全 文 ：福建林学院学报　 1999, 19( 4): 314～ 317
Journal of Fujian Colleg e of Fo restr y　　文章编号: 1001-389X ( 1999) 04-0314-04
凹叶厚朴杉木混交林生物量及分布格局研究
林锦仪 1 , 陈登雄 1 , 刘寿强 2
( 1. 福建林学院资源与环境系 , 福建　南平 353001; 2. 明溪县林业局营林投资公司 , 福建　明溪 365200)
摘要: 应用平均标准木法和样方收获法对凹叶厚朴杉木混交林各经营模式林分的生物量、 生物
量组成及分布的研究结果表明: 不同经营模式的林分中 ,以行间混交的生物量及生产力最高 ,分
别为 74. 96 t /hm2和 6. 25t / ( hm2· a) ; 混交林各经营模式的营养空间分布均比杉木纯林合理 ,
对林木生长有促进 .
关键词: 凹叶厚朴 ; 杉木 ; 混交林 ; 生物量 ; 分布格局
中图分类号: S718. 556　　　文献标识码: A
杉木 (Cunningham ia lanceolata )是我国南方最主要的速生用材树种 ,而长期以来所形成的杉木单一
栽培模式 , 导致了地力衰退、 生产力下降等一系列生态问题 , 严重威胁林地的持续利用 . 为了更好地发
挥森林的多功能效益 , 提高林分的抗逆性和稳定性 , 提倡多造混交林是当前国内外人工造林的共同趋
势 [1 ] .凹叶厚朴 (Magnolia of f icinal is var . biloba )是我国特产的优良用材和药用树种 , 分布广 , 生长快 ,
侧根发达 , 树皮、 花、 果均为常用的重要药材 , 经济价值高 . 但其天然更新能力较差 , 天然资源少 , 无
法满足人们生产、生活的需要 , 只能通过人工栽培扩大资源 . 选择 12年生凹叶厚朴杉木混交林 , 对其生
长情况、 生物量组成和分布格局进行探讨 , 揭示不同经营模式的一些规律 , 为凹叶厚朴杉木混交经营提
供理论依据 .
1　试验地概况
试验地设在福建省明溪县胡坊镇胡坊村林埸 , 属武夷山山脉延伸支脉 , 为亚热带季风气候 , 年降雨
量 1 744mm , 年平均气温 18. 0℃ , 降雨日 165d, 年平均蒸发量 1 510 mm, 7～ 9月份蒸发量最大 , 年平
均相对湿度 78% . 土壤为花岗岩发育的山地红壤 ,海拔高度 540 m. 前茬植被为马尾松天然林 . 1986年皆
伐后于 1987年炼山工程造林 , 林地植被较为丰富、 复杂 , 有黄瑞木、 绒楠、 香叶树、 细齿铃木、 乌蕨、
五节芒、 芒萁等 .
2　研究方法
2. 1　标准地设置
按混交比例、 方式不同设置 3个处理为: A- 1 1行间混交、 B- 1 1株间混交、 C- 1 4行带混交 .
杉木纯林设 1个处理为 D. 标准地面积 25. 8m× 25. 8m, 2个重复 . 不同标准地概况 (表 1) .
2. 2　调查与分析方法
1998年底对各处理每个标准地进行调查分析 , 标准地进行每木检尺 (胸径、 树高、 枝下高、 冠幅 ) ,
分别以林分平均高和平均胸径选择杉木、 凹叶厚朴的平均标准木 . 按照 Monsi分层切割法 [2 ]调查各模式
林分内乔木层生物量 , 以 1m区分段为单位称取标准木的每段的树干、 树皮、树枝、 树叶鲜重 . 根系采用
壕沟全挖法 , 分根桩、 粗根 (大于 4mm)、 细根 (小于 4mm) 称鲜重 , 测定根深、 根幅 . 随机抽取各部
分样品 , 带回室内测定含水量 , 求算干物质重 , 用单位面积上的林木株数和标准木的干重推算林分乔木
层生物量 . 用“样方收获法” [ 2]测定林下植被和凋落物生物量 ,即在标准地内设置 2个 1m× 1m的样方 ,在
样方内收集灌木及草本 (连根 ) 和枯枝落叶称重 , 并随机抽取样品带回室内进行含水量测定 , 最后推算
基金资助: 福建省科学技术委员会科学基金资助项目 .
