冀北山地蒙古櫟林的生物量估計(jì)

孫浩倫

（承德市灤平國有林場(chǎng)管理處，河北 灤平 068250）

蒙古櫟（Quercus mongolica）為殼斗科櫟屬落葉高大喬木，是中國東北、華北山地森林的主要建群樹種。蒙古櫟抗干旱耐瘠薄能力強(qiáng)，適應(yīng)性廣，在冀北山地形成大面積的次生林，是本區(qū)天然次生林中分布最為廣泛的林分類型。由于多代萌生，櫟林生長(zhǎng)普遍較差，采伐后出材量較低，多產(chǎn)出廢木、枝椏材等，長(zhǎng)期以來只能用作薪炭材或加工成小型的農(nóng)具、家具。近年來，隨著山區(qū)食用菌種植規(guī)模的擴(kuò)大，蒙古櫟作為優(yōu)質(zhì)的食用菌樹種，是培育香菇等木腐菌的培養(yǎng)料，采伐后的樹干、樹枝等廢木、枝椏材均可就地加工成木屑用于加工食用菌培養(yǎng)料，因此生產(chǎn)上需要對(duì)蒙古櫟林的生物產(chǎn)量進(jìn)行技術(shù)和經(jīng)濟(jì)核算。本文通過對(duì)冀北山地蒙古櫟次生林的典型樣地調(diào)查，建立了生物量估計(jì)模型，以便于林業(yè)生產(chǎn)中應(yīng)用。

1 材料與方法

1.1 研究區(qū)概況

研究區(qū)位于河北省北部的承德市灤平縣，屬冀北燕山山脈中段。本區(qū)中山、低山、丘陵、河谷、平地相間分布，山巒疊嶂、河谷縱橫交錯(cuò)。本區(qū)氣候?qū)僦袦貛蚺瘻貛н^渡的半干旱半濕潤大陸性季風(fēng)型燕山山地氣候，年平均氣溫7.6℃，最冷月份為1月，平均氣溫-10.8℃，無霜期 149d；多年平均降水552.6mm，多集中在6-8月，占全年降水的70.5%；多年平均蒸發(fā)量1679mm。本區(qū)土壤隨海拔高度變化由低而高的變化為草甸土—褐土—棕壤。海拔700m以上山地，大都為非耕地，土壤發(fā)育以棕壤為主，土壤表層有機(jī)質(zhì)含量豐富。本區(qū)屬華北植物區(qū)系，植被類型屬我國東部濕潤森林區(qū)溫濕帶半旱生落葉闊葉林。

1.2 研究材料

研究材料位于山地的陰坡，海拔約800m，土壤類型為山地棕壤。林分為多次皆伐后萌生的次生林，林齡約25a，蒙古櫟為群落建群種和優(yōu)勢(shì)種，伴生有少量的小葉白蠟（Fraxinus bungeana）、春榆（Ulmus davidiana）、糠椴（Tilia mandschurica）、白樺（Betula platyphylla）、山楊（Populus davidiana）等樹種；林相整齊，植株密集，林木密度 1600～2800株/hm2，平均胸徑10.0cm，平均樹高9.0m，喬木層郁閉度約0.9～1.0，林下灌草多生長(zhǎng)不良，但人為干擾極少，枯落物積存較多。

1.3 研究方法

采用標(biāo)準(zhǔn)地調(diào)查法，根據(jù)地形布設(shè)約1000m2矩形樣地7塊。對(duì)樣地內(nèi)胸徑大于4.0cm的喬木進(jìn)行每木胸徑檢尺，林木胸徑按2cm進(jìn)行徑階整化和株數(shù)統(tǒng)計(jì)，求算平均胸徑。在林內(nèi)選取各徑階樣木，伐倒后測(cè)定樹干和樹枝的生物量鮮質(zhì)量，并取少量鮮樣室內(nèi)烘干稱重以求算含水率。共選取樣木30株，樣木胸徑（D）變化范圍 5.9～14.8cm，樹高（H）變化范圍 4.8～11.1m。以胸徑 D（cm）和 D2H（cm2·m）、單株材積V（m3）為自變量，林木的生物量鮮質(zhì)量W濕（kg）和干質(zhì)量W干（kg）為因變量，建立了林木地上部分生物量（僅包括樹干和樹枝）估計(jì)模型，以估算單位林分生物量的產(chǎn)出能力。

