全 文 ：作者简介:朱少木(1966 －) ，男，福建沙县人，林业工程师，主要从事森林培育、资源调查与评估。 收稿日期:2012 － 06 － 25
杉木深山含笑混交林分生物量结构研究
朱 少 木
(沙县林业局，福建沙县 365500)
摘 要:研究 16a生杉木和深山含笑(3∶ 1)混交林生物量结构。结果表明:杉木生物量在各器官的分配比例为干 ＞根
＞叶 ＞枝，深山含笑生物量在各器官的分配比例为干 ＞根 ＞枝 ＞叶。16a 生杉木深山含笑混交林中杉木平均木生物
量中干、根生物量高于杉木纯林平均木;枝、叶生物量低于杉木纯林平均木。杉木深山含笑(3∶ 1)混交林其杉木枝叶
主要分布在 5、6、7 层，占总枝叶量的 84． 9 %，叶量占总叶量的 81． 5%;而混交林中深山含笑枝叶主要分布在 3、4 两
层，占总枝叶量 81． 1%，叶量占总叶量的 83． 3%，混交林中深山含笑 0 ～ 40cm细根占细根总量的 8． 3%，40 ～ 80cm细
根占细根总量的 83． 3%，细根主要分布在 40cm以下;混交林中杉木细根密集分布在 0 ～ 40cm，混交林中杉木与深山
含笑地下根系分布有明显的层次性。杉木深山含笑混交(3∶ 1)具有良好的林分结构，合理地利用了地上、地下的空
间。尤其是深山含笑枯枝落叶多，易分解，系深根性树种，能够维持和提高林地地力，有利于人工林的可持续经营，是
一种较好的混交组合。
关键词:杉木;深山含笑;混交林;生物量结构
中图分类号 S791. 27 文献标识码 A 文章编号 1007 － 7731(2012)13 － 121 － 03
福建沙县是杉木(Cunninghamia lanceolata)中心产
区，杉木生长快、材性好、单产高，深受当地林农的喜爱，经
营历史悠久，且广为种植，多为人工纯林。出现连栽甚至
多代连栽现象。由于连栽导致了人工林地力衰退，已严重
影响到人工林的可持续经营［1 － 3］。导致杉木人工林地力
衰退的原因很多，如一般针叶树种的落叶量较少，针叶所
含灰分也比较缺乏，而且分解比较困难，在枯枝落叶层积
累，形成酸性的粗腐殖质，是引起地力衰退的主要原因［4］。
因此要维持和提高林地地力，首先在于提高林分枯枝落叶
量，并促进其腐殖质化和腐殖质分解。有研究表明:深山
含笑与杉木混交具有良好的培肥土壤的能力［5］。
深山含笑(Michlia maudiae)是中热带地区乡土树种，
系木兰科含笑属树种，为优良的建筑、家具用材，在药用、
香料方面具有开发价值［6］。树形状丽、幽雅，花大、美观，
也是优良的观赏树种［7］。深山含笑生长特性、生物学特
性、育苗造林［8 － 10］已有研究，杉木深山含笑混交林土壤肥
力也有过报道［5］。但杉木深山含笑混交林生物量结构特
征研究尚未见过报道。
鉴于此，2010年笔者从 1996 年营造的杉木深山含笑
混交林中选择杉木深山含笑(3∶ 1)混交林进行了林分生
长与生物量结构的测定与分析，旨在为营造杉木深山含笑
混交林，促进杉木生长，保护珍贵阔叶树，维护地力提供理
论和实践依据。
1 试验地概况
试验地位于沙县(26°6 ～ 26°46N，117°32 ～ 118°6
E)高桥镇四号桥 8林班 2 大班 12小班。属中亚热带季风
气候，年平均气温 15. 7 ～ 19. 6℃，最冷月平均气温 7. 2℃，
最热月平均气温 26. 4℃，极端最高温度 40. 3℃，极端最低
温度 － 9. 0℃，＞ 10℃积温 5118. 2℃，霜期 86 ～ 98d，实际
霜日 23 ～ 27d。试验地海拔高 320 ～ 450m，坡度 20°左右。
土壤为砂页岩发育的山地红壤，土层厚 80cm以上，质地为
中壤，立地条件中等偏上。前茬为杉木，主要植被以丝茅、
山苍子、中华里白、五节芒为主。1995 年皆伐后，当年秋
季劈草炼山，块状(60cm × 60cm × 40cm)整地，混交林、杉
木纯林，造林密度 3090 株 /hm2。主要处理为杉木纯林、3
∶ 1、2∶ 1 和 1∶ 1杉木深山含笑混交林。幼林郁闭前，每年进
