全 文 ：福建林学院学报　 2003, 23 ( 3): 236～ 239
Journal of Fujian Colleg e of Fo restr y
厚荚相思木麻黄混交林分结构和生物量的研究
吴 锡 麟
(福建省林业科学研究院 , 福建 福州 350012)
摘要: 对厚荚相思木麻黄混交林、湿地松木麻黄混交林、厚荚相思纯林、 湿地松纯林和木麻黄纯
林的林分结构和生物量进行研究 . 结果表明: 厚荚相思比木麻黄、 湿地松生长更快 . 厚荚相思
木麻黄混交林的生产力最高 ,林分总蓄积量达到 217. 17 m3· hm- 2 ,总生物量 151. 85 t· hm- 2 ,
分别比湿地松木麻黄混交林、厚荚相思纯林、湿地松纯林和木麻黄纯林增加 182. 19% 、 40. 16% ;
9. 77%、 1. 98% ; 248. 03% 、 41. 93% ; 430. 98%、 188. 41% . 厚荚相思木麻黄混交林分结构成
层性明显 , 有利于林分生物量的积累和生态防护效能的发挥 . 因此 , 可以把厚荚相思木麻黄混
交林作为沿海防护林主要造林方式加以推广 .
关键词: 厚荚相思 ; 木麻黄 ; 混交林 ; 林分结构 ; 生物量
中图分类号: S791. 280. 2　　　　文献标识码: A　　　　文章编号: 1001-389X( 2003) 03-0236-04
Study on the Biomass and Structure of Mixed Forests of
Acasia crassicarpa andCasuarina equset ifolia
WU Xi-lin
( Forest-science Research Ins titute of Fujian Provice, Fu zh ou 350012, China)
Abstract: A compa rativ e study w as made on the productiv ity and stand str uc tur e among differ ent kinds of mix ed fo r ests o f
A . crassicarpa×C. equsetif olia , P . elliottii× C. equsetifolia , pure for est o f A . crassicarpa, pur e fo rest of P . elliottii , pur e
fo rest of C. equsetifolia. The results show ed tha t th e g row th o f A . crassicarpa is faster than that o f P . elliottii and C .
equsetif olia. The mixed fo rests of A . crassicarpa andC . equsetif olia had high est pr oductiv ity; its stand sto ck and biomass
w as 217. 17 m3· h m- 2 , 151. 85 t· hm- 2 , they incr ea sed by 182. 19% , 40. 16% ; 9. 77% , 1. 98% ; 248. 03% , 41. 93% ;
430. 98% , 188. 41% respec tiv ely a s compa red with the mixed for ests of P . elliottii and C. equsetif olia , pur e fo rest of A .
crassicarpa , pure for est o f P . elliottii and pure fo rest of C. equsetifolia. The mixed for est o f A . crassicarpa andC. equsetifo-
lia has more ra tional structure , its stand str uctur e would enable the mixed fo rest to yield more outturn and biomass, and
amplify function o f pr otection. The mixed fo rests o f A . crassicarpa and C. equsetifolia would be applied as main for est
method in coa sta l pro tection for est.
Key words: Acasia crassicarpa; Casuarina equsetifolia; mixed fo rest; fo rest structur e; biomass
20世纪 50年代以来 ,东南沿海木麻黄防护林在防风固沙、改善生态环境方面发挥了重要的作用 ,但是 ,
由于木麻黄的多代连栽和防护树种单一 , 造成地力衰退 , 病虫害严重 , 林分稳定性下降 , 防护效能减弱 [1 ] .
寻求树种结构调整 ,防治地力衰退的有效措施 ,以保持林地的持续生产力和防护林的可持续经营 ,成为当前
沿海防护林建设中急需解决的问题 ,而营造混交林是解决这一问题的有效途径 [2～ 3 ] . 森林生态系统的经营目
的是追求合理的林分结构和最大的生物量 ,测定林分的生物量 , 评价林分结构 ,对提高森林经营水平有重要
意义 [4～ 8 ] . 厚荚相思 ( Acasia crassicarpa )是 20世纪 80年代从澳大利亚引入的优良速生阔叶树种 ,其适应性
强 , 耐盐渍 , 抗干旱、 耐瘠薄 , 适宜在滨海沙地种植 . 福建省于 1991年在东山赤山林场引种厚荚相思 , 实
践证明 , 厚荚相思可以作为木麻黄二代更新的优良树种 . 有关厚荚相思的生长特性及其对土壤改良作用等
方面 ,苏金德 [9 ]韩金发 [10 ]等已进行了研究 ,但对厚荚相思生物量及林分结构特征的研究尚未见报道 . 对厚荚
相思木麻黄混交林生物量及林分结构特征进行研究 , 旨在为合理经营厚荚相思及混交林提供科学依据 .
