标118°8′10″E、25°51′53″N，林班号044大班号06小班号060，坡向东北坡，海拔450 m，土壤为山地红壤、黄红壤，年均气温17 ℃(近2 a为20.3 ℃)，最高气温34.8 ℃，最低气温-9 ℃，年均降水量1800～2000 mm，属中亚热带南缘低山气候类型。

2 研究方法

2.1 秃杉生物量测定

对20年生秃杉人工林进行林分踏查，根据典型选样原则，在林分内设置4个10 m×20 m标准地，进行每木调查。根据调查结果选取标准木2株，用Monsi分层切割法，现场测算枝、叶、干各组分鲜质量，用全根挖掘法来测定标准木根的鲜质量，分别取适量样品带回实验室，用烘干恒重法测算各组分生物量及标准木的总生物量。采用样方收获法测定凋落物的生物量，即在4个样地内各设2个1 m×1 m的小样方，定期收集凋落物，并取适量带回实验室烘干至恒重，通过测定其含水率和干重，计算出各样地内单位面积的凋落物生物量。

2.2 秃杉生产力测定

用年均生物量作为秃杉林乔木层的生产力指标，即以测定的乔木层生物量作为基础数据，换算成秃杉人工林生物量年平均增长量，计算公式为：NPP=W/a，式中：NPP为年平均净生产量；W为器官生物量；a为林分年龄。

依据标准木的生物量分布格局计算秃杉单株各器官的生产力及单株秃杉的生产力，再乘以标准地内秃杉株数以及林分面积与标准地面积比，得出整个林分乔木层的生产力。秃杉各器官的寿命不尽相同，年平均净生产量(NPP)计算公式中的年龄(a)数值也不全一样，从秃杉的生长规律看，树干、树枝及树根的生产力计算公式中a用秃杉的生长年龄计算，而树叶的生产力则是根据秃杉叶在树枝上着生的时间(4 a)进行估算[5]。

3 结果与分析

3.1 秃杉人工林单株生物量

秃杉种群平均木单株生物量测算结果见表1。20年生秃杉人工林单株平均生物量为202.56 kg，其中地上部分生物量、地下部分生物量分别为167.74、34.81 kg，分别占个体总生物量的82.81%、17.19%。各器官生物量按大小排列为：树干>根桩>树叶>树枝>粗根>细根>中根。树干生物量超过总生物量的一半，达到66.73%；其次是根桩，占13.85%。生物量的这种分配规律基本与乔木树种生物学特性相符，在具体生产实践中，应根据能量分配原理及栽培目的，促进生物量的积累并改善其分配比例，从而达到经济利益最大化。

3.2 秃杉人工林乔木层地上部分生物量格局

乔木层地上部分的生物量格局主要是指林木各器官生物量在空间上的分布情况，在很大程度上体现了植物对光能、水分及养分的利用效率。地上部分生物量的合理分布也更能够增加植物对光能的利用效率。秃杉种群平均木个体生物量空间分布规律见表2，秃杉人工林平均木生物量空间分布除了0～1.3 m层比1.3～3.6 m层小外，生物量随着树木高度层的增加而逐渐减小。各器官的生物量随树高不同分布也不同，干材生物量除0～1.3 m层略小于1.3～3.6 m外，整体分布呈现随着树高增大而逐渐降低的趋势；枝的生物量空间分布最大值出现在7.6～9.6 m层，为3.38 kg，往上或往下都是逐渐降低；叶的生物量从3.6～5.6 m层开始逐渐增加，直到9.6～11.6 m层出现最大值5.38 kg，之后随着空间越往上分布越低。

表1 20年生秃杉单株生物量

表2 不同高度层秃杉人工林平均木各器官生物量

3.3 秃杉人工林生物量

3.3.1 乔木层生物量 林分对有机物的制造和积累能力，可通过林分乔木层生物量的积累程度反映出来。林分乔木层的生物量分布见表3，乔木层总生物量为176.23 t·hm-2，占林分总生物量的99.14%，其中乔木层地上部分生物量为145.93 t·hm-2、地下部分生物量为30.28 t·hm-2，分别占乔木层总生物量的82.81%、17.19%，分别占林分总生物量的82.10%、17.04%。乔木层各器官生物量大小排序为：树干>根桩>树叶>树枝>粗根>细根>中根，分别占乔木层总生物量的66.73%、13.85%、8.68%、7.40%、1.99%、0.69%、0.66%，分别占林分总生物量的66.16%、13.73%、8.6%、7.34%、1.97%、0.69%、0.65%。

