栓皮栎林生物量分配特征研究

栓皮栎林生物量分配特征研究

森林生物量是森林生态系统积累的有机物质总量，反映了群落的健康状况以及水分养分的利用效率，在森林生态系统物质和能量循环的研究中发挥着重要作用。栓皮栎属于壳斗科栎属树种,主要分布在暖温带和亚热带落叶阔叶林内,是我国特产的木本粮油植物。栓皮栎林在河南省太行、伏牛、桐柏、大别四大山系均有广泛分布,垂直分布一般在海拔200~1500m1研究领域的总结选择河南境内栓皮栎人工林分布较密集的栾川、西峡、鲁山、陕县、罗山等5个县区作为调查对象。各地栓皮栎研究区自然状况如表1所示。2学习方法2.1生物生态学特性分别在5个分布区设置20m×50m的标准样地。各样点布设遵循了代表河南省栓皮栎人工林资源状况的基本原则,所选林分均未经过间伐,生长正常,且每块标准地的株数一般不少于80株。在每个样地内进行植被的环境因子和群落学特征调查,包括物种数、物种个体数、胸径、高度、盖度、频度、林龄、物种丰富度和郁闭度等;用罗盘仪、GPS等测定各样地坡度、坡向、坡位及海拔等(表2)。2.2样本量研究2.2.1林木干、枝、叶生物量树种平均标准木生物量乘以单位面积株数得树种单位面积生物量。对样地内乔木进行每木调查,在每木调查的基础上,计算出全部立木的平均胸径,再以平均胸径作为选择标准木的依据,根据样地树木的平均数高与平均胸径确定3株平均树木,把这个3株立木作为标准木,伐倒称重,测定干枝叶生物量。然后,用标准木的平均生物量值乘以单位面积的立木株数求出单位面积的林分生物量W,即:式中:N为林分内活立木的株数;ue07b为标准木的平均生物量。1)树干生物量的测定。在标准地内根据平均胸径选取标准木,将标准木沿地表根颈处锯断伐倒,按照Monsi的分层切割法,以2.0m为一区分段进行树干解析,在每个区分段截取圆盘1个,当场测出圆盘的鲜重量和整株树干的鲜重量,再将圆盘拿回实验室置于105℃烘箱内烘干至恒重,根据公式(2)计算出树干各区分段的含水率,再以该含水率计算出树干各部分的干质量,通过公式(3)计算出整株标准木树干的生物量。式中:P式中:W为整株标准木的树干生物量;n为标准木的区分段数;W2)枝、叶生物量测定。树木枝、叶生物量用平均标准枝法进行测定。标准枝法是指在树木上选择具有平均枝基径与平均枝长的枝条,测定其枝、叶的重量用于推算整株树木枝、叶的重量。平均标准枝法的具体操作步骤为:将树木伐倒后,测定所有一级分枝和一级以上分枝的基径和枝长,求二者的算数平均值和;以和为标准,分等级选择标准枝,标准枝的个数根据调查精度确定,同时要保证标准之上的叶量是中等水平;分别称其枝、叶鲜质量,并取样品;按下列公式计算全树的枝重和叶重:式中:N为全树的枝数;n为标准枝数;W2.2.2灌木生物量测定林下植被生物量和凋落物层生物量调查采用样方收获法。在样地内灌木层采用3m×3m的样方,草木层和凋落物层采用2m×2m的样方,测定其鲜重量,取样后在70℃下烘干至恒质量,并计算其生物量。2.3统计分析实验数据采用Excel进行初步处理,方差分析、相关性和回归分析等基于SPSS19.0统计软件完成。3结果与分析3.1灌木层生物量各分布区栓皮栎人工林的生物量组成如表3所示,栓皮栎的林分生物量,主要由乔木层、灌木层、草本层和凋落物层构成,其中以乔木层生物量最大,占林分总生物量的46.28%~59.29%;其次为灌木层,占林分总生物量的15.40%~25.30%;凋落物层占林分总生物量的14.97%~24.38%;草本层生物量最少,仅占林分总生物量的3.13%~11.76%。由于立地条件不同,栓皮栎人工林的生长表现出明显的差异,5种类型的样地相比较可得出,罗山地区林分层生物量最大,而鲁山地区的林分生物量最低,仅为罗山地区的60.19%,这表明栓皮栎虽然是耐瘠薄树种,但是在不同的立地条件下,生物量存在很大差异。3.2不同类型土壤生物量对不同土壤类型的15块样地进行方差分析,结果如表4所示,F值=333.38>F土壤类型不同,生物量也有很大的差异。其中,以黄棕壤上的栓皮栎人工林生物量平均值最大,为1386.3kg/m3.3投资方向上析不同土层厚度对栓皮栎人工林生物量的影方差分析如表5所示。结果表明,F值=10.10>F5个研究区不同土壤厚度的生物量大小顺序分别为60~80cm(1450.00kg/m3.4不同坡向人工林生物量不同坡向河南栓皮栎人工林生物量方差分析如表6所示。林龄相同或近似相同的栓皮栎人工林,因坡向不同,其生物量也存在着明显差异。F值=6.41>F不同坡向的栓皮栎林生物量平均值大小顺序为西南(1455.7kg/m3.5坡位生物量不同坡位对河南栓皮栎人工林生物量方差分析如表7所示。F值=0.65<F河南省境内的栓皮栎人工林不同坡位的林分生物量有所差异,呈现出林分生物量下坡>上坡>中坡,但差异不明显,这可能与栓皮栎林本身的生物学特性和生态学特征有很大的关系,从上坡位到下坡位,水分和养分变得相对充足,林木及林下植被可以获取较好的水肥条件促进自身的生长,然而栓皮栎林能耐瘠薄土壤,土壤的养分对栓皮栎林的生物量没有极其显著的影响。3.6不同高度的生物量不同海拔对河南栓皮栎人工林生物量方差分析如表8所示。F值=0.0094<F4不同坡位生物量1)土壤类型对河南省境内的栓皮栎人工林影响显著(F=333.38>F2)土层厚度对河南省境内栓皮栎林的生物量影响显著(F=