1　材料与方法
1. 1　试验地概况
试验点选择在东山县赤山防护林场 , 位于福建沿海南部 , 东经 117°18′, 北纬 23°40′, 属于南亚热带
基金项目: 国家 “十五” 科技攻关科学基金资助项目 ( 2002BA516A16-15) .
作者简介: 吴锡麟 ( 1969-) , 男 , 福建政和人 , 工程师 , 从事森林培育和森林生态学研究 .
收稿日期: 2003-01-06; 修回日期: 2003-03-25.
DOI : 10. 13324 /j . cnki . jfcf . 2003. 03. 011
海洋性季风气候 ,干湿季节明显 , 年均降水量 945. 3 mm ,大部分集中于 5～ 9月 ,年均蒸发量 1 056 mm ,
年平均气温为 20. 8℃ . 极端最高气温为 36. 6℃ ,极端最低气温为 3. 8℃ . 终年无霜冻 ,年日照时数平均
为 2 351. 8 h. 日照率 53% . 相对湿度平均为 80% . 秋冬季多为东北大风 , 8级以上约 100 d, 夏季多为西
南风 ; 年均受台风影响次数为 4～ 6次 .
试验地设在 1991年营造的厚荚相思木麻黄混交林、 湿地松木麻黄混交林、 厚荚相思纯林、 湿地松纯
林和木麻黄纯林中 , 造林密度均为 3 000株 /hm2 , 株行距 1. 82 m× 1. 83 m. 试验地造林前为第 1代木麻
黄纯林采伐迹地 , 土壤为风积沙土 , 疏松瘠薄 , 保水保肥能力差 .
1. 2　试验方法
在厚荚相思木麻黄混交林、 湿地松木麻黄混交林、 厚荚相思纯林、 湿地松纯林、 木麻黄纯林中选择
立地条件相同、 有代表性的林分 , 设置 25 m× 25 m标准地 3块 , 3个重复 , 进行每木调查 , 测量胸径、
树高、 枝下高和冠辐 , 每块标准地选取标准木 3株 , 伐倒后采用分层切割法 , 按 2 m区分段测定地上部
分树干的鲜重 ,锯圆盘 ,称重 . 根系采用壕沟法分层挖掘 ,分别细根 (根径 < 4 mm)和粗根 (根径> 4 mm)
称取鲜重 , 分别采样 250 g左右 . 枝叶生物量采用分级标准枝法测定 , 即将树冠划分为上、中、 下三部份
(三级 ) , 在每部份中选取平均基径与平均枝长的标准枝 , 分离枝上的叶 , 称枝、 叶鲜重 , 然后按标准枝
的上、 中、 下部位分别随机采样 250 g左右带回实验室测定 .
叶面积测定: 厚荚相思叶面积采用叶面积仪测定 , 木麻黄 , 湿地松叶面积分别按照圆柱体和椭圆柱
体来计算其表面积 [11 ] , 计算公式如下 .
S木 = πDL ( 1)
S湿 = {π〔1. 5(a+ b )-(ab) 1 /2〕+ 4b }L ( 2)
式中: S为针叶的表面积 ; D为木麻黄叶中央直径 ; a为湿地松 1个针叶的中央厚度 ; b为湿地松叶中央
宽度的一半 ; L为针叶的长度 .
