康偉

摘 要：森林生物量是森林生態(tài)系統(tǒng)的最基本數(shù)量特征，生物量數(shù)據(jù)是研究許多林業(yè)問題和生態(tài)問題的基礎(chǔ)。本文研究了該地區(qū)闊葉混交林林分喬木層生物量分配比例、生物量根莖比、生物量換算系數(shù)以及生物量動態(tài)變化相關(guān)規(guī)律，為制定森林經(jīng)營方案奠定一定的基礎(chǔ)。

關(guān)鍵詞：闊葉混交林;生物量;生物量分配比例;生物量根莖比;生物量轉(zhuǎn)換系數(shù);生物量動態(tài)變化

一、 緒論

生物量是全球森林生態(tài)系統(tǒng)中經(jīng)久不衰的研究重點(diǎn)之一，至今已有六十多年的研究歷史，是全球森林資源可持續(xù)經(jīng)營管理的重要指標(biāo)。在20世紀(jì)90年代初期，學(xué)者對中國森林生態(tài)系統(tǒng)生物量進(jìn)行了總結(jié)和分析，為我國森林生態(tài)系統(tǒng)循環(huán)研究提供了重要參數(shù)。隨著全球碳循環(huán)、植物能源的興起，生物量研究迎來了一個(gè)新的時(shí)期。

二、森林生物量研究背景

森林是地球生態(tài)系統(tǒng)中不可或缺的主要組成部分，它為人類提供了大量的木材資源、動物棲息環(huán)境，具有調(diào)節(jié)小區(qū)域氣候、改善空氣質(zhì)量、防止水土流失、涵養(yǎng)水源等作用，對于森林未來動態(tài)的評估具有顯著的意義。在過去的十多年中，地球表面溫度已經(jīng)上升了0.3-0.6攝氏度，自然氣候調(diào)控已經(jīng)超出負(fù)荷，氣候變化通過溫度脅迫、水分脅迫、物候變化、生物地球化學(xué)循環(huán)等方式對森林產(chǎn)生重要的影響。能源是人類賴以生存的物質(zhì)保證，在先進(jìn)社會生活生產(chǎn)方面主要的能源消耗仍然以不可再生資源為主，包括煤炭、石油、天然氣等化石燃料，這些資源的使用導(dǎo)致大量的空氣污染以及環(huán)境污染，其剩余數(shù)量不足以滿足人類今后的需求，從可持續(xù)發(fā)展的角度考慮，新能源以及可再生生物質(zhì)能源是解決當(dāng)前能源枯竭問題的一個(gè)主要的方法。森林生物量是研究森林生態(tài)系統(tǒng)的重要數(shù)據(jù)指標(biāo)，是多數(shù)林分模型結(jié)構(gòu)的基礎(chǔ)，對研究大范圍區(qū)域內(nèi)，森林與環(huán)境之間的相互作用、生物地球化學(xué)循環(huán)、、能量流動、凈生產(chǎn)力、碳循環(huán)和碳管理以及評估系統(tǒng)生產(chǎn)力與環(huán)境的相互關(guān)系等都具有重要的科學(xué)價(jià)值。此外，森林生物量還是陸地生態(tài)系統(tǒng)碳計(jì)量與監(jiān)測的核心問題，例如，國家溫室氣體清單、林業(yè)碳補(bǔ)償項(xiàng)目等，經(jīng)過核準(zhǔn)的碳匯量可用于抵消溫室氣體的排放量。正因?yàn)樯稚锪康姆N種作用以及重要意義。主要針對森林生物量不同林分類型、不同栽植區(qū)域、以及林分生產(chǎn)力、碳儲量分布變化、區(qū)域氣候同森林生物量關(guān)系等方面進(jìn)行了詳細(xì)的研究 。由此可見，森林生物量的研究對于解決全球碳循環(huán)以及生物質(zhì)能源的研究有著重要的意義。

三、森林生物量測定方法

森林生物量通常包括喬木層生物量（如樹干、樹枝、樹葉、樹根）以及林下植被生物量（如灌草、苔蘚、枯枝落葉以及森林腐殖質(zhì)等）。在森林當(dāng)中，林分植被生物量所占比重遠(yuǎn)遠(yuǎn)小于喬木層林分生物量，尤其是在人工林當(dāng)中。森林生物量有著不同的測定方法，相對較為準(zhǔn)確的方法是對林分不同水平的植物進(jìn)行直接收獲，分組累計(jì)測量求和，測定方法主要包括皆伐法、標(biāo)準(zhǔn)木法和相對生長法三種常規(guī)方法。

1、皆伐法：對于具有開采條件的林分，根據(jù)林分面積以及環(huán)境條件選擇適應(yīng)大小的樣地，對該樣地范圍內(nèi)所有層次的植物進(jìn)行全部砍伐、切割，不同植物器官重量累計(jì)求和，一次性推算單位面積各林層以及器官的生物量。采用該法測定的數(shù)據(jù)準(zhǔn)確可靠，常作為真值與采用其他方法的估計(jì)值進(jìn)行比較，但此法費(fèi)時(shí)費(fèi)力且具有巨大的破壞性，在實(shí)際操作中較少用于測定喬木層生物量，而常用于測定林下植被生物量。

