全 文 ：第 24 卷 第 11 期 干 旱 区 资 源 与 环 境 Vol． 24 No． 11
2010 年 11 月 Journal of Arid Land Resources and Environment Nov． 2010
文章编号:1003 － 7578(2010)11 － 144 － 07
半干旱典型草原区白榆防护林的密度与生物量试验
*
王玉魁1，2，杨文斌3，4，卢琦3，褚建民3，曹燕丽3，崔向慧3，王立兵3，高旭彪5
(1．北京林业大学水土保持学院 北京 100083;2．国家林业局泡桐研究开发中心 郑州 450003;
3．中国林业科学研究院林业新技术研究所 /林业研究所 /国家林业局林木培育重点实验室 /中国防治荒漠化研究与发展中心 北京 100091;
4．内蒙古林业科学研究院 呼和浩特 010010;5．国家水利部水土保持评估中心 北京 100080;)
提 要:白榆是典型草原区的乡土树种。在内蒙古四子王旗，通过对典型草原区人工营造的 30a 的白榆
草牧场防护林及其与林下草本植被生物量的调查，初步得出如下结果:1)密度(d)与标准木的叶量、材积量、胸
径存在如下关系:y = A × Bd 的指数关系;当 200 株 /hm2 密度时，白榆防护林生物量最大，＞ 1000 株 /hm2 后出
现严重衰退。2)密度 ＞ 1000 株 /hm2 后，造林 8a后林木的正常生长受到制约，＞ 400 株 /hm2 后 15a 受到制约，
而密度在 200 株 /hm2左右时，30a时，标准木的胸径和材积生长量与孤立木的差距小于 10%。3)白榆防护林
年总生长物量是对照草地的 3 ～ 4． 5 倍，其中叶量约占总生物量的 92% ～77%，密度在 200 株 /hm2左右最大;林
下草本植被的生物量低于对照草地 61% ～92%，密度为 200 株 /hm2左右的白榆防护林单位面积木材蓄积量最
大。4)白榆防护林林边行木的叶量和材积量比林内高 152． 52% ～ 162． 0%和 28． 8 ～ 81． 7%，1050 株 /hm2 的边
行木的胸径和材积生长量分别比 2100 株 /hm2 的高 41． 2%和 118． 1%。
关 键 词:典型草原区;白榆;密度;生物量
中图分类号:S727． 2 文献标识码:A
近年来，草原林业受到国内外相关学者的极大关注［1 － 3］，成为我国林业生态建设中的焦点。而我国半
干旱草原区是近代荒漠化严重发生区，治理该区退化、沙化草地是目前生态建设的核心任务。因此，研究
人工促进快速治理沙化草地、修复退化植被的技术与理论，探讨草原区能否造林及其意义成为急需明确的
问题。
在我国中纬度温带草原地区，白榆(Ulmus pumila)是自然分布的重要树种之一;一般是以稀疏状态镶
嵌在草地和沙地中，覆盖度在 15%以下，与沙生灌木、半灌木和草本植被形成复合景观［4，5］，林学上称为榆
树疏林［6，7］，这是一个符合水量平衡的稳定的乔木疏林系统。白榆是本地的乡土树种［8］，经受了第四纪漫
长的自然条件变化的考验和选择，具有喜光、耐寒、耐旱的特征，能够在年降雨量不足 200mm 的地区正常
生长、开花结实;种子发芽率高，能够形成大量的一年生幼苗［9，10］;
回顾近 50 年的干旱半干旱区草原造林的生产实践:解放初期，我们在造林密度大生态效益大的理论
指导下，营造了大密度的人工白榆林，结果出现了大面积的小老树林和部分林分成片死亡的现象，走了
不少弯路;80 年代未，学术界开始认识到造林密度［11，12］成为半干旱区雨养条件下人工林能否正常生长和
林分稳定持续发展的关键技术，并开始在生产中降低造林密度，探索合理配置的试验，收到了较好的效果，
但系统地研究半干旱草原区雨养条件下榆树防护林密度、配置格局的文献尚属少见［13，14］。榆树属于长寿
命的阔叶树种，而 30a的草原人工防护林非常罕见［3］，文中拟通过对 20 世纪 70 年代中期在典型草原区营
造的 30a的白榆人工林，研究不同密度、配置格局的草牧场防护林的林分特征、生长过程及其与防护范围
内草原植被的生产力和生物多样性关系，结合相关生态因子的分析，研究半干旱草原区人工防护林的适宜
性和生态经济效益，为正确评价草原人工林的功与过，探讨榆树防护林的合理密度和优化配置结构，为治
理沙化草地，提高防护林本身的经济效益和防护区草原植被生产力和生物多样性提供科学依据。
* 收稿日期:2009 － 8 － 3。
基金项目:国家自然科学基金(30660155) ，国家科技支撑项目(2006BAD26B01 和 2007BAD46B07)资助。