2　结果与分析
2. 1　林分生长状况
不同类型林分中 , 混交林生长比纯林好 (表 1) . 其中 , 厚荚相思和木麻黄的混交林长势最好 , 厚荚相
思的胸径、 树高、 单株材积达到最大 , 分别为 22. 70 cm、 18. 40 m、 0. 346 0 m3 , 比厚荚相思纯林增加
10. 2% 、 7. 0%和 28. 2% . 其次是湿地松木麻黄混交林 , 其湿地松胸径 10. 2 cm树高 6. 82 m、 单株材积
0. 028 8 m
3
; 木麻黄胸径 13. 0 cm树高 10. 4 m , 单株材积 0. 065 7 m3 ; 分别比湿地松纯林和木麻黄纯林
增加 6. 8% 、 4. 3%、 10. 8%和 96. 4% 、 36. 8%、 359. 4% . 蓄积量中以厚荚相思木麻黄混交林最大 , 达到
217. 17 m
3· hm- 2 . 其次是厚荚相思纯林 , 为 197. 84 m3· hm- 2 , 第三为湿地松木麻黄混交林 , 为
76. 96 m
3· hm- 2 ,最差的是木麻黄纯林为 40. 90 m3· hm- 2. 可见 ,选择适宜树种混交能促进林分生长 ,充
分利用林地资源和生态资源 . 另外 , 不论是纯林 , 还是混交林中 , 厚荚相思的胸径、 树高均好于湿地松、
木麻黄 , 说明在同等立地条件下 , 厚荚相思的生长最快 .
表 1　 12年生厚荚相思木麻黄混交林分生长状况
Table 1　 Th e g row th in tw elve-year-old mixed forest s
林分类型 树　　种 现有密度
/株· hm- 2
平均胸径
/cm
平均树高
/m
平均单株材积
/m3
林分蓄积量
/m3· hm- 2
厚荚相思木麻 厚荚相思 　 600 　　 22. 70 　　 18. 40 0. 346 0 　　　 207. 60
黄混交林 木麻黄 1 075 5. 57 6. 45 0. 008 9 9. 57
合　　计 1 675 217. 17
湿地松木麻黄 湿地松 1 000 10. 20 6. 82 0. 028 8 28. 80
混交林 木麻黄 　 733 13. 00 10. 40 0. 065 7 48. 16
合　　计 1 733 76. 96
湿地松纯林 湿地松 2 400 9. 55 6. 54 0. 026 0 62. 4
厚荚相思纯林 厚荚相思 　 733 20. 60 17. 20 0. 269 9 197. 84
木麻黄纯林 木麻黄 2 860 6. 62 7. 60 0. 014 3 40. 90
237第 3期　　　　　　　　　　　吴锡麟: 厚荚相思木麻黄混交林分结构和生物量的研究
图 1　厚荚相思木麻黄混交林地上部分生物量
垂直分布 (以 2 m为一区分段 )
Fig ure 1　 Biomass vertical st ructu re of averag e t ree in the
mix eds tand of A . crassicarp a×C. equset ifol ia
2. 2　林分结构分布格局
2. 2. 1　林分地上部分空间分布　林冠结构的成层
性是决定林木利用光能 , 促进林分高产的一个重
要条件 . 厚荚相思是宽冠型速生阔叶树种 ,在与木
麻黄混交林中 ,造林前 3 a两者的生长并未表现出
明显的差异 , 4 a后 , 由于厚荚相思的生长快于木
麻黄 [ 9, 12] , 使得混交林的林冠结构分层逐渐明显 ,
厚荚相思成为优势树种 . 厚荚相思的枝叶主要集
中在 13. 5～ 18. 0 m(图 1) ,其枝叶量占总枝叶量的
77. 7% , 而木麻黄的枝叶量主要集中在 3. 3～ 6. 0
m , 其枝叶量占总枝叶量的 78. 6% . 可见 , 厚荚相
思的主要枝叶层高于木麻黄 . 林木冠幅的大小决
定着林分光合作用功能及其同化物质的分配 , 也
决定着林分防风效能的发挥 . 由表 2知 ,厚荚相思
的平均冠幅最大均在 5 m以上 ,其次是湿地松 ,冠
幅在 3. 0～ 3. 5 m,最小的是木麻黄 ,冠幅在 2～ 3 m
之间 . 相对冠长是树冠长度与树高之间的比例关系 , 与防护林的防风效能密切相关 , 木麻黄的相对冠长
较大 , 均大于 0. 65, 厚荚相思和湿地松的相对冠长较小 , 均小于 0. 5, 特别是厚荚相思与木麻黄混交林
分地上部分结构比纯林更有利于林分的光合作用和林分防护效能的发挥 .