2 結(jié)果與分析

2.1 蒙古櫟樹干生物量估計(jì)

選擇生產(chǎn)上易于測(cè)量的D、D2H為自變量，建立樹干生物量（W濕、W干）回歸估計(jì)模型，詳見公式1～4。回歸結(jié)果表明，因變量和自變量間存在顯著的線性回歸關(guān)系，在0.01水平上經(jīng)F值檢驗(yàn)，對(duì)估計(jì)蒙古櫟樹干的生物量產(chǎn)出量有較好適用性。

其中：R2=0.9447； F=478.159

其中：R2=0.9735；F=1027.728

2.2 蒙古櫟樹枝生物量估計(jì)

樹枝的生物量不僅受胸徑和樹高影響，還在很大程度上受冠長(zhǎng)和冠幅大小的影響，但回歸結(jié)果顯示自變量與因變量間仍表現(xiàn)為顯著的線性關(guān)系，估計(jì)模型詳見公式5～8。以上估計(jì)模型對(duì)于樹枝生物量有較強(qiáng)的適用性。

其中：R2=0.8171；F=125.125

其中：R2=0.8618；F=174.539

2.3 蒙古櫟地上部分生物量估計(jì)

由于樹干和樹枝均可就地用于加工食用菌培養(yǎng)料所用木屑，因此對(duì)蒙古櫟地上部分的生物量（不包含樹葉）估計(jì)具有較強(qiáng)的實(shí)用價(jià)值。回歸結(jié)果顯示因變量和自變量間表現(xiàn)為較好的線性回歸關(guān)系，回歸關(guān)系顯著，詳見公式9～12。

其中：R2=0.9493；F=524.794

其中：R2=0.9846；F=1793.340

2.4 蒙古櫟林木蓄積量和生物量的關(guān)系

林木蓄積量是林業(yè)生產(chǎn)上最常用的林分因子和生產(chǎn)調(diào)查指標(biāo)。以林木單株蓄積量為自變量，對(duì)樹干的生物量進(jìn)行了回歸估計(jì)，結(jié)果見公式13-14；地上部分生物量估計(jì)結(jié)果見公式15-16。結(jié)果顯示，林木蓄積量與樹干和地上部分生物量間表現(xiàn)為顯著的線性關(guān)系，可用于蒙古櫟樹干和地上部分生物量的估計(jì)。以上公式僅適用于單株林木生物量的估計(jì)，單位面積林分生物量估計(jì)時(shí)需要同時(shí)考慮林木密度、林木蓄積等因素，按徑級(jí)分布情況進(jìn)行測(cè)算即可。

其中：R2=0.9743；F=1061.1458

其中：R2=0.9838；F=1697.1985

3 結(jié)論

本次研究結(jié)果顯示，蒙古櫟次生林中林木的樹干、樹枝和地上部分生物量同林木的胸徑、D2H和單株蓄積量間呈顯著的線性回歸關(guān)系，建立了生物量估計(jì)模型，可用于估計(jì)生物量鮮質(zhì)量和干質(zhì)量的產(chǎn)量。由于采用了現(xiàn)地采樣實(shí)測(cè)的方法，生產(chǎn)中集材、木材放置和加工過程中會(huì)存在部分生物量損失和水分的流失，實(shí)際應(yīng)用時(shí)應(yīng)適當(dāng)計(jì)算損失量。本次研究?jī)H適用于燕山山地中幼齡林的生物量估計(jì)，其它地區(qū)或林齡的林分應(yīng)實(shí)地測(cè)定樣木以調(diào)整相關(guān)估算參數(shù)。