全 文 ：9 19 4
第 2
年
期
汉中师院学报 (自然科学版 )
Jou n ral of H a z n hol飞 9Te即 he s r Col l eg e (N a tu ral S e i e n e e )
19 9 4
N 0
.
2
太白山太白红杉林的群落学特征
及生物量的研究
傅志军
(宝鸡文理学院地理系 , 陕西宝鸡 72 1 0 07 ;作者 , 男 , 34 岁 , 讲师 )
摘要 笔者研究 了大 白山 北坡海拔 3 2 5 o m 处 的太 白红 籽林的群落学特征 ,
对 其生物量用 多种生物 回 归模型作 了预刚 ,得到 了太 白红衫生物量的最优模型
是 : W : (干 ) = 1 6 8 . 7 1 3 5 ( D Z H ) ` 。 0 2 , , W : : 。、 ) = 0 . 8 4 1 6 十 2 6 . 7 2 5 1 ( D Z H ) ,
w
:
,
(叶 )一 ( D ZH ) / 「0 . 1 6 9 2 + 0 . 0 4 23 ( D 月H ) ] , W : : , ,一 4 7 . 7 1 3 6 (。 “ H ) 。 ’ 5“ ` . 各种
灌木的 模 型 形 式 不 同 . 草本 植物 用 收 获法 刚 定 . 大 白红 衫林 的`总生 物 量为
2 0 5
.
5 6 5 t / h a
,其中乔木层 16 6 . 58 7 t / h a , 灌木层 3 7 . 6 7 3 t / h a . 草本层 1 . 3 O5 t / h a .
最后讨论 了曲线 回 归模型的形式和检验问题 .
关键词 太 白山 ; 太 白红衫林 ; 群落学特征 ; 生物量
太 白红杉 ( L ar ix ` hi n o is )是陕西秦岭山地的特有树种 ,生长在古代及现代的冰缘堆
积物上 ,抗寒性强 ,发育良好 ,是高山区的先锋和唯一乔木树种及优良的造林树种 . 太白红
杉林是秦岭地区的寒温性针叶林之一 ,其分布以太白山最为集中 ,在太白山分布于海拔
2 8 5 0一 3 5 0 0 m 之间 ,其上限为高山灌丛草 甸 , 下限为巴 山冷杉 ( A I,i 。 、 j瓦r g se 八 )林 . 对太白
红杉林 目前只有其类型及演替的报导 〔`一 : 〕 . 对其群落学特征与生物量未见报导 . 本文对太
白山北坡的太 白红杉林群落学特征及生物量作了研究 .
1 研究方法
19 8 9~ 19 9 0 年 6一 7 月和 19 9 1年 7一 8 月 . 笔者在太 白山北坡海拔 3 2 5o m 处调查
20 m X ZOm 样方 4个 , 对样地内每木的胸径 、 树高 、 冠幅和活枝下高作了测量 . 将样地内的
乔木依胸径分为 16 级 ,在样地附近选 16 株标准木作为计算生物量的依据 , 测量指标同
前 . 标准木伐倒 ,树干依圆台体求体积并取一短圆台称重作为计算树干干重的样品 . 树枝
按大枝 (直径大 于 ZCm )和小枝分别称重 , 依东南西北四 个方向和不同层次选取一定数量
的大枝和小枝 . 摘下叶 ,计算枝叶比 , 取部分大枝 、 小枝和叶作为计算干重的样品 . 在树基
周围挖 l m 又 l m x l m 的坑得到根系 ,称其鲜重 . 取部分粗根和细根作为计算其干重的样
品 .
收稿 日期 : 工9 9 4一 。 3一 14 , 本文得到胡正海 、 高淑贞教授指导 , 特表谢意 .
汉中师院学报 (自然科学版 )一 9 94年第 2期
林 下灌木是在样地内选择 sm xsm 小样方 , 具体方法同前 ,但测量灌木基径 . 草本层
采用 l m x l m 样方 , 用收获法测定生物量 .
全部样品带回实验室 , 置于通风干燥箱烘干至恒重 ( 80 ℃ , 10 天 )并称重 , 计算干鲜
比 . 乔木和灌木各器官的生物量用下列 7 种数学模型 〔, ,来分别预测 , 以确定出最优模型 .