作者简介:王玉魁(1962 －) ，男，内蒙古锡盟人，博士，研究员，从事荒漠化防治及植物抗逆生理研究。
通讯作者:杨文斌(1959 －) ，男，博士，研究员，博士生导师。主要研究方向:生态学与沙漠化防治。 E － mail:nmlkyywb@ 163． com
DOI:10.13448/j.cnki.jalre.2010.11.028
1 研究区域概况
研究区位于内蒙古自治区乌兰察布市四子王旗王府苏木境内。地理位置北纬 41°40，东经 111°34，
海拔高度为 1400m。该区地处阴山北麓，北与蒙古国接壤，南至阴山山地，东接锡林郭勒草原，西联包头市
达茂旗，是乌兰察布草原的主体。海拔在 1000 ～ 2100 m间，地形以丘陵为主，并有少量河谷洼地、丘间盆
地相组合。
研究区位于温带半干旱气候区，根据乌兰花气象站(1971 ～ 2005 年)资料:年平均温度为 3． 5℃(变化
区间为 2． 5 ～ 5． 5℃)，年降水量为 310mm(变化区间为 200 ～ 420mm)，年蒸发量为 2100mm(变化区间为
1900 － 2600mm)，年平均风速 4 ～ 5m /s，大于或等于 8 级以上大风日数为 50d。
该区属于典型草原区，以羊草(Leymus chinensis)为建群种，常见植物种有冷蒿(Artemisia frigida)、针茅
(Stipa capillata)、尖头叶藜(Chenopodium acuminatum)、猪毛菜(Salsola collina)、刺藜(Chenopodium arista-
tum)、鹤虱(Fructus Carpesii)、糙隐子草(Cleistogenes squarrosa)等。
土壤类型主要为棕钙土或栗钙土，土壤有机质平均含量为 1% ～3%，地下水埋深在 5m以上。
2 研究方法
(1)文中研究针对 20 世纪 70 年代在内蒙古四子王旗典型草原区营造的白榆人工防护林，在原生植
被以羊草为主的立地类型区，分别选择密度为 210、420、1120、1850(株 /hm2)的片林、密度为 1020 株 /hm2
(12 行)和 2100 株 /hm2(19 行)的林带和白榆孤立木(周围 15m之内没有树木或小于 50 株 /hm2，下同)为
研究对象。
(2)每个密度确定 3 个标准地。林带最外侧一行(称为边行木)为边行标准地，不同立地部位的孤立
木每个立地部位确定一个标准地;标准地每木调查株数控制在 20 ～ 80 株(边行样地在 20 ～ 30 株之间);采
用标准地每木检尺法(孟宪宇，1995)进行白榆林的胸径、株高、冠幅测定;平均标准木解析法研究标准木
胸径、株高和材积的生长过程，并采用称重法测定标准木地上各部分的生物量，每个标准地选取 3 个平均
标准木进行解析。
(3)在每个标准地内及其林分外侧距林缘 0m，10m，20m，30m，40m，50m 和 100m，150m，200m，300m，
400m处，分别选择 3 个样方，样方面积为 1 × 1(m)，调查林下和林外不同距离(或部位)草本植被的高度、
盖度、种类组成、频度和地上部生物量，部分样地进行了地下根系生物调查。
(4)85℃烘干法测定白榆和草本植物各部分的含水率。
3 结果与分析
3． 1 不同密度白榆林的林分特征
研究表明:在半干旱区，造林密度过大成为典型草原区人工固沙林衰败、形成小老树的主要原
因［9］。
表 1 不同密度白榆林分平均标准木特征
Tab． 1 The features of Ulmus forest at different density
样地号
林龄
(a)
现存密度株
(hm2)
胸径
(cm)
株高
(m)
杆重
(kg)
枝重
(kg)
叶重
(kg)
杆:枝:叶
0506 37 1850(密度 A) 8． 18 6． 89 10． 04 4． 58 0． 725 1:0． 456:0． 072
060 37 1120(密度 B) 14． 31 7． 50 22． 98 9． 06 1． 21 1:0． 394:0． 088
050604 31 420(密度 C) 15． 01 6． 60 38． 37 17． 76 3． 50 1:0． 463:0． 091
050603 35 210(密度 D) 22． 21 9． 40 70． 16 28． 01 7． 63 1:0． 400:0． 109
050501 28 孤立木 25． 50 8． 63 98． 92 130． 62 22． 37 1:1． 216:0． 219