行 2次除草抚育，2006 年进行间伐 1 次，间伐量 25%(按
株数计) ，杉木、深山含笑按照原比例间伐，保持原有混交
比例。
2 调查研究方法
2. 1 试验设计 在原有试验林中建立标准地，标准地面
积 20m × 30m。每种林分共建立 3个标准地。在标准地内
进行生长状况调查，选择林分立木材积较大，混交比例为
3∶ 1 的杉木深山含笑混交林为生物量测定的重点，以杉木
纯林为对照(ck)。
2. 2 调查研究方法 在标准地内调查土壤、植被，每木测
定胸径，逢 3测定树高、自然整枝高度，冠幅等测树因子。
采用公式(1) (2)分别计算深山含笑、杉木立木材积
V = 0. 00005276D1. 882161H1. 009317 (1)
V = 0. 00005806D1. 955335 H0. 894033 (2)
在各小区内分别选择标准木，标准木以平均胸径为
准，标准木胸径与林分平均值误差在 5%范围内，混交林
121安徽农学通报，Anhui Agri. Sci. Bull. 2012，18(13)
DOI:10.16377/j.cnki.issn1007-7731.2012.13.082
杉木、深山含笑为相邻林木。按 Monsi分层切割法(2m 为
1区分段)测定每一标准木干材、树皮、枝、叶、根鲜重，随
机抽取 30% 样品带回室内测定含水量，计算各器官生
物量。
根采用撩壕干掘法测定标准木根系，以标准木伐桩为
中心，由内向外逐层(20cm为 1层)掘出土壤，使整个根系
暴露，先测定根系的垂直和水平分布范围，然后按骨骼根
(d ＞ 3cm)、粗根(2cm ＜ d≤3cm)、侧根(1cm ＜ d≤2cm)和
细根(d≤1cm)分别称重，带回室内测定含水量，计算各级
根系干重。
灌木层、草本层生物量及枯枝落叶层现存量测定在各
自标准地中，按对角线分别设置 5 个 1m × 1m 的小样方，
采用样方收获法测定下木层生物量，分别收集样方内全部
灌木层、草木层凋落物层，称重后带回室内，取部分样品测
定含水量。
3 结果与分析
3. 1 不同林分生长情况 表 1是杉木深山含笑 3∶ 1 混交
林与杉木纯林生长状况。从表 1 中可以看出:混交林中杉
木平均胸径、平均树高分别为 16. 2cm和 14. 5m，与杉木纯
林相比，平均胸径、平均树高分别增加 14. 9%和 19. 8%，
在混交林中深山含笑平均胸径、平均树高分别为 13. 1cm
和 10. 7m，混交林杉木枝下高比杉木纯林增加 48. 0%，冠
幅增加 16. 7% ，混交林立木材积 322. 4653m3 /hm2，比杉
木纯林增加 54. 5%。表明杉木深山含笑混交后林分结构
的形成有利于杉木生长，提高了林分产量。这与混交林中
深山含笑枯枝落叶多，分解较快，改善了土壤肥力有关，也
与深山含笑系主根性树种，可以从土壤深层吸收养分，而
通过枯枝落叶回归土壤表面，加速了营养物质循环。说明
杉木深山含笑 3∶ 1混交是一种比较好的混交组合。
表 1 16a生杉木深山含笑混交林生长情况
林 分
类 型
树种
现存株数
(株 /hm2)
平均胸径
(cm )
平均树高
(m)
枝下高
(m)
平均冠幅
(m)
林分蓄积量
(m3 /hm2)
混交林
(3∶ 1)
杉木 1935 16. 2 14. 5 7. 4 2. 8 284. 3586
深山含笑 521 13. 1 10. 7 2. 3 2. 1 38. 1067
纯 林 杉木 2190 14. 1 12. 1 5. 0 2. 4 208. 6773
注:表中数值为 3 块标准地的平均值。
3. 2 林分生物量及其分配 生物量和生产力作为生态系
统中积累的植物有机物总量，是整个生态系统运行的能量
基础和营养物质来源。表 2是林分生物量及其分配情况。
从表 2 中可以看出，杉木深山含笑混交林和杉木纯林 2 种
林分比较，林分生物量以杉木深山含笑混交林为高，达
191. 20t /hm2，杉木纯林 173. 53t /hm2，前者比后者增
加 10. 2%。
2 种林分生物量在林分各层次的分配比例均以乔木