二一 + 。 ( 。 2。 ) , WT 一 ( D ZH ) ` , WT 一 a e “ D Z“ ’ , WT 一 + b lg ( D ZH ) , W T 一 ` / ( a + b
( D
“万 ) ) ,孵~ ( D ,万 ) / ( 。 + 。 ( D ,万 ) ) ,孵 ~ * / ( 1+ 。 e 一 , ` D Z“ ) ) ,其 中 , a 、 。 是系数 沃 是常数 , D 是个体的胸径或基径 , H 是个体的高度 ,单位均为厘米 , W 7 , 的单位是克 .
2 结果与讨论
2
.
1 群落学特征
太白红杉树龄 1 9 78 一 1 9 8 3 年生 ,外貌呈现浅绿色景观 ,林相整齐 . 树冠呈圆柱形 ,树
干通直挺拔 ,在林中易与其它乔木区别 . 本群落分布上限附近 ,林相不整齐 , 树干矮而弯
曲 ,枯梢现象普遍 .
太白红杉林季相变化明显 . 6 月随着气温 回升 ,太白红杉于上旬开始现叶 , 7 月中下旬
叶完全出齐 ,群落一片翠绿 .6 月中旬至 7 月中下旬开花 , 果实在 8 月至 9 月上旬成熟 . 9
月中旬随温度下降 ,树叶枯黄并逐渐脱落 , 9 月底完全脱落 , 群落准备越冬 .
太 白红杉林的结构可分为乔木层 、 灌木层和草本层 . 群落总盖度在 90 %以上 ,土壤为
草甸森林土 ,发育较差 . 土层厚度 30 ~ 5 c0 m ,枯枝落叶层厚 2 ~ 1c0 m . 乔木层由建群种太
白红杉林构成纯林 ,郁闭度 众 6 5 ,平均高度 8 . 68 士 2 . 03 m (又士 s , 下同 ) , 平均胸径 21 . 54 士
4
.
23 cm
, 冠幅约 2沼 m x 2 . 3m ,活枝下高 4 . 60 士 1 . 71 m . 灌木层盖度约 75 % , 分为两个亚
层 , 第一亚层盖度 7 0 % , 平均高度 3 . 2 6士 0 . 8 7m , 由金背杜鹃 ( R h o d o j e , : d r o n c l e m e n t i n a e
su bsP
.
al er do osr al
召 )组 成 ;第二 亚层 盖度 5% , 平 均高 度 .0 65 士 .0 1 3 m , 由太 白杜 鹃
( R h od
o d e , : d r o n P u r d om ii )
、 银 露 梅 ( p o t e n t i l l a a r bu s c “ l a ) 、 华 西 忍 冬 ( L o n i c e ar
t a t s i e n e n s i s )
、 杯腺柳 ( S a l i x c uP u l a r i s ) 、 冰川茶蕉子 ( R i be s g l a c i a l e )等组成 . 草本层盖度约
2 0%
,组成种类有大叶碎米莽 (山 dr a m i n e , n a eOrP 勿 l l a ) 、 发草 ( D e s c h 。 nIP s i: : a e sP i t o s a ) 、杨叶风 毛菊 ( S a “ s s u ,一尸“ P OP : ` l i j石l i a ) 、 秦岭 龙胆 ( G e ,: t i a ,: a a P i a t a ) 、 细弱 草毒 ( F r a g a r i a
g r a e近21: ) 、 六叶律 ( G u l i u ,、 a 、 P` , 一 u l o i d e 、 。 a r . h .o fj 补凌己 i s t e r i )等 ,优势度都很小 .
.2 2 生物承的烈定根据 16 株太白红杉标准木的每木胸径 、 树高及各器官的生物量 , 分别代入上述 7 种
数学模型 ,进行回归分析 ,对线性回归作相关系数 (二 )的显著性检验 , 对曲线回归用相关指
数 (尸 )度量 ,并以尸 最大值作为确定太白红杉各器官生物量最优模型的依据 (表 1之. 表 1
的太白红杉生物量最优模型与华北落叶松的最优模型基本一致 〔4 〕 .