表 2　 12年生不同林分地上部分、 地下部分空间利用
Table 2　 The vertical di st ribu tion in di f feren t mix ed forest s of tw elv e-year-old
林分类型 树　　种 平均冠幅
/m
枝下高
/m
相对
冠长
根幅 /m
东西 南北
根系密集分布
范围 /cm
根深
/m
净同化率
g· hm- 2· a- 1
叶面积
指数
厚荚相思和 厚荚相思 5. 5 9. 63 0. 48 7. 4 8. 0 10～ 40 0. 70 　　　 190. 43 4. 18
木麻黄混交林 木麻黄 2. 0 2. 18 0. 66 8. 2 8. 6 10～ 20 0. 50 38. 33 1. 80
湿地松和 湿地松 3. 5 3. 95 0. 42 4. 1 3. 8 10～ 30 1. 15 25. 97 4. 68
木麻黄混交林 木麻黄 3. 5 2. 91 0. 72 8. 7 9. 2 10～ 20 0. 65 32. 79 8. 63
湿地松纯林 湿地松 3. 1 3. 83 0. 41 4. 3 4. 1 10～ 30 1. 20 32. 09 13. 10
厚荚相思纯林 厚荚相思 5. 1 9. 26 0. 46 7. 0 7. 6 10～ 40 0. 66 190. 09 4. 64
木麻黄纯林 木麻黄 2. 1 1. 70 0. 78 7. 6 8. 5 10～ 20 0. 62 54. 61 4. 01
2. 2. 2　林分地下部分空间分布　林木根系的发育、 数量及分布范围大小是反映林木营养吸收空间的大
小 , 影响林分生物量大小和水土保持、 防风固沙功能的发挥 . 由表 2及表 3可知 , 混交林中 , 厚荚相思
的根系分布较木麻黄深 ,其根系垂直方向上根幅为 0. 70 m ,是木麻黄的 1. 4倍 ,根密集范围在 10～ 40 cm ,
而木麻黄根密集范围在 10～ 20 cm , 在水平方向上木麻黄根系分布则比厚荚相思的广 , 其根幅达 8. 4 m ,
是厚荚相思的 1. 1倍 . 湿地松根系水平分布约 4 m , 但在垂直方向上深达 1. 1 m以上 .
混交林根系的水平分布明显比根系的垂直分布广 . 厚荚相思的根冠达 7. 7 m, 是其冠幅的 1. 4倍 .
木麻黄的根冠达 8. 4 m, 是其冠幅的 4. 2倍 , 水平根系与垂直根系长度之比 , 木麻黄为 16. 8大于厚荚相
思的 11. 0. 说明混交林中木麻黄的水平根系分布比厚荚相思更广 . 厚荚相思和木麻黄根系在水平和垂直
方向上分布的差异 , 使二者混交的林分地下营养吸收空间更大、 更合理 .
2. 3　林分生物量
2. 3. 1　林分净生产量　净生产量是植物在单位时间内扣除呼吸作用消耗所生产的有机物质 . 在 5种林
分类型中 , 厚荚相思木麻黄混交林的总生物量和平均生产量最高 (表 3) , 分别达 151. 85 t /hm2和
12. 65 t /( hm
2· a)其它依次为厚荚相思纯林、 湿地松木麻黄混交林、 湿地松纯林和木麻黄纯林 , 分别为
148. 90 t /hm
2 , 12. 41t / ( hm
2· a) ; 108. 34 t /hm2 , 9. 03 t / (hm2· a ) ; 106. 99 t /hm2 , 8. 92 t / (hm2· a )和
52. 65 t /hm
2 , 4. 39 t / ( hm
2· a) .
不同林分生物量中均表现出地上部分生物量大于地下部分生物量 , 地上部分又表现出干> 枝> 叶 .
238 福　建　林　学　院　学　报　　　　　　　　　　　　　　　　　第 23卷
以厚荚相思木麻黄混交林为例 , 地上部分生物量占总生物量 81. 4% , 而干、 枝、 叶生物量分别占地上部
分的 84. 0%、 8. 9%和 7. 1% .