表 1 是在四子王旗典型草原羊草植被区对不同密度白榆林的调查结果，结果表明:在相同的立地条件
下，同样 30a龄级的林分，密度为 1850 株 /hm2(密度 A)的林分林木长势最差，如以其作为对照，当密度降
低到 1120 株 /hm2(密度 B)时，林分的平均胸径、平均标准木杆、枝、叶的生物量干重分别(比对照)增加了
约 74． 9、128． 9、97． 8 和 177． 2%;密度进一步降低到 420 株 /hm2(密度 C)，林分的平均胸径、平均标准木
杆、枝、叶的生物量干重分别(比对照)增加了约 83． 5、282． 2、287． 8 和 382． 8%;而当密度继续降低到 210
·541·第 11 期 王玉魁等 半干旱典型草原区白榆防护林的密度与生物量试验
株 / hm2(密度D) ，后，林分的平均胸径、平均标准木主杆、枝、叶的生物量干重分别(比对照)增加了约
171． 5、598． 8、511． 6 和 952． 4%;而散生的孤立木的
平均胸径、平均标准木主杆、枝、叶的生物量干重分
别(比对照)增加了约 211． 7、885． 3、2152 和 2985．
5%。可见，随着林分密度的降低，林分的平均胸径、
平均标准木各部分的生物量都显著增大，林分特征
也明显改善，特别是作为固定太阳能的唯一器官 －
叶量，增加非常显著;经统计分析:密度(d)与叶量
(y)、材积量(m)、胸径(h)存在如下关系:y = A ×
Bd 的指数关系。回归方程及其显著性检验(表 2)。
表 2 白榆密度与平均标准木叶量、材积量、
胸径的回归方程
Tab． 2 The regression equation between density and leaf，
volume，DBH of Ulmus pumila
树种 回归方程 相关系数
相对误差
(%)
叶量(y)
材积量(m)
胸径(h)
y = 1180． 70 × D －0． 9729
m = 4． 3579 × D －0． 7559
h = 82． 708 × D －0． 2786
0． 9559＊＊
0． 8773＊＊
0． 9388＊＊
7． 7
6． 2
7． 0
注:＊＊显著水平 0． 01(双尾检验)* 显著水平 0． 05(双尾检验)
分析发现:在 200 ～ 1000 株 /hm2 的范围内，密度的变化导致平均标准木叶量、材积量、胸径的显著变
化，大于 1000 株 /hm2 后，密度严重制约了白榆的正常生长，形成小老树严重或衰败;而小于 200 株 /
hm2，基本上接近天然分布白榆疏林的密度［7］。
图 1 不同密度榆树草原防护林胸径生长过程
Fig． 1 The DBH of different density
of Ulmus pumila shelter belt
3． 2 不同密度白榆林分的胸径生长过程
林分密度首先是对林木的胸径生长
影响较大(图 1)，造林后前 5a 内，密度对
林木的生长基本没有影响，不同密度林分
(包括孤立木)的胸径生长量基本相同，5a
内以后，密度对林木胸径生长的影响逐年
加大，出现了密度越大，林木的胸径生长
量随林龄增大而减小的现象，如以密度 A
为 1850 株 /hm2 的林分为对照(100%)，当
林龄为 10a、20a 和 30a 时，密度 B 降低到
1120 株 /hm2 时，林分平均胸径增加了 14．
39、37． 78 和 46． 94%;密度 C 降低到 420
株 /hm2，林分平均胸径增加了 63． 46、61． 80 和 74． 05%;密度 D 降低到 210 株 /hm2，林分平均胸径增加了
49． 71、103． 07 和 133． 31%。可见，在半干旱区的雨养条件下，白榆造林的密度易小不易大，每公顷在 200
株左右时，进入中龄林后才能充分发挥出白榆速生的优势，能够表现出白榆林分的生物生产力优势。
3． 3 不同密度林分平均标准木材积生长过程
图 2 不同密度榆树草原防护林材积生长过程
Fig． 2 The tree volume increment of different density
of Ulmus pumila shelter belt
林分密度对林分平均标准木单株材
积的生长过程也有显著影响(图 2)，其中
密度 D和孤立木的生长过程基本接近，分
析表明:造林前 5a，密度对林木单株材积
的生长量基本没有影响，不同密度林分单
株材积生长量基本相同，造林 5a 以后，密
度对林木单株材积年生长量的影响逐年
加大，而且随着林分密度减小，林木单株