层为最高，混交林和杉木纯林中乔木层生物量分别占了林
分总生物量的 98. 1%和 98. 7%，灌木层其次，草木层最
少，表明乔木层是林分的主体，占了林分生物量的大部分。
表 2 混交林及其杉木纯林林分生物量分配(16a生)(t /hm2)
林分类型
乔木层 林下植被层
杉木 深山含笑 小计 灌木层 草本层
合计
混交林 173. 06 14. 53 187. 59 2. 34 1. 27 191. 20
杉木纯林 171. 36 171. 36 1. 39 0. 78 173. 53
3. 3 乔木层生物量与空间分布
3. 3. 1 混交林平均木生物量分配 从表 3 可以看出:16a
生杉木深山含笑混交林中杉木平均木生物量为 87. 56kg，
其生物量在各器官的分配比例为树干 59. 42 kg，占
67. 9%;树枝 4. 41 kg，占 5. 0%;叶 5. 35kg，占 6. 1%;根系
18. 38 kg，占 21. 0%。干、根生物量高于杉木纯林平均木，
枝、叶生物量低于杉木纯林平均木。说明混交林林分结构
对杉木主产品的生物量积累有利。在混交林中深山含笑
平均木生物量为 26. 44 kg，其生物量在各器官的分配比例
为树干 17. 48kg ，占 66. 1%;树枝 3. 01kg ，占 11. 4%;叶
1. 74kg，占 6. 6%;根系 4. 21 kg ，占 15. 9%。干生物量最
高。杉木生物量在各器官的分配比例为干 ＞根 ＞叶 ＞枝，
深山含笑生物量在各器官的分配比例为干 ＞根 ＞枝 ＞叶。
杉木和深山含笑都是以干为主要产品的用材树种，混交林
平均木生物量分配提高了林分的经济价值。
表 3 乔木层平均木生长量及其分配(16a生)(kg /株)
林分类型 树种 干 枝 叶 地上部分 根系 合计
混交林
杉木 59. 42 4. 41 5. 35 69. 18 18. 38 87. 56
深山含笑 17. 48 3. 01 1. 74 22. 23 4. 21 26. 44
纯 林 杉 木 46. 26 6. 02 7. 26 59. 54 17. 29 76. 83
3. 3. 2 地上部分空间分布 生物量结构是否合理，直接
影响林分对光能的利用率及对土壤营养与水肥的吸收状
况，从而影响林分生产力。林冠的呈层合理分布，能够充
分利用光能，促进林分高产。从林分平均木生物量的空间
垂直分布上分析(表 4、5) ，经过 16a 的生长，杉木生长高
于深山含笑，其杉木枝叶主要分布在 5、6、7 层，占总枝叶
量的 84. 9 %，叶量占总叶量的 81. 5%，而混交林中深山含
笑枝叶主要分布在 3、4 两层，占总枝叶量 81. 1%，叶量占
总叶量的 83. 3%。由此可见，杉木深山含笑混交林冠层
分布层次明显，分布比较合理，但仍有交错竞争。深山含
笑长期系统发育在低山地带，形成了较耐荫的生物学特
性。在丘陵地栽培，位于上层的杉木冠层为其起到上方庇
荫和侧方庇荫作用，为深山含笑的生长发育提供了良好的
生长环境。
表 4 混交林中杉木平均木生物量的垂直分布(kg /株)
地上部分 地下部分
层次
(m)
干 枝 叶
层次
(cm)
骨骼根 粗根 侧根 细根
0 ～ 2 17. 29 0 ～ 20 4. 61 1. 42 0. 77 2. 12
2 ～ 4 14. 06 20 ～ 40 3. 78 0. 89 0. 82 1. 93
4 ～ 6 11. 08 ＞ 40 1. 74 0. 10 0. 09 0. 31
6 ～ 8 8. 12 0. 002 0. 002
10 ～ 12 2. 73 1. 60 2. 06
12 ～ 14 0. 71 1. 18 1. 56
＞ 14 0. 17 0. 28 0. 59
221 安徽农学通报，Anhui Agri. Sci. Bull. 2012，18(13)
表 5 混交林中深山含笑平均木生物量的垂直分布(kg /株)
地上部分 地下部分
层次
(m)
干 枝 叶
层次
(cm)
骨骼根 粗根 侧根 细根