第 1作者简介: 林锦仪 , 男 , 1942年 5月出生 , 副教授 .
收稿日期: 1997— 05— 07; 修回日期: 1999— 06— 12
DOI : 10. 13324 /j . cnki . jfcf . 1999. 04. 008
林分灌木、 草本和枯枝落叶生物量 ; 用土柱法测定根系垂直分布 [3 ] .
表 1　不同模式林分标准地概况
Table 1　 The si tuations of sampling plo ts in dif f erent pat tern
模式 密度/株· hm- 2 叶面积指数
胸径 /cm
1 2
树高 /m
1 2
枝下高 /m
1 2
冠层厚度 /m 郁闭度 坡度 坡向 坡位
A 3 067 8. 17 9. 95 10. 97 9. 24 9. 56 6. 04 6. 42 3. 0 0. 97 32° WN19° 坡中下部
B 2 867 7. 76 7. 92 10. 73 8. 19 8. 61 3. 25 4. 23 4. 66 0. 85 35° WN26° 坡中下部
C 3 000 7. 96 8. 53 11. 62 8. 49 9. 83 3. 55 4. 09 5. 34 0. 88 30° WN30° 坡中下部
D 2 800 7. 54 9. 28 7. 34 3. 80 3. 54 0. 86 33° WN20° 坡中下部
　　说明: 表头胸径、 树高、 枝下高中 1表示凹叶厚朴数据 , 2表示杉木数据 .
3　结果与分析
3. 1　林分生物量及其分配
3. 1. 1　林分乔木层生物量及其分配　林分生物量主要受环境因子和林分因子的影响 , 是构成林分生长
表 2　不同模式林分乔木层生物量、 生物量分配和生产力
Table 2　 Biomass , biomas s dis tribu tion and prod uction of t ree layer in di ff eren t pattern
模式
生物量
/t· hm- 2
地上部分生物量 /t· hm- 2
小计 干 皮 枝 叶
地下部分生物量 /t· hm- 2
小计 根桩 粗根 细根
A 74. 96 31. 69 17. 80 2. 94 9. 11 1. 84 6. 07 3. 72 2. 13 0. 22
31. 46 17. 02 3. 45 5. 03 5. 96 5. 76 3. 44 2. 04 0. 28
B 60. 88 18. 42 8. 03 1. 61 7. 01 1. 77 2. 65 1. 55 0. 93 0. 17
33. 95 18. 08 3. 23 5. 34 7. 03 5. 86 3. 32 2. 09 0. 45
C 67. 62 6. 78 5. 11 0. 65 0. 81 0. 21 2. 54 1. 45 0. 96 0. 13
46. 73 27. 19 4. 56 6. 76 8. 22 11. 57 6. 09 4. 70 0. 78
D 51. 93 / / / / / / / / /
41. 99 25. 42 4. 08 5. 28 7. 21 9. 94 4. 42 4. 67 0. 85
模式
生产力
/t· hm- 2· a- 1
地上部分生物量 /%
小计 干 皮 枝 叶
地下部分生物量 /%
小计 根桩 粗根 细根
A 6. 25 42. 48 23. 75 3. 92 12. 15 2. 45 8. 10 4. 96 2. 84 0. 29
41. 97 22. 70 4. 60 6. 71 7. 95 7. 68 4. 59 2. 84 0. 37
B 5. 07 30. 26 13. 19 2. 64 11. 51 2. 91 4. 35 2. 55 1. 53 0. 28
55. 77 29. 70 5. 31 8. 77 11. 99 9. 63 5. 45 3. 43 0. 74
C 5. 64 10. 03 7. 56 0. 96 1. 20 0. 31 3. 76 2. 14 1. 42 0. 19
69. 11 40. 21 6. 74 10. 00 12. 16 17. 11 9. 04 6. 95 1. 15
D 4. 33 / / / / / / / / /
80. 86 48. 95 7. 86 10. 17 13. 88 19. 14 8. 51 8. 99 1. 64
　　　　说明: 表中各经营模式下行代表杉木数据 , 上行代表凹叶厚朴数据 .