生物量的计算都是将曲线回归模型化为线性回归 ,对线性回归作相关系数 -(1 )的显著
性检验 ,若 , 显著 ,认为所对应的曲线 回归模型就显著` 5一 的 . 这种方法从统计学的角度看
是不严格的 ,张峰等用相关指数 ( r )衡量曲线回归与实测点的拟合程度 ( R Z~ 1一 Q / S , , ,
Q 为回归的剩余平方和 , S二 w 为生物量的离差平方和 ) , R Z 值越大说明曲线回归模型的拟
博志军 :太 白山太 日红杉林的群落学特征及生物量的研究 7 1
合程度就越好 〔们 .笔者认为用 厂 作为衡 量指标是 合理的 , 表 l 的最优曲线回归模型就是
R “ 最大值所对应的模型 .
表 1
器官 数学漠型
预 刚太 白红衫生物童 的最优模型
Q / S
二、 . 相关系数 相关指数 样品数
内卜卜ùhU,工,万1上1麦干 W T 一 1 6 8 . 7 1 3 5 ( D Z H , ’ 。 027
枝 W T 一 。 . 8 一 1环斗 翁 . 7 2 5 1 ( D之 H )
叶 w T = ( D : 1 1 2 / ( 0 . 1 6 9 2+ 0 . 0 4 1 3 (D ZH ) )
根 下兀厂 T = 一7 . 7 1 3 6咬D ZH )。 · ? 5 6`
0
.
0 8 1 2
0
.
2 0 8 7
0
.
1 7 2 4
0
.
0? 2 2
0
.
9 1 8 8
0
. 三) 0 1 5
0
.
8 2 7 if
0
.
9 2 7 8
注 : 二 表明 尸 < 。 . f0) 1 , 下同
同样可以确定太 白红杉林下各种灌木生物量的最优模型 (表 2) .
张峰等用 Q / 5 :` “ 来衡量线性 回归模型与 曲线 回归模型的优劣〔` , . 笔者认为这是 合理
的 . 因为 Q / S 、` `, 反映了回归模型估计实测值的相对误差 , Q / S 。一。 一值越小 . 说明该模型与实
测值的拟合程度就越好 ;反之亦然 .
表 2 预浏大 白红籽林 内各 种灌术 生物昔的最 优模 创
种名 器官 数学模型
21皿nlJ087认 z了’ = 5 . 1 3 3 2十 1 2 . 9 2 1 6 ( D ZH )
环牙T = 。 . 2 4 2 7 ( D ZH , “ 60 2 ;
认z T = 1 6 . 2 9魂5 ( D 忍 H )。
·
5 7 1 ,
H厂T = 7
.
4 8 0 5 ( D
Z
H )
o
,
6 , 2 2
H厂T 一 0 . 凌3 2 6 ( D “H ) “ · 1 0 7 0
W T = ( D
Z
H ) / ( 3
.
0 1 8 3 + 0
.
0 0 6 2 ( D
Z
H ) )
w T = 峨
.
7 4 0 8 (刀“万 ) 0 . 、 。 , ,
W T 一 1
.
6 6 3 5十 0 . 0 0 1 2 ( D ZH )
WT = 1
.
6 0 3 9 ( D
“月 ) 。 3。。 5
WT 一 4 . 0 2 1 7 (刀 2月 ) 0 . : 。 ? 7
w T = 0
.
0 5 7 5 (D ZH )
, 、 5 , : 6
WT = ( D
Z
H ) / ( 2
.
6 8 4十 0 . 0 0 8 1 ( D 艺H ) )
WT 一 6 . 。士3 5 (。 2万 ) 0 。 。 0 5
W了 ~ 2
.
3 1 7 0十 0 . 0 0 2 6 (D : H )
认产了’ = l八 0 . 0 0 8 0十 0 . 0 0 0 1 ( D ZH ) )
Q / S。
0
.
0 3 7 5
0 0 4 3 2
0
.
1 6 4 8
0
.
2 7 9 4
0
.
2 8 0 5
0
.
2 0 1 7
0
.
1 7 2 6
0 2 0 1 9
0
.
1 1 3 7
0
.
2 0 1 5
0
.
1 6 7 3
0
.
0 4 4 9
0
. 土4 3 8
0 2 1 5 7
0
.