材积量的年生长量显著增大，如以密度 A
(1850 株 /hm2)的林分为对照(100%)，当
林龄为 10a、20a 和 30a 时，密度降低到密
度 B(1120 株 /hm2)，林分单株材积量增加了 41． 68、128． 95 和 182． 46%;密度降低到密度 C(420 株 /
hm2)，林分单株材积量增加了 307． 74、266． 76 和 293． 44%;密度降低到密度 D(210 株 /hm2)，林分单株材
积量增加了 231． 43、588． 71 和 829． 98%。可见，密度对林分单株材积生长量的影响非常大，且随着林龄增
大，林分密度太大严重制约林木单株材积生长量。
3． 4 不同密度林分单位面积蓄积量累积过程
研究人工造林理论与技术，既要提高防风固沙保护草牧场的效果，获取显著的生态效益;又要提高生
物生产力，获取较高的经济价值。密度降低后，林分能够持续正常生长，稳定性增强了。由图 3 的不同密
·641· 干 旱 区 资 源 与 环 境 第 24 卷
度林分平均标准木的单株材积资料换算成单位面积木材蓄积量后显示:当林龄小于 20a，密度为 1850 株 /
图 3 不同密度榆树草牧场防护林
单位面积材积量生长进程
Fig． 3 The tree volume increment per hectare of
different density of Ulmus pumila shelter belt
hm2 的白榆防护林单位面积木材蓄积量最大，随着密度
降低，单位面积木材蓄积量依次降低，当林龄达到 20a
以上时，密度为 1850 和 1120 株 /hm2 的单位面积木材
蓄积量生长增长率开始降低;而密度为 210 和 420 株 /
hm2 林分的单位面积木材蓄积量开始上升，大约在 30a
时，密度为 210 株 /hm2 白榆防护林的单位面积木材蓄
积量达到最高，420 株 /hm2 林分升到第二，密度为 1120
和 1850 株 /hm2 的分别降到第三和第四。
3． 5 不同密度林分单位面积生产力分析
在草原区，防护林下可以发育良好的草本植被，形
成复层结构，总的生物生产力应该包括当年的防护林
的材积量、叶量和林下草本植被地上部分生物量，对于
30 龄生的不同密度的白榆防护林，不同密度单位面积
白榆防护林的材积量、叶量和林下草本植被地上部分
生物量的变化(图 4)。
图 4 不同密度白榆防护林总生物量的变化
Fig． 4 The biomass of different density
of Ulmus pumila shelter belt
从图 4 可以看到:随着密度的降低，单位面积白榆
防护林的材积量、叶量和林下草本植被地上部分生物
量均有所增加，大约到 210 株 /hm2，白榆防护林的当年
材积量、叶量达到最大，而草本植被的地上部生物量仍
在增大。在地上部当年生各项生物量中，叶量占绝对
优势，随着密度的降低，分别占到总生物量的 82． 78、
93． 29、81． 72、81． 16 和 77． 92%。
2005 年降水偏少，调查的对照原生草地地上部生
物量为 445． 54kg /hm2，而白榆防护林当年的总生物量
(表 3)分别比对照草本植被的地上部生物量高 3 ～ 4． 5
倍之多。林下草本植被的生物量则是随着林分密度从
100、210、420、1120 到 1850 株 /hm2 分别比对照降低约
61． 44、72． 59、77． 44、85． 86 和 92． 82%。
表 3 不同密度白榆防护林当年地上部总生物量(kg)
Tab． 3 The aboveground biomass of different density of Ulmus pumilashelter belt
项目 对照草地
白榆防护林密度(株 /hm2)
100 210 420 1120 1850
生物量 445． 54 1868． 57 1983． 67 1798． 77 1618． 57 1393． 56
百分比(%) 100
3． 6 不同密度林分边行木生长优势分析
在上述林分调查的同时，对 30 龄生的林分密度分别为 2100 和 1050 株 /hm2 的白榆林及其边行林木
的生长优势和生物量进行了调查(表 4)。
表 4 不同密度白榆林林分及其边行林木生长量的比较
Tab． 4 Comparison of growths between height － yield forest and height － yield forest edge in same forest