量的主要和重要组成部分 . 乔木层生物量的高低及其各器官的分配情况 , 是说明人工林经营效果和林地
生产力水平的指标 . A模式乔木层生物量最高 74. 96t /hm2 , 其次为 C模式 67. 62 t /hm2 , 第 3为 B模式
60. 88 t /hm
2 , 最小为 D模式 51. 93 t /hm2 (表 2) . 说明凹叶厚朴杉木混交林的经营效果比杉木纯林好 ,
但株间混交种间关系较为紧张 , 影响林地潜力的充分发挥 , 行间混交种间关系较缓和 , 有利于发挥混交
林的效益 . 生产力大小体现林分在单位时间内单位面积上的生产能力强弱 , 是准确直观地表征林分生产
力的指标 , 各模式林分乔木层生产力排序是行间混交> 行带混交> 株间混交> 杉木纯林 (表 2) , 说明行
间混交类型具有最高的林分生产力 . 凹叶厚朴以树皮入药 , 其树皮生物量是评价混交效果的重要指标 .
各混交模式中 , 行间混交模式树皮生物量和分配比均最高 (分别是 2. 94 t /hm2和 3. 92% ) , 行带状混交
最小为 0. 65 t /hm2和 0. 96% (表 2) . 可见 , 合理的混交方法和混交比例可以促进林分生长 , 提高林地
生产力 , 充分发挥地力 , 凹叶厚朴杉木混交林以行间混交最为适宜 . 此外 , 从吸收水分和矿质养分的细
315第 4期　　　　　　　　　　　　林锦仪等: 凹叶厚朴杉木混交林生物量及分布格局研究
根生物量和分配比来看 ,各混交模式均小于纯林 (表 2) ,这固然和凹叶厚朴细根量少的生物学特性有关 .
但也提醒林业工作者 , 应采用适当的林地土壤管理措施 , 来提高混交林细根生物量 , 以充分发挥混交林
经营效果 .
3. 1. 2　林分林下植被生物量
及其分配　由表 3可知 , 各混
交林分林下植被生物量与分配
比例均高于杉木纯林 , 说明混
交林具有较好的生物化学循环
功能 , 对培肥土壤起着积极的
促进作用 , 并能更好地保持水
土和涵养水源 , 保证林地资源
表 3　不同模式林分林下植被生物量及其分配
Table 3　 Unders to rey biomas s and i ts allocation in di fferen t pat tern
模式 林分生物量
/t· h m- 2
生物量 /t· hm- 2
灌木层 草本层 枯枝落叶
分配比例 /%
灌木层 草本层 枯枝落叶
A 86. 63 2. 24 2. 54 6. 89 2. 59 2. 93 7. 95
B 69. 66 1. 18 2. 94 4. 66 1. 69 4. 22 6. 69
C 78. 91 4. 80 2. 28 4. 21 6. 08 2. 90 5. 34
D 57. 23 0. 92 1. 10 3. 28 1. 61 1. 92 5. 73
的可持续利用 . 其中 , 灌木层生物量以行带混交类型为最高 , 是纯林的 5. 22倍 , 其次为行间混交 (是纯
林的 2. 43倍 ) ; 行间、 株间、 行带混交类型草本层生物量为杉木纯林的 2. 31、 2. 67、 2. 07倍 , 以株间混
交为最高 ; 行间、 株间、 行带混交类型枯枝落叶生物量分别比杉木纯林增加 3. 61、 1. 38和 0. 93t /hm2 ,
以行间混交为最高 . 综合各混交林分林下植被生物量和分配比例 , 可以认为行间混交类型为凹叶厚朴杉
木混交林较适宜的混交方法和比例 .
