冀北山地蒙古栎林的生物量估计

孙浩伦

（承德市滦平国有林场管理处，河北 滦平 068250）

蒙古栎（Quercus mongolica）为壳斗科栎属落叶高大乔木，是中国东北、华北山地森林的主要建群树种。蒙古栎抗干旱耐瘠薄能力强，适应性广，在冀北山地形成大面积的次生林，是本区天然次生林中分布最为广泛的林分类型。由于多代萌生，栎林生长普遍较差，采伐后出材量较低，多产出废木、枝桠材等，长期以来只能用作薪炭材或加工成小型的农具、家具。近年来，随着山区食用菌种植规模的扩大，蒙古栎作为优质的食用菌树种，是培育香菇等木腐菌的培养料，采伐后的树干、树枝等废木、枝桠材均可就地加工成木屑用于加工食用菌培养料，因此生产上需要对蒙古栎林的生物产量进行技术和经济核算。本文通过对冀北山地蒙古栎次生林的典型样地调查，建立了生物量估计模型，以便于林业生产中应用。

1 材料与方法

1.1 研究区概况

研究区位于河北省北部的承德市滦平县，属冀北燕山山脉中段。本区中山、低山、丘陵、河谷、平地相间分布，山峦叠嶂、河谷纵横交错。本区气候属中温带向暖温带过渡的半干旱半湿润大陆性季风型燕山山地气候，年平均气温7.6℃，最冷月份为1月，平均气温-10.8℃，无霜期 149d；多年平均降水552.6mm，多集中在6-8月，占全年降水的70.5%；多年平均蒸发量1679mm。本区土壤随海拔高度变化由低而高的变化为草甸土—褐土—棕壤。海拔700m以上山地，大都为非耕地，土壤发育以棕壤为主，土壤表层有机质含量丰富。本区属华北植物区系，植被类型属我国东部湿润森林区温湿带半旱生落叶阔叶林。

1.2 研究材料

研究材料位于山地的阴坡，海拔约800m，土壤类型为山地棕壤。林分为多次皆伐后萌生的次生林，林龄约25a，蒙古栎为群落建群种和优势种，伴生有少量的小叶白蜡（Fraxinus bungeana）、春榆（Ulmus davidiana）、糠椴（Tilia mandschurica）、白桦（Betula platyphylla）、山杨（Populus davidiana）等树种；林相整齐，植株密集，林木密度 1600～2800株/hm2，平均胸径10.0cm，平均树高9.0m，乔木层郁闭度约0.9～1.0，林下灌草多生长不良，但人为干扰极少，枯落物积存较多。

1.3 研究方法

采用标准地调查法，根据地形布设约1000m2矩形样地7块。对样地内胸径大于4.0cm的乔木进行每木胸径检尺，林木胸径按2cm进行径阶整化和株数统计，求算平均胸径。在林内选取各径阶样木，伐倒后测定树干和树枝的生物量鲜质量，并取少量鲜样室内烘干称重以求算含水率。共选取样木30株，样木胸径（D）变化范围 5.9～14.8cm，树高（H）变化范围 4.8～11.1m。以胸径 D（cm）和 D2H（cm2·m）、单株材积V（m3）为自变量，林木的生物量鲜质量W湿（kg）和干质量W干（kg）为因变量，建立了林木地上部分生物量（仅包括树干和树枝）估计模型，以估算单位林分生物量的产出能力。

2 结果与分析

2.1 蒙古栎树干生物量估计

选择生产上易于测量的D、D2H为自变量，建立树干生物量（W湿、W干）回归估计模型，详见公式1～4。回归结果表明，因变量和自变量间存在显著的线性回归关系，在0.01水平上经F值检验，对估计蒙古栎树干的生物量产出量有较好适用性。

其中：R2=0.9447； F=478.159

其中：R2=0.9735；F=1027.728

2.2 蒙古栎树枝生物量估计

树枝的生物量不仅受胸径和树高影响，还在很大程度上受冠长和冠幅大小的影响，但回归结果显示自变量与因变量间仍表现为显著的线性关系，估计模型详见公式5～8。以上估计模型对于树枝生物量有较强的适用性。

其中：R2=0.8171；F=125.125

其中：R2=0.8618；F=174.539

2.3 蒙古栎地上部分生物量估计

由于树干和树枝均可就地用于加工食用菌培养料所用木屑，因此对蒙古栎地上部分的生物量（不包含树叶）估计具有较强的实用价值。回归结果显示因变量和自变量间表现为较好的线性回归关系，回归关系显著，详见公式9～12。

其中：R2=0.9493；F=524.794

其中：R2=0.9846；F=1793.340

2.4 蒙古栎林木蓄积量和生物量的关系

林木蓄积量是林业生产上最常用的林分因子和生产调查指标。以林木单株蓄积量为自变量，对树干的生物量进行了回归估计，结果见公式13-14；地上部分生物量估计结果见公式15-16。结果显示，林木蓄积量与树干和地上部分生物量间表现为显著的线性关系，可用于蒙古栎树干和地上部分生物量的估计。以上公式仅适用于单株林木生物量的估计，单位面积林分生物量估计时需要同时考虑林木密度、林木蓄积等因素，按径级分布情况进行测算即可。

其中：R2=0.9743；F=1061.1458

其中：R2=0.9838；F=1697.1985

3 结论

本次研究结果显示，蒙古栎次生林中林木的树干、树枝和地上部分生物量同林木的胸径、D2H和单株蓄积量间呈显著的线性回归关系，建立了生物量估计模型，可用于估计生物量鲜质量和干质量的产量。由于采用了现地采样实测的方法，生产中集材、木材放置和加工过程中会存在部分生物量损失和水分的流失，实际应用时应适当计算损失量。本次研究仅适用于燕山山地中幼龄林的生物量估计，其它地区或林龄的林分应实地测定样木以调整相关估算参数。