样本类型
造林密度
(株 /hm2)
林龄
(a)
胸径
(cm)
株高
(m)
冠幅
(m × m)
材积量
(m3 /株)
枝重
(kg)
叶重
(kg)
林分边行 2100 30
10． 06
12． 36
7． 4
7． 7
2． 15 × 2． 13
2． 87 × 2． 56
13． 49
20． 34
7． 26
10． 85
0． 71
1． 86
林分边行 1050 31
11． 98
16． 99
8． 1
8． 2
2． 63 × 2． 65
3． 8 × 3． 48
23． 31
47． 35
11． 69
32． 72
1． 94
4． 9
分析发现:30 龄的白榆林，当密度为 2100 株 /hm2 时，白榆林的边行林木的平均胸径、株高、冠幅、单株
材积量、枝量和叶量分别比林内平均增加 22． 8、4． 0、60． 4、50． 8、49． 4、和 162． 0%;而密度降低到 1050 株 /
hm2 时，分别比林内平均增加 41． 8、1． 2、89． 7、103． 1、179． 9、和 152． 5%。可见，边行林木的生长优势非常
·741·第 11 期 王玉魁等 半干旱典型草原区白榆防护林的密度与生物量试验
明显，而且，随着密度降低，边行林木的生长优势更加突出;表 5 是不同密度白榆林林分及其边行林木杆、
枝和叶的比例，可以发现:边行林木的叶量比例增大，而低密度林分的边行林木的叶量比例增大比高密度
的显著。
图 5 不同密度榆树林边行平均标准木胸径生长过程
Fig． 5 The DBH of different density
of Ulmus pumila
表 5 不同密度白榆林林分及其边行林木杆、枝和叶的比例
Tab． 5 The stock，branch and leaf proportion
of different density of Ulmus pumila shelter belt
样本类型
造林密度
(株 /hm2)
林龄
(a)
杆:枝:叶
林分边行 2100 30
1:0． 538:0． 053
1:0． 533:0． 091
林分边行 1050 31
1:0． 503:0． 083
1:0． 691:0． 103
3． 7 不同密度林分边行木生长进程分析
在林分标准地每木调查的基础上，对林内及边行
的标准木解析资料绘制的胸径和单株材积量生长进程
分别(图 5 和图 6)。分析图 5 知:在 6 龄之前，不同密
度、林内和边行林木的平均长势基本相同，反应出白榆
胸径生长基本不受密度的影响，边行林木也没有表现出生长优势;在 6 ～ 12a 期间，是低密度(1050 株 /
hm2)白榆林胸径的迅速生长期，其林内和边行的生长速率基本相同，其后，林内林木的生长速率下降，处
于缓慢平稳的生长中，而边行林木的生长速率仍维持较高水平，直到 30 龄;边行林木的胸径达到 13．
05cm，比林内平均胸径大了 42． 8%;而高密度(2100 株 /hm2)的白榆林胸径没有出现迅速生长期，基本上
处于缓慢平稳的生长中，边行林木的胸径生长比林内平均胸径速率稍快一点，到 30 龄时，边行林木的胸径
比林内平均胸径大了 28． 8%;其中低密度边行木的胸径生长量又比高密度的大 41． 2%。
图 6 不同密度榆树林边行平均标准木材积量生长过程
Fig． 6 The tree volume increment of different density
of Ulmus pumila
边行林木的材积生长(图 6)也有类似过程，可以
看到:两个密度的林分均在造林 6a 后，边行林木的材
积生长速度开始超过林分平均值，6a 以后，边行木的材
积生长量与林分材积生长量平均值的差值逐年增大;
直到 30a时，边行林木的平均单株材积量明显优于林
分总体平均水平。其中，密度为 2100 株 /hm2 的白榆林
边行林木的平均单株材积量比林分总体平均单株材积
量高 54． 4%，密度为 1050 株 /hm2 的白榆林边行林木
的平均单株材积量比林分总体平均单株材积量高 81．
7%，而且，由于降低密度后，林分特征显著改善，在 30
龄时，低密度(1050 株 /hm2)白榆林内的平均标准木单
株材积生长量比高密度(2100 株 /hm2)增加 85． 4%，而
边行林木的生长情况进行比较，低密度林分的边行林
木的生长量又比高密度林分边行林木的生长量明显增
加，其中，密度为 1050 株 /hm2 的边行林木的材积量比密度为 2100 株 /hm2 的高 118． 1%之多，而且，从图 5