3. 2　各模式林分空间分布格局
3. 2. 1　树冠空间分布格局　杉木、 凹叶厚朴前期生长速度均较快 , 林分郁闭后 , 不同的造林模式对林分
的树冠空间格局产生较大的影响 . 从表 1可知 , 行间混交模式的叶面积指数、 林分平均高、 郁闭度指标
为最高 , 分别达到 8. 17、 9. 4m、 0. 97; 不论何种混交模式 , 杉木平均高均大于凹叶厚朴 , 这样 , 林冠层
自然形成层次 , 两树种的树冠占有不同的空间 , 形成了光照空间和营养空间的分层利用 , 有利于提高林
分生产力 . 混交林中 , 凹叶厚朴冠幅均大于杉木 , 增加值在 28%～ 90% , 即凹叶厚朴单株树冠空间占有
量大于杉木 , 因此在营造凹叶厚朴杉木混交林时 , 应注意控制密度 , 防止密度过大造成林分树冠激烈竞
争 , 导致林分生产力下降 . 综合树冠空间分布格局 , 以行间混交类型最为适宜 .
表 4　行间混交模式与对照地上部分生物量分配比率 /%
Table 4　 Dist ribu tive p ropo rtion of biomass in the line mix tu re stand and th e com paring fores t
层　次
行间混交模式
凹叶厚朴
干 皮 枝 叶
杉　木
干 皮 枝 叶
对　照
杉　木
干 皮 枝 叶
　 0～ 0. 5 13. 08 12. 88 13. 98 13. 79 19. 25 18. 98
0. 5～ 1. 5 19. 76 19. 66 18. 96 18. 97 26. 32 26. 28
1. 5～ 2. 5 17. 29 17. 28 15. 33 15. 52 17. 36 17. 03
2. 5～ 3. 5 15. 67 15. 59 14. 16 14. 37 13. 43 12. 90
3. 5～ 4. 5 11. 62 11. 53 11. 64 11. 49 11. 00 10. 95 25. 33 18. 56
4. 5～ 5. 5 9. 88 9. 83 10. 65 10. 63 6. 91 7. 54 27. 03 21. 75
5. 5～ 6. 5 6. 57 6. 10 9. 75 8. 11 7. 90 8. 05 32. 07 31. 85 5. 62 6. 08 24. 39 29. 50
6. 5～ 7. 5 3. 43 3. 73 19. 50 18. 38 4. 86 4. 89 39. 05 39. 56 0. 12 0. 24 23. 25 30. 19
7. 5～ 8. 5 1. 40 1. 69 19. 82 20. 54 1. 64 1. 72 24. 70 20. 74
8. 5～ 9. 5 0. 84 1. 02 25. 52 28. 11 0. 88 0. 57 4. 18 4. 85
9. 5～ 10. 5 0. 45 0. 68 25. 41 24. 86
3. 2. 2　林分地上部分生物量分层分布　以凹叶厚朴杉木行间混交和杉木纯林为例进行分析 ,从生物量地
上部分垂直分布来看 (表 4) . 凹叶厚朴杉木行间混交林中 , 凹叶厚朴枝叶主要分布在 6. 5～ 10. 5m, 占
枝条总生物量的 90. 25% , 占叶片总生物量的 91. 89% , 其中枝条生物量的 50. 91% 、 叶片生物量的
52. 97%分布在 8. 5～ 10. 5m ,而杉木枝叶主要分布在 5. 5～ 9. 5m ,占枝条总生物量的 95. 82% ,占叶片总
生物量的 95. 15% , 其中枝条生物量的 71. 12%、 叶片生物量的 71. 41%分布在 5. 5～ 7. 5m, 这在一定程
316 福　建　林　学　院　学　报　　　　　　　　　　　　　　　　　第 19卷
度分层利用光照条件 , 有利于充分利用空间 , 提高光能利用率 , 而且混交林叶面积指数亦比杉木纯林为
大 (表 1) . 混交林中杉木的干材、 皮生物量比对照纯林分布更均匀、 干材尖削度较小 , 说明行间混交有
利于杉木干材生长 .