表3 秃杉林分的生物量分布

3.3.2 凋落物层生物量 凋落物层是人工林生态系统的重要组分，作为生态系统的营养物质循环的养分库，提供了植物所需养分的70%～90%，对整个生态系统的养分循环起着非常重要的作用，同时对森林涵养水源的功能亦有重要的作用。对秃杉人工林凋落物层调查(表3)可知，秃杉凋落物的生物量占比较小，只有1.52 t·hm-2，仅占整个秃杉人工林林分总生物量的0.86%。

3.4 秃杉人工林生产力

由表4可知，20年生的秃杉人工林的生产力为11.87 t·hm-2·a-1，其中树干的生产力最高，为5.88 t·hm-2·a-1，占秃杉人工林生产力的49.54%；树枝的生产力最小，只有0.65 t·hm-2·a-1，占秃杉人工林生产力的5.49%。秃杉各器官生产力大小排序为：树干>树叶>树根>树枝。从秃杉各器官生产力分配情况看，首先树干生产力水平占总生产力水平的比例偏低；其次树叶的分化程度较大，占总生产力的比重相对较高。分析其原因，可能是该林龄的秃杉还正处于速生期，没有达到数量成熟龄。

表4 20年生秃杉人工林的生产力

4 小结

1)20年生秃杉人工林单株平均生物量为202.56 kg，其中地上部分生物量、地下部分生物量分别为167.74、34.81 kg，分别占个体总生物量的82.81%、17.19%。各器官生物量大小排序为：树干>根桩>树叶>树枝>粗根>细根>中根。其中干材的生物量超过总生物量的一半以上，为66.73%。其次是根桩，占13.85%。这种生物量分配规律基本符合乔木树种生物学特性。

2)秃杉人工林生物量分配与平均单株生物量分配一样，均表现为：树干>根桩>树叶>树枝>粗根>细根>中根的规律。其中树干占绝对优势，而且随着林龄增加而相应增加，与何斌等[4]研究结果一致，符合用材树种分配规律。

3)秃杉人工林的生产力为11.87 t·hm-2·a-1，各器官生产力大小排序为：树干>树叶>树根>树枝。从秃杉各器官生产力分配情况看，树干占总生产力水平的比例偏低；树叶的分化程度较大，占总生产力的比重相对较高。可能与该林龄的秃杉尚处速生期，没有达到数量成熟龄有关。

4)秃杉林下植被层的生物量较小，有必要采取合理的经营措施，促使林下植被发育，促进凋落物层的分解，以提高秃杉人工林的自肥能力，增强地力恢复能力，促进秃杉人工林的可持续经营。

[1]潘磊，漆荣，张家来，等.秃杉种源试验研究进展[J].林业科技开发，2006，20(5)：1-3.

[2]邹卫华，邹金荣，陈夏林.科学保护繁衍世界濒危树种——秃杉[J].中国林业，2010(13)：39.

[3]梁有祥，韦中绵，玉桂成，等.桂东南地区火力楠人工林生物量研究[J].林业科技开发，2010，24(5)：45-49.

[4]何斌，刁海林，黄恒川，等.秃杉人工林生物量与生产力的变化规律[J].东北林业大学学报，2008，36(9)：17-18.

[5]何斌，黄寿先，招礼军，等.秃杉人工林生态系统碳素积累的动态特征[J].林业科学，2009，45(9)：151-157.

The Biomass and Productivity ofT.FlousianaPlantation on South Mountain

HUANG Jin-ling

(QuanzhouForestBureau，Quanzhou362000，Fujian，China)

In this paper，we study the biomass and productivity ofT.flousianaplantation planted in 1996 as the research object in Fujian Dehua Gekeng National Forest Farm.The results were as the followings：the average biomass per individual was 202.56 kg in 20-year-oldT.flousianaplantation.The aboveground biomass and underground biomass were 167.74 kg and 34.81 kg，accounting for 82.81% and 17.19% of individual total biomass，respectively.The order of biomass：stem>ground root>leaf>branch>thick root>fine root>moderate root.The total biomass ofT.flousianaplantation was 177.75 t·hm-2，among of which the total biomass of tree layer was 176.23 t·hm-2，accounting for 99.14% of the total stand biomass；the proportion of the litter biomass was very small，1.52 t·hm-2only，accounting for 0.86%.The productivity of 20-year-oldT.flousianaplantation was 11.87 t·hm-2·a-1.The order of organ productivity：trunk>leaf>root>branch.

TaiwaniaflousianaGaussen；biomass；productivity

2015-10-25；

2016-03-03

泉州市科技计划项目(秃杉优良种源和家系选择及培育技术研究，2013N15)

黄金玲(1984—)，女，福建宁德人，泉州市林业局工程师，从事植物病虫害防治研究。E-mail：20828312@qq.com。

10.13428/j.cnki.fjlk.2016.03.033

S718.55+6

A

1002-7351(2016)03-0161-04