看出，到 30 龄时密度为 1050 株 /hm2 白榆林的边行林木的材积量优势仍非常明显，这表明:低密度的白榆
林更具有显著的边行优势。
4 小结与讨论
榆树是典型草原区的乡土树种，在村庄和牧户房屋周围有自然分布的榆树孤立木，通过对典型草原区
人工营造的 30a生的榆树草牧场防护林的分析，初步得出如下结果:
(1)密度是影响典型草原区的白榆草牧场防护林正常生长的重要因素，当林龄进入 30a 后，密度在
200 株 /hm2 左右的白榆草牧场防护林的杆、枝、叶量比例和胸径、材积生长进程接近孤立木，说明该密度
的白榆防护林能够正常生长;当密度﹥ 400 株 /hm2 后，白榆防护林的枝、叶量所占比例降低，胸径、株高等
·841· 干 旱 区 资 源 与 环 境 第 24 卷
的生长受到一定抑制，当密度继续增大到 1000 株 /hm2 后，白榆防护林的叶量迅速而显著减少，林分生长
受到严重抑制，出现严重的小老头和死亡现象。
(2)造林 8 ～ 10a之内，密度对白榆防护林单株的胸径生长和材积生长基本没有影响，10 ～ 20a 之内，
密度在 200 株 /hm2 左右时，白榆草牧场防护林胸径生长和材积生长与孤立木基本相同，20 ～ 30a 之内，单
株胸径生长量和材积生长量分布比孤立木低约 12． 1 和 9． 8%，而密度﹥ 400 株 /hm2 后，密度对林分单株
胸径生长量和材积生长量的影响逐步加大，而且密度越大影响越严重。
(3)白榆草牧场防护林当年生长的总生物量要高于对照草地当年生产量的 3 ～ 4． 5 倍，其中主要是叶
量，约占总生物量的 92%到 77%，密度在 200 株 /hm2左右最大;林下草本植被的生物量低于对照草地
61% ～92%，而且随着林分密度从 100 株 /hm2 增大到 1850 株 /hm2，而逐步从比对照低 61． 44%降低到比
对照低 92． 82%;单位面积木材蓄积量大约在 20a 之前，密度大蓄积量大，20 ～ 30a 之间，密度大的林分材
积生长量下降，而密度小的林分材积生长量则迅速增长;大约到 30a 之后，密度为 200 株 /hm2左右白榆防
护林单位面积木材蓄积量最大。
(4)白榆防护林林的边行优势亦非常明显，边行木的叶量比林内平均标准木高 152． 52 ～ 162． 0%。边
行木的平均胸径和单株材积量分别比林内平均值高 28． 8 ～ 42． 8%和 54． 4 ～ 81． 7%，而且随着密度降低，
边行优势相对增加;密度为 1050 株 /hm2 的边行木的胸径和材积生长量分别比密度为 2100 株 /hm2 的高
41． 2 和 118． 1%，而且，到 30a后，低密度林分的边行林木的生长量仍在明显增加。
在半干旱区典型草原区，有稀疏分布的白榆孤立木，人类可以按照行带式林业的原理，在维持水量平
衡基础上［15］，人工营造密度﹤ 200 株 /hm2 的两行一带式草牧场防护林［16 － 18］，其林木生长规律接近孤立
木，分布格局为集群分布(Clumped distribution)［20，21］，并能够充分实现白榆防护林的边行优势，可以显著
提高土地的生产力［17，19，21］，又能防止 10 倍树高范围内土壤风蚀［22，23］，提高 5 ～ 8 倍树高范围内草原植被
的生产力和生物多样性(另文讨论)。因白榆属于长寿命的阔叶树，一次造林成功可以带来百年以上的效
益，所以，在典型草原区的退化沙化草场上，营造行带式白榆草牧场防护林是最好的防治退化沙化草场、修
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·941·第 11 期 王玉魁等 半干旱典型草原区白榆防护林的密度与生物量试验
The density and biomass experiment for Ulmus pumila shelter forest in the semi
－ arid typical grassland
WANG Yukui1，2，YANG Wenbin3，4，LU Qi3，CHU Jianmin3，CUI Xianghui3，CAO Yanli3，
WANG Libing3，GAO Xubiao5
(1． Water ＆ Soil Conservation College of Beijing Forestry University，Beijing 100083，P． R． China;
