全 文 ：热带亚熟带植物学报 2UOI，9(4)：284—288
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长期气温波动对鼎湖 山马尾松种群生产力的影响
滕菱 彭少麟 ’侯爱敏 谢 中誉
1中国科学院华南植物研究所，广东 广州 5[0650)
摘要．在前人野外T作的基础 J二，用“相对生长测定法”对鼎湖山优势种马尾松的树木年轮数据进行处理 ，
获得 了 1 953—1 991年鼎湖山马尾松种群 的生产力，结合 当地 的气象数据 ，用 MICROSOFT EXCEL程 序对
气温变化与鼎湖 山马尾松种群生产力变化的相关性做 r一些初步 的分析，结果表明：1953—1991年 ，蛐剐
山当地气温升高 r O 6 ：，马尾松种群生产力增加丁 3．31 t hm％ 。因此，气温波动与马尾松种群生产力的变
化有较大的相关性
关键词 ：气温波动 马尾橙 种群生产力
中图分类号 ：Q948 11 2．2 文献标识码 ：A 文章编号 ：10o5—3395t200I)04—0284-05
EFFECT 0F AIR TEM PERATURE CHANGE 0N THE
PR0DUCTⅣ ITY 0F 尸 V S 肘 SDⅣ，AA，A
P0PULAT10N IN DINGHUSHAN
TENG Ling PENG Sha o一1 i1g‘ HOU ^i—ming XIE Zhong—ya
J，u ChinI ，⋯ t I J ，hP Chi r,．e -c~le．9 ‘ Scier~ces，Guangzhou 5l 0650，China)
Abstract：Based on the data ofPinus TO(L~．g071i~tzo tree ring in Dinghushan Nature Reserve，Guangdong
Province， the productivity of P／nu．~ tT~(gq soTliana population firom 1953 to 1991 was obtained using
allometric method． The correlation between the changes in local temperature and the productivity ofthe
population was analyzed by M ICROSOFT EXCEL pro~arn utiIizing meteorological data． The result
showed that the productivit3 increascd by 3 3 I t hm0 a with air temperature increase ofevery 0．6℃
Key words：Temperature change；尸 u m 。 mn；Population productivi~"
全球气温波动将会给森林生态系统的结构和生产力带来深刻的影响，温度波动的长期积累效
f避可能使森林生态系统内的树种组成、结构及分布范围发生变化，进而导致森林生态系统的生产力
发牛变化 】。研究气温波动刈种群生产力的影口 是研究森林生产力变化的前提与基础，也是全球变
化研究中的一项重要内容 但以往的研究大多是用计算机模型来进行预测，根据实测数据的研究较
少 。
马尾松( n masso,*i(ma)是我国亚热带山地植被中经济价值和生态效益较高的树种。它不仅
是重要的工业用材和薪炭材的来源，而且是亚热带地区植被自然恢复的先锋种和人工造林良种
本文利用“相对生长测定法”，获得了 1953一I991年鼎湖山马尾松种群生产力的变化趋势 ，并结合
收稿 日期 ：20110一【2-28
基金项 目：国家 自然科学基金重太项 目(39899370)．广东省 自然科学~ (980952)．中国科学皖重大项 目(KZ95l一[3f—f10)资肼
联系人 Coresponding author
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第 4期 滕菱等：长期气温波动对鼎湖山马尾松种群生产力的影响 285
当地的气象数据 ．对两者的相关性进行分析 以探讨全球气温波功划南亚热带地区马尾松褂群生产
力的影响，为当地的森林资源的保护和利用提供参考
l自然环境与样地概况
鼎湖山被称为“北 回归线上的绿洲”，是中国最早的 自然保 护区之一 ，位于广东省 中部 ，东经
1 2O。30 39 一l】2。33 41”，北纬 23。O9 21”一23。l】 3O”。最高海拔 为 1 000 m；属季风南亚热带湿润气
候型 年均气温 20．4℃，最热月(7月)平均 27 l ，最冷月(1月)平均 12 2 日均温至IO~C的年积温
约为 7 200~C，热量丰富 区内雨量充沛，70％集中在 4-9月份，干湿季明显。土壤类型主要有赤红壤
和红壤 41。地带性植被为南亚热带常绿阔叶林 ，并有一个马尾松林向常绿阔叶林演变的趋势。样地