表 3　 12年生厚荚相思木麻黄混交林生物量和生产力
Table 3　 The biomass and productivi ty of dif f erent mix ed fores ts of tw elve-year-old
林分类型 树　　种 地上部分 /t· hm
- 2
合计 干 枝 叶
地下部分 /t· hm- 2
合计 根桩 细根 粗根
林分总生物量
/t· hm- 2
厚荚相思木麻 厚荚相思 　 110. 27　 95. 50 　 8. 93 　 5. 84 　 24. 02 　 15. 33 　 1. 92 　 6. 77 　　 134. 29
黄混交林 木麻黄 13. 32 8. 26 2. 09 2. 97 4. 24 2. 74 0. 38 1. 12 17. 56
合计 123. 59 103. 76 11. 02 8. 81 28. 26 18. 07 2. 30 7. 89 151. 85
湿地松木麻黄 湿地松 22. 63 14. 47 3. 41 4. 75 5. 16 4. 59 2. 20 6. 67 27. 78
混交林 木麻黄 65. 09 33. 96 17. 20 13. 93 15. 47 8. 74 1. 71 5. 02 80. 56
合　　计 87. 72 48. 43 20. 62 18. 68 20. 63 13. 33 3. 91 11. 69 108. 34
湿地松纯林 湿地松 77. 12 50. 27 13. 45 13. 41 47. 10 20. 04 6. 71 20. 35 106. 99
厚荚相思纯林 厚荚相思 122. 26 105. 88 9. 90 6. 48 26. 64 17. 00 2. 12 7. 52 148. 90
木麻黄纯林 木麻黄 36. 70 26. 30 6. 39 4. 01 15. 95 6. 38 2. 43 7. 14 52. 65
2. 3. 2　叶面积和叶净同化率分配　林分生物量的增长主要是通过树叶进行光合作用 , 积累有机物质的结
果 ,因而叶量和叶面积指数对林分生产力有很大影响 ,由表 3可看出 , 混交林的叶面积指数比相应树种纯林
的叶面积指数大 , 混交林的生物量和叶的净同化率相应也大 . 可见 , 混交林比纯林有更高的生产效率 .
3　小结与讨论
适宜树种的混交能促进林分的生长 ,提高林地的生产力 , 5种类型林分中 ,厚荚相思木麻黄混交林生
长最好 , 厚荚相思的胸径、 树高、 单株材积达到最大 , 分别为 22. 7 cm、 18. 40 m、 0. 346 0 m3 . 厚荚相思
木麻黄混交林冠层结构成层性较其它林分更合理 , 形成明显的复层林结构 , 同时二者根系在水平和垂直
方向上的分布范围和数量以及根密集层深度不同 , 使得厚荚相思与木麻黄混交林比其它林分更有利于林
分的光合作用和林分防护效能的发挥 .
在 5种林分类型中 , 厚荚相思木麻黄混交林的总生物量和平均生产量最高 , 分别达 151. 85 t /hm2和
12. 65t /( hm2· a) , 地上部分生物量占总生物量 81. 4% , 而干、 枝、 叶生物量分别占地上部分的 84. 0%、
8. 9%和 7. 1% . 厚荚相思木麻黄混交林的叶面积指数和叶净同化率都比厚荚相思和木麻黄纯林更大 , 说
明混交林比纯林有更高的生产效率 .
试验选择的林分均为 12年生 , 不同林分所表现出生长和产量的差异明显 ,厚荚相思木麻黄混交林的
生长优势能否保持到防护成熟期 , 有待于今后进一步研究 .
综上所述 , 厚荚相思的生长较湿地松和木麻黄生长快 , 可作为滨海沙地优良的防护树种 . 虽然厚荚
相思纯林的总生物量和平均生产量也比较高 ,但纯林会带来地力衰退、容易风倒和发生病虫害等弊端 ,所
以应以厚荚相思和木麻黄混交林为主要造林模式 , 加强混交林分结构调控和水肥管理 , 造林初期适当密
植 , 在林分郁闭后 , 通过人工间伐手段 , 调整林分密度 , 优化林分结构 , 提高混交林生物产量和林地生
产力 , 充分发挥混交林的生态防护作用 .
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(责任编校: 卢凤美 )
239第 3期　　　　　　　　　　　吴锡麟: 厚荚相思木麻黄混交林分结构和生物量的研究