2． Paulownia Research ＆ Development Center of the State Forestry Administration，Zhengzhou 450003，P． R． China;
3． Research Institute of Forestry，Chinese Academy Forestry，Beijing 100091，P． R． China;
4． Inner Mongolia Academy of Forestry Science，Huhhot 010019，P． R． China;
5． Soil and Water Conservation Assessment Centre，the Ministry of Water Resources，Beijing 100080，P． R． China)
Abstract:The Ulmus pumila is the agrestic tree in the typical grassland area． Through studying of the biomass of
different density of Ulmus pumila shelter forest and understory vegetation in Inner Mongolia，we have concluded
the following results:1)The density and leaf biomass，tree volume，DBH of the shelter forest exists the relation
of y = A × Bd;At 200 stubs / hm2 densities，the Ulmus pumila shelter forest biomass is the biggest，and appears
the serious decline after over 1000 stubs / hm2 ． 2)If the density is over 1000 stubs / hm2，wood normal growth
will be subjected after 8 years． If the density is over 400 stubs / hm2，wood normal growth will be subjected after
15 years． But if the density is about 200 stubs / hm2，the difference of DBH and tree volume growth increments
of the standard wood of 30 years and isolated wood is smaller in 10% ． 3)The total growth increments of Ulmus
pumila shelter forest is 3 － 4． 5 times of the control of rangeland，among them the leaf biomass takes 92 － 77% of
the total biomass，and the leaf biomass is the biggest in 200 stubs / hm2;the herbage plants biomass is 61 － 92%
less than the comparison rangeland，and the Ulmus pumila shelter unit timbers quantity is the biggest in density
of 200 stubs / hm2 ． 4)The Ulmus pumila shelter forest edge leaf biomass and tree volume are of 152． 52 － 162．
0% and 28． 8 － 81． 7% than the center＇s，and the tree volume and DBH of the 1050 stubs / hm2 are of 41． 2 and
118． 1% 2100 stubs / hm2 ＇s higher than respectively．
Key words:typical grassland;Ulmus pumila;biomass
·051· 干 旱 区 资 源 与 环 境 第 24 卷