在保护区的东南角 ，海拔 290 m．植被 为人丁种植的单优的马尾松群落 ，林木较为稀疏 ，林冠开敞 ．
草本地被层发达 。
2 研究方法
样品的采集 马尾松样品大部分采于 1992年 5-6月。采样点为保护 区内人类干扰少的自
云寺附近，海拔约 290 m，选择平缓坡地 ，在样地上设置面积为 30 m x 30 nl样方 ，样方内有马尾松
53株．根据胸高径 围将所有个体分为两个立木级 ，>70 crfl级 (成熟龄)与 <70 cm级(中龄)．每个立
木数 ，各选取两株标准术(以平均胸径为准)，使用生长锥钻取距地 1．3 m高处树干年轮芯样。
年轮宽度的测定 年轮芯样采集后 ．立即放在分格塑料袋中，带回室内，对钻芯进行磨平，
打光后在显微镜下测定 1953一I991年问每年的胸径(D)。
种群生产 力的测定 根据彭少麟 利用相对生长测定法(alometric method)得出的马尾松 的
,f RiAr生长方程式(1-4)和方程式(5)，计算出马尾松f_l勺生物量(w )
叶的相对生长量 =O 0045(D2H)。 (1)
树皮的相对生长量 =O 3490( H)。 (2)
枝条的相对生长量 =O．0096(／y／-／)‘ (3)
树干的相对生长量 IV~-=o．0742(D-W) (4)
总的生产量 Ⅵ =Wl- +Ⅵ Ⅵ‘ (5)
用(6)式计算出本年马尾松的生长量( )，
P =Ⅵ 一 (6)
进而求出整个样方 内马尾松种群 1953—1991年间每年的生产力。
相关分析 气温资料由鼎湖山树木园气象站提供，包括 1953-1991年的每年月均温，将气
候数据导人 MICROSOFT EXCEL程序，计算出每年的年平均温度；用同样的方法处理种群生产力
的数据。根据需要作图，并检测两组数据之间的相关性。
3 结果和分析
3．1气温的波动
年平均气温 从图 1可见，1953—1991年鼎湖山的气温总的趋势是升高。1991年与 1953年
相比，气温升高了 0．6~C左右。这期间温度基本上呈周期性的变化规律，周期为 6-7年，在 1985年以
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热带亚热 带植物学报 第 0茜
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3．2 马尾松种群生产力的变化
根皑方程式 (1)一(6)得 出 】953—1991年鼎湖山马尾松种群的生产力 (图 4)，与温度变化做相关
分析 同样分四个时间段将所有数据做十年平均 ，得出每个时间段的平均生产力 。从图 5可以看
．从 1953—1991年鼎湖山马尾松种群的生产力总的趋势是增加的 ，增幅为 22．677 t tun ，其 中
I981年以后生产力 的增幅最大
凹 2 I953一】99【年之间阳个时间段 的气温变化趋势
Fig 2 Airtempernture duringI953一】960(A)．I96】一I970(B)
I97l—I980{C】and I981一I99l{D)
4-9月湿季均温 Mean temperature in wet seasoll from Apr to Sep
b±年均温 Annual mean temporamre
c 【一3月干季均温 Meantemperaturein dry so．onfrom Jan toMar．
d．1 0一I2月千季均温 Meantemperaturein dry$o~oNfromOct【oDec
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图 3鼎湖山 1953-1991年千湿季气温变化趟势
Fig．3 Change_n airtemperatureinwet and dry
seasolTIS in Dinhushart from 1953 to I99】
For c and d see Fig．2
3．3 气温波动与第一性生产力变化的相关性
运用 MICROSOFT EXCEL程序将 l953—1991年间每年的月均温数据按照鼎湖 山的气候特征
分为三个阶段 ：1-3月干季 、4-9月湿季、10—12月干季 ，分别计算 出每年这三个季节的均温及年均
温 ．与先前计算出的 1953—1991年马尾松种群生产力数据在 EXCEL程序内作两者的相关分析(表
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第 4湖 滕菱 等：长期气媪波动对鼎湖 山马尾松种群生产力的影喇 287
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圈 4鼎湖II马尾橙 生产力的变化
Fig 4 Change in productivity of ⋯ ⋯ nJII珊
population in Dinghushan
年份 ~ur
图 5马尾松种群生产力在四个阶段中的变化趋势
Fig 5 Change in productivity JR ～ population