0 4 6 1
相关系数
0
.
9 6 5 8
试
相关指数 样品数
0 9 5 6 8
0
.
8 3 5 2
0
.
7 2 0 6
0
.
7 1 9 5
0
.
7 9 8 3
0
.
8 2 7 4
根枝叶金杜背鹃太白
0
.
9 1 4 2
关 冷
0
.
8 8 6 3
0
.
7 9 8 5
0
.
8 3 2 7
0
.
9 5 5 1
0
.
8 5 6 2
枝叶根银梅西露华忍冬
0
.
9 3 1 5
璐
0
.
9 5 3 9
枝根叶杯腺柳
注 : * * 表明 P < 。 . 01
在表 1 、 表 2 中 , 除幂函数模型外 ,还有其它模型 . 笔者认为其它数学模型的出现也是
正常的 , 因为植物生长发育一般都符 合 lo g i s it c 生长模型 ,而研究者只是在某一特定时刻
对植物的生长状况进行观察 , 只能看到整个生长过程中的某一段 , 因此拟合植物各器官生
长量的模型应 一该不是唯一的 .
根 据 表 1 、 表 2 的 模 型及 野外 调 查 资料 , 可得 到 太 白红 杉林 乔 木层 的 生物 量
为 1 6 . 5 87 t/ h a . 其 中干 1 18 . 8 7 6t / 11 a , 枝 16 . 7 2 5 t/ ha , 叶 2 . 58 2 t/ h a . 根 2 8 . 切 4 t / h a . 灌木
层生物量为 3 7 . 6 7 3 t / ha (冰川茶蒸子用实测值推算 ) . 草本层生物量为 1 . 3 o s t l/ a . 因此 ,
太白红杉林的总生物量为 2 ()5 . 5 6 5 t / ha (表 3 ) .
2 7汉 中师院学 报 (自然科学版 )1 9 9 4年第 2期
表 3大 白红 衫林的 总生物量 (t /l : a )
层次 种名 地
_匕部分 地下部分 合计 占总生物量 (% )
二 Jō J自白 0门
1月 d O Q山 O口 né 0
.… n 0 OC
乔木层
灌
1 1 8
.
8 761 6
.
2 75
23
.
9 3 2
0
.
3 8 7
0
.
29 9
0
.
29 6
0
.
2 21
0
.
0 29
叶
艺 .58 2
1
.
0 29
0
.
0 3 4
()
.
0 28
0
.
0 1 8
0 0 1 9
0
.
0 0 2
8 2
.
0 4 4
10
.
5 20
0
.
29 3
0
.
23 6
0
.
1 60
0
.
1 5 7
门 .0 2 2
草本层 0 .5 69 0 .64 6
1 6 6
.
58 7
3 5
.
481
0
.
71 4
0
.
3 5 6
0
.
4 4 7
0
.
41 5
0
.
0 53
1
.
30 5
8 1
.
0 4
1 72 6
子
杉鹃冬蕉红杜梅忍柳茶白背露西腺川太金银华杯冰
木层
0
.
3 6
参 考 文 献
2
朱志诚 :秦岭太白山落叶松一粗叶泥炭鲜林的基本特征 及发展趋势 .陕西林业科技 , 197 9 ,
( 6 )
:
3 7 ~ 4 2
朱志诚 . 秦岭落叶松林的主要类型 及其演替的初步分析 . 西北大学学报 , 1 9 8。 , ( 4 ) : 5 6~ 61
H
· 里思 , 等 . 生物圈的第一性生产力 . 北京 :科学出版社 . 70 ~ 73
.张峰 ,等 . 关帝山华北落叶松林的群落学特征和生物量 . 山西大学学报 , 1 9 9 2 , 1 5 ( l ) : 72 ~ 7
冯宗炜 , 等 . 湖南会同地区马尾松林生物量的研究 . 林业科学 . 198 2 , 1 8 ( 2) : 1 2 7~ 1 34
陈灵芝 , 等 . 北 京西 山 ( 卧佛寺附近 ) 人工油松林群落学特性 及生物量的研究 . 植物生态学
与地植物学学报 . 1性)8 4 . 8 ( 3 ) 1 7 3 一 1 8 1
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