0 ～ 2 5. 77 0 ～ 20 0. 43 0. 89 0. 18
2 ～ 4 4. 36 0. 31 0. 10 20 ～ 40 0. 29 0. 60 0. 34 0. 02
4 ～ 6 3. 19 1. 32 1. 13 40 ～ 60 0. 20 0. 36 0. 23 0. 12
6 ～ 8 2. 57 1. 08 0. 32 60 ～ 80 0. 15 0. 08 0. 13 0. 08
＞ 8 1. 55 0. 3 0. 19 ＞ 80 0. 09 0. 01 0. 01 0. 02
3. 3. 3 地下部分空间分布 杉木深山含笑混交地下部分
的合理分布和协调关系也是混交林造林成功的关键。混
交林中深山含笑主根发达，垂直分布达 1. 08m，根系水平
根幅长达 4. 6 m，为冠幅的 2. 2 倍。混交林中杉木侧须根
发达，主根不明显，根系水平根幅为 3. 1m，为冠幅的 1. 1
倍，垂直深度达 56cm。无论是水平分布，还是垂直分布深
山含笑都比杉木深广。2 树种根系有互相穿插、交叉现
象，表明深山含笑和杉木根系存在一定的协调性，扩大各
自根系分布空间，更充分地利用地力。深山含笑根系可以
从较深土层中吸收营养物质，而通过枯枝落叶回归林地表
面，为杉木生长提供了营养物质，有利于维持地力。
混交林深山含笑根系生物量 4. 21kg。从不同根系分
布上分析(表 5) :0 ～ 40cm，骨骼根 0. 72 kg，粗根 1. 49 kg，
侧根 0. 52 kg，细根 0. 02 kg;0 ～ 40cm 细根占细根总量的
8. 3%;40 ～ 80cm，骨骼根 0. 35 kg，粗根 0. 44 kg，侧根 0. 36
kg，细根 0. 20 kg;40 ～ 80cm 细根占细根总量的 83. 3%。
由此可见，深山含笑细根主要分布在 40cm以下，而混交林
中杉木细根密集分布在 0 ～ 40cm，表明混交林地下根系分
布也有明显的层次性，是较好的混交组合。
4 小结
(1)16a生杉木深山含笑(3∶ 1)混交林生长状况良好，
有利于干材生物量的形成。研究结果表明:16a 生杉木深
山含笑混交林中杉木平均木生物量占 67. 9%，树枝占
5. 0%;叶占 6. 1%;根系占 21. 0%。干、根生物量高于杉
木纯林平均木，枝、叶生物量低于杉木纯林平均木。混交
林林分结构对杉木主产品的生物量积累有利。杉木生物
量在各器官的分配比例为干 ＞根 ＞叶 ＞枝，深山含笑生物
量在各器官的分配比例为干 ＞根 ＞枝 ＞叶。杉木和深山
含笑都是以干为主要产品的用材树种，混交林平均木生物
量分配提高了林分的经济价值。
(2)杉木深山含笑(3∶ 1)混交林生物量结构合理。混
交林其杉木枝叶主要分布在 5、6、7 层，占总枝叶量的
84. 9%，叶量占总叶量的 81. 5%，而混交林中深山含笑枝
叶主要分布在 3、4 两层，占总枝叶量 81. 1%，叶量占总叶
量的 83. 3%。混交林中深山含笑 0 ～ 40cm 细根占细根总
量的 8. 3%，40 ～ 80cm细根占细根总量的 83. 3%。深山含
笑细根主要分布在 40cm 以下，混交林中杉木细根密集分
布在 0 ～ 40cm，混交林地下根系分布也有明显的层次性。
混交林生物量分布层次明显，能够合理利用营养空间，提
高林木产量。
(3)16a生杉木深山含笑混交(3∶ 1)具有良好的林分
结构，合理地利用了地上、地下的空间，提高了林地生产
力，是一种较好的混交组合。
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(责编:施婷婷
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图包括曲线图、构造图、示意图、图解、框图、流程图、记录图、布置图、地图、照片、图版等。图应具有“自明性”，即
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32118 卷 13 期 朱少木 杉木深山含笑混交林分生物量结构研究