火炬松林生物量及其叶面积指数研究

火炬松林生物量及其叶面积指数研究

生物量的生产是森林生态系统最基本的功能。生物量是指单位面积上存在的有机体的干重总量或植物所有种的有机物干重总量,亦称为现存量11.1永溪林场坪坑工区概况试验地设在福建省漳州市南靖县奎洋镇上洋村(福建省树海林业发展有限公司永溪林场坪坑工区所在地),东经117°8′3″～117°8′27″,北纬24°45′46″～24°46′9″,造林总面积为236hm1.2部分样木的树高调查火炬松幼林5块样地的全部样木胸径和其中一部分样木的树高。按径阶分配序列(1cm为1径阶),在样地内选取20株样木进行了生物量测定,挖取其中14株样木的根系。1.2.1干体积测量将样木齐地伐倒后,采用“分层切割法”1.2.2叶片干重的测定以截取的树干的每1段为单位,称其鲜重。从中抽取一个或两个枝条作为标准枝,在现场立即摘叶,并称量标准枝和叶的鲜重。同时从中分别抽取少量样品,称其鲜重后带回实验室,用以测定含水率。换算成干重后,求出枝量与叶量之比,然后换算成各轮枝的枝和叶的干重。各段的枝和叶干重之和即为整株样木的枝和叶的生物量。1.2.3粗根的测定和比较以选出的样木的树干中心为基点,设置壕沟,其面积相当于林木的平均营养面积。在壕沟内以10cm为一层挖掘土壤,边挖边从土壤中捡出根系,不时用手翻耙土壤,直至将肉眼所能见到的根捡清为止。为了估测残留在土壤中的细根量,在挖掘的各土层中取样称重,用以估算各土层的土壤重量。从各土层中随机抽取一定数量的土样,如此,一直挖到没有根系为止。分别层次将捡出的根用水洗净泥土,晾干,将晾干的根系分为粗根(≥2mm)和细根(≤2mm),同时将土样称重,倒入1mm的铜筛淘洗,洗出细根晾干。经区分的根系分别测定鲜重;并取样测定含水率,换算成干重。将每一层土样中洗出的细根的烘干重,按下式换算成每一层的细根的重量。M=Wm/ω(1)式中:M为该层根的烘干重;W为该层土重;m为土样内洗出的根重;ω为土样重。将测定含水率的样品称重后,放人烘箱中以95～105℃烘至恒重,称重后,求得各样品的含水率。1.2.4叶面积的测量叶面积按重量法测定22.1相对生长测定法估测林木生物量最基本的方法是利用树木各维量的回归从表1可以看出,LnW=a+bLnD模型拟合的效果较好,说明“相对生长测定法(Allometricmethod)”不仅理论上比平均木法要优越,而且在实际应用中,其推测误差也较小。从这个模型还可以看出,利用胸径这一因子就能使估测生物量方程达到相当的精度。这可能是样地的立地条件基本相同,因此树高因子的引入并没有使估测精度得以提高,这与一些研究结果一致。2.2a,b-常数拟合方程叶面积指数,反映了光合作用气体交换的作用面积,是与生产力有关的一个重要量度。利用叶干重与叶面积成直线关系的特点,选取直线方程:A=a+bW(2)式中A-叶面积;W-叶干重;a,b-常数对测定的叶面积和叶干重进行拟合(叶面积单位为cmA=187.19456+80.18079W(3)方程相关系数为0.9631,标准差为22.0280。将各密度叶干重量代入方程(3),求出各密度组的叶面积指数,结果见表2。2.3火炬松叶生物量比例据对不同年龄火炬松的分析,各器官生物量的比例随年龄的变化而呈现出有规律的变化(表3)。由表3看出,干的生物量占地上部分生物量的比重随年龄的增大而增大,从3年生时的23.0%升高到41年生的85.6%;枝和叶的变化趋势与干相反,都随着年龄的增大而减小。枝的比例3年生时为30.8%,41年时已降到11.9%。火炬松叶的生物量比例,3年生时最大,占地上部分的46.2%,9年生时降到15.7%,16年时为5.32%,美国南卡罗里纳州41年生火炬松叶的生物量的比例更低,仅为2.5%。根据福建省漳州市南靖县奎洋镇森林生态定位站不同年龄火炬松林各维量及生物量的数值,拟合一个适用年龄阶段更广的生物量回归方程,使其能够被应用于较宽的年龄范围,对于了解火炬松的生长进程具有重要的意义。根据调查资料,结合姜志林的森林生态定位站17年生火炬松样木生物量的调查资料从相关系数和标准差两方面分析,火炬松不同年龄阶段统一生物量方程,综合了幼林和中龄林2个年龄阶段的调查资料,其精度虽比单独拟合时略低,但仍是进行生物量估算的较好方程。3年龄与干生长的变化基本相同立地条件下,利用胸径这一因子就能使估测火炬松生物量方