durmg 1953-1960(A 1961 1970∞)．1971—1980(c)．
1981～l991 tD)
I)，由此可见，气温变化与鼎湖山马尾松种群生产力有较大的相关 其中湿季温度与生产力的相关
性比干季大。
表 I 鼎糊山气温变化与马尾松种群生产力的相关
Table I Correlation between the change of air temperature and the producti~ty of P／nus m～ population in Dinghushen
① Corelation coeftcient betweentemperature andthe productivity yeaaydurmg1953—1991：② Correlation coeficient
between temperature and productivity during the four periods
3．4 自然生长量的消除
为了更准确地分析温度对马尾松种群生产力的影响+必须消除自然生长的因素，具体步骤如
下：将年平均温度为 20．3—20 4℃所有年份的生产力 图表显示 (图 6)，作 出其 自然生长的趋势线 ，
经过计算 ，与该趋势线对应的方程为
)，：53+O．5l( 一1954) (7)
式中 X为年份．Y为 1991年不受温度变化影响的净第一性生产力增幅。
△ =】，一52．5 (8)
式中AP 为 1953—1991年不受温度变化影响的净第一性生产力增幅。
由(7)、(8)式可推算出 1991年马尾松种群不受温度变化影响、在 自然生长情况下的净第一性
． ．． ． ． ．． ． ．． ．． ． ．． ．． ．． ．． ． ． ．． ．． ．． ．． ． ．． ．． ．． ．． ● ． ． ．
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热带亚热带植物 学报 第 9卷
生产力的增幅△P2为 19．37 t hm-!a。
△PI。。22 677一△ (9)
式中△P 为受温度变化影响的净第一性生产力～
经(9)式计算得出，受温度变化影响(增加 0,6~C)的净第一性生产力△P 为 3．31 Ihm‘za。，即年
均温度增加 1。c，就可以使鼎湖山的生产力增加 5 52thm。a_一。
4 讨 沧 ，
木文通过埘年轮宽度的测量，运用“棚刊牛 KiP,L定法”及相对
生长方程计算出马尾松 的种群生产力。南业热带湿季温度变化
与马尾松种群生产 力的变化有较大相关性 ，由于南亚热带湿季
的雨量充沛 ，在雨量充足的条件下 ，温度的上升有利于马尾松的
年轮 长 ，进而导致生产 力的增长 回外对 地利云杉(Picea
,~ddes)的研究也表 明 ：在年 平均温度升高的情况下，年轮宽度增
大．种群净牛产力增加 世有研 究却发现欧洲栓皮栎(O rc
~ulaer)的年轮在降温的年份更宽 1，这说 明不同的植物对气候变
化的反应也是不尽 同的一
由 于树木年轮的宽度受多种 因素的影 响(如 C 浓度 ，降雨
)，温度 只是其中之一 ，本研究并没有剔除温度之外的其他因
素 结 果有一定的误差。
⋯ * ar 一 一 一 一
图 6马尾松在等温条件下的生产
Fig 6 Productivity 0f n ma~onuma
under 1sothema【condition at 20 3
to 20 4
存计算过程中没有把根的生物晕包含在内 ，造成 了一些误差 ，但 由于根的生物量与地上部分
的生物量大致是呈正比的，故影响不大
在取年轮芯样时，没有考虑树木径向生长偏心问题对直径估计的影响，从而降低了生物量估计
的精度 这些问题有待于在以后的研究中深入讨论。
参考文献：
⋯1 王森，白淑菊，陶大 力，等 大气增温刮长 白山林木直径生长的影响 _JJ．应用生态学报，1995，6(2)：128一[32．
_1】膏三少噼，李鸣光，陆阳 鼎湖 山马尾松种群生物生产量 步研究 【A】．热带亚热带森林生态系统研 究第 5集【M】北京：科学出版
J 989 75 81．
【3】彭少麟．南亚热带演替群菇的曲缘效应及其对森林片段化恢复的意义[J_生态学报 2000，I(2O)：1—8
l4】黄展帆，范征广．鼎濑山的气候 【A】．热带亚热带森林生态系统研究第 1集【M]．广州：科学普及出版社，[982，1【一16
【5】CaritatA，GutierrezE，MolnasM lnfluence ofweather on cork-ringwidth_J1lTree Fhysioingy，2000，2003)：893—900
【6】[~．sen&uer Nemani R R，Schadauer et a1．Forest gm~dh response to changing climate between[961 and 1990 in Austria【J_
Forest Eco[Manag 1999，[22(3)：209—219
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