2、標(biāo)木法：①平均標(biāo)準(zhǔn)木法：首先對標(biāo)準(zhǔn)地內(nèi)的樹木進(jìn)行每木檢尺，以調(diào)查樹木的胸徑或者樹高為主要區(qū)分依據(jù)，選擇能夠代表這一林分的平均木作為生物量研究的參考木，將平均木伐倒后測定不同器官的生物量，然后乘以林分密度得到林分生物量。②分層標(biāo)準(zhǔn)木法：按不同胸徑徑階或樹高將標(biāo)準(zhǔn)地樹木分成不同層次，然后在各層內(nèi)選取標(biāo)準(zhǔn)木，求得生物量后同林分密度株數(shù)相乘后得到林分總體生物量。該方法相對于天然林而言更加適合人工栽植的林分。

3、相對生長法：基于樹木器官生長量間存在協(xié)調(diào)生長的相對關(guān)系，人們在研究區(qū)內(nèi)選取多株標(biāo)準(zhǔn)木，伐倒后測定標(biāo)準(zhǔn)木的器官生物量，然后建立器官生物量與測樹指標(biāo)之間的關(guān)系，然后再以實(shí)測的測樹指標(biāo)推算林分生物量。此法廣泛應(yīng)用于森林生物量和生產(chǎn)力的估測中。

四、森林生物量估算方法

目前，基于森林資源資料的傳統(tǒng)方法在區(qū)域尺度的森林生物量及其動態(tài)的評估中仍然占據(jù)十分重要的位置，生物量研究還可以用于校驗(yàn)基于遙感信息的模型并提高其預(yù)測性能。為了更好地研究森林生物量，通常情況下人們更加關(guān)注林分特定時(shí)間空間狀態(tài)下的變化，這使得生物量動態(tài)的研究具有更高的意義，目前主要有平均生物量法和材積源生物量法等兩種常規(guī)方法。

平均生物量法是指基于野外實(shí)測標(biāo)準(zhǔn)地的平均范圍面積生物量與該森林類型的面積來估算區(qū)域尺度生物量的方法。該方法在國際生物學(xué)計(jì)劃實(shí)施期間得到廣泛應(yīng)用。然而，標(biāo)準(zhǔn)地通常選擇高于研究平均生物量水平的林分，這將會高估區(qū)域尺度森林生物量。

五、森林生物量研究結(jié)論

本文通過闊葉混交林林分生物量的分析，以及從林分因素、立地因素、齡組角度對林分生物量的變化規(guī)律進(jìn)行了分析。研究顯示，1、隨著林齡的增加，闊葉混交林平均生物量逐漸增加;闊葉混交林喬木層生物量隨林齡和林木大小的變化呈現(xiàn)明顯的規(guī)律性;樹干（含樹皮）、樹枝、樹葉和樹根生物量隨著林齡、林分平均直徑、林分平均高、林分?jǐn)嗝娣e、林分蓄積和林分密度的增加而增加。2、生物量分配給樹干、樹枝、樹葉和樹根的比例存在較大的變異;隨著齡級的增加，生物量分配給樹干、樹根的比例有增大趨勢，生物量分配給樹枝、樹葉的比例有減小的趨勢。3、闊葉混交林根莖比在不同齡級存在一定的變異;隨著齡級的增加，根莖比平均值成逐漸減小的趨勢;根莖比與一系列林分指標(biāo)存在著顯著的變化關(guān)系;地下生物量與地上生物量均存在顯著的相關(guān)關(guān)系，所建立的方程有擬合效果較好。4、闊葉混交林樹干、樹枝、樹葉和樹根生物量換算系數(shù)都存在較大的變異;各器官生物量換算系數(shù)在幼齡林、中齡林、近熟林以及成熟林沒有明顯的變化，而在過熟林中微弱的增加或減小。隨著齡級的增加，樹枝和樹葉生物量換算系數(shù)的波動較小，樹干和樹根生物量換算系數(shù)有增加的趨勢;林分因素與生物量換算系數(shù)顯著相關(guān);各器官生物量與立木蓄積量均存在顯著的相關(guān)關(guān)系。5、不同林分指標(biāo)與闊葉林喬木層森林生物量凈增量有著明顯的關(guān)系，除林分密度外，森林生物量凈增量隨著林齡、林分平均直徑、林分平均高、林分?jǐn)嗝娣e、林分蓄積的增加而逐漸降低，其中影響最大的林分因素為林分平均直徑以及林齡。森林喬木層生物量隨著林分變量指標(biāo)的增加逐漸減小。隨著林分因素的逐漸增加，林分喬木層生物量枯損量呈現(xiàn)逐漸增加的趨勢。

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（黑龍江省鶴崗市三道林場 ?黑龍江 ?鶴崗 ?154101）