3. 2. 3　地下部分生物量的空间分布　凹叶厚朴杉木行间混交模式中 ,凹叶厚朴根系主要分布在 0～ 30cm
土层中 , 该层根系占全根重的 91. 76% , 30cm以下根重仅占 8. 24% ; 杉木根系主要分布在 25～ 60cm土
层内 , 该层根系占全根重的 82. 37% . 杉木纯林中根系主要分布在 10～ 50cm土层中 , 该层根系占全根重
的 87. 62% . 说明混交模式的根系具有分层的特性 ,同时促进杉木根系向底层发展 ,避免同凹叶厚朴根系
在表层争夺水分和养分 . 这对分层利用土壤中水分和养分 , 促进深层土壤的改良起着重要作用 , 从而在
一定程度上提高土壤养分利用率 , 有利于林木生长 .
4　小结
在凹叶厚朴杉木多模式造林的林分中 , 林分生物量最大的是行间混交类型 ( 86. 63t /hm2 ) , 其次为行
带混交类型 , 第 3为株间混交类型 , 最低是杉木纯林 . 乔木层生物量和生产力也有同样规律 . 混交林的
树冠空间分布优于杉木纯林 , 各树种的干材比例较大 , 说明混交林减缓光照空间、 营养空间竞争 , 有利
于林木干材的生长 . 混交林中乔木层地下部分总生物量和分配比均高于杉木纯林 ,根系生物量分层分布 ,
根系分布较为合理 , 关系协调 , 对改良和提高土壤肥力有利 .
参 考 文 献:
[ 1] 俞新妥 . 混交林营造原理及技术 [M ]. 北京: 中国林业出版社 , 1989. 1- 18.
[ 2] Monsi. m. 植物群落的数学模型 . 植物生态学译丛 [ J]. 北京: 科学出版社 , 1974. 123- 144.
[ 3] 杨玉盛 , 林先富 , 俞新妥 , 等 . 杉木山苍子不同模式结构与生物量的研究 [ J]. 福建林学院学报 , 1991, 11 ( 4): 343
- 348.
[ 4] 邹双全 . 福建柏檫树混交林生物量及分布格局研究 [ J]. 福建林学院学报 , 1998, 18 ( 1): 40- 43.
[ 5] 李建光 . 杉木观光木混交林生物量与结构研究 [ J]. 福建林学院学报 , 1995, 17 (增刊 ): 42- 45.
Stand Biomass and Its Distribution of the Mixed Forest of Magnolia
off icinalis var. Biloba and Cunning hamia lanceolata
LIN Jin-yi
1
, CHEN Deng-xiong
1
, L IU Shou-qiang
2
( Fujian Col leg e of Fores t ry, Nanping 353001, China ; Fo res try Committee of M ingxi Coun ty , M ingxi 365200, China)
Abstract: The biomass, biomass com position and its alloca tion in differ ent stand o f the mixed Magnolia of ficinalis var. Bilo-
ba and Cunninghamia lanceolata fo rest w er e studied, by using the methods of “ method of mean sam ple tree” and “ quadra t
harv esting method” . Th e results showed that the biomass and productiv ity o f line mix ture stand by Magnolia off icinalis
va r. Biloba and Cunninghamia lanceolata we re the highest than o th er stands, which w ere 74. 96t /hm2 and 6. 25t /( hm2 a ) .
The spatia l distribution of mixed stands, w hich was helpful to the g r ow th of stand, was mo re ra tional than the pure stand
o f Cuuninghamia lanceolata .
Key words: magnolia of ficinalis va r. Biloba; cunninghamia lanceolata; mixed stands; biomass; distribution
317第 4期　　　　　　　　　　　　林锦仪等: 凹叶厚朴杉木混交林生物量及分布格局研究