全 文 ：热带亚热带植物学报
Journtd t Tropical n¨ 《l
2002，1O(2)：105—1 10
Subtropiccd Botan)
天然更新的檫木林的生物量和生产力
柳 江 洪 伟 吴承祯 何东进 毕晓丽 闫淑君 2
(1．中国科学 院华南植物研究所 ，广东 广州 510650；2．福建农林大学林学院 ，福建 南平 353001)
摘要 ：通 过对标准木 的测 定 ，建立 相对生长方程 ，研究 了福 建省建 阳书坊林场 天然更 新 的檫 木
(5 俅 tzumu)林 分 的生物 量 和 生产 力 ，结果 表 明 ：2O年 生 檫木 林 分 均现 存 生 物 量 为
58 693 kg hm ， 均年 生产力为 4 259 kg hm ，檫 木生物量 与胸径 间存在 极显著 回归关 系 ，大
部分生物量集 中于树体 中下部 ，生物量的 级分布 以 20cm 级积 累值 最大 。这些结果对 阔叶
林的营造及其生态系统结构与 功能的研 究具宵现实意义。
关键词 ：天然更新；檫木；生物量：生产力
中图分类号 ：s718．556 文献标识码 ：A 文章 编号 ：1005—3395(2002)02—0lO5一O6
Biom ass Production and Prod
Regenerated Sassafras
uctivity of Natural
tzumu Trees
LIO J iang’HONG Wei WU Cheng—zhen HE Dong—j in!BI Xiao一1 i!YAN Shu—jun!
(1．South China Institute Botany，the CMnese A ctulen0 nf Sciences，Guangzhou 5 1 0650，China；
2．Forest0 College，Fzdian AgTicuhure nⅢZ Forestr) Universit) ，Nanping 353001，China)
Abstract： Biomass production and productivity of a S(IsSafF(1S tzutrtu forest were measured by
models of alometry method in Jianyang Shufang Forest Farm of Fujiang Province．The forest
was naturally regenerated by dominant S．tzum,u after final cutting of Cunninghamia lanceolata
plantation at about 20 year’S succession with density of S． tzl~Itlu trees ca．480 individuals per
ha．The results showed that mean total biomass production and mean annual productivity of S．
tzumu trees were 58 693 kg hm。!and 4 259 kg hm 。。． respectively．Vertical distribution of
biomass indicated that most biomass was accumulated below middle height of trees． In
accordance with the diameter class distribution of biomass，the maximum biomass appeared at
trees with 20 cm dbh．This research iS useful for broad—leaved forest planting．
Key words：Natural regeneration；S(／sS tzumu；Biomass；
～
Productivity
由于人工针 叶林和毛竹林的大量营造 ，对阔叶林破坏严重 ，同时人工林 分结构不合
理，地力下降，病虫害频繁等诸 多隐患 日益显现 ，生态系统 的 自我调节 能力逐渐减弱 。为
改善这种状况，采用天然更新或人工营造阔叶林和针 阔叶混交林 日益受到重视 ，而 天然
收稿 Et期 ：2001—05—09 接受 El期 ：2001—07—31
基金项 目：福建 省 自然科 学 金重人项 目(2000F007)
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热带亚热 带植物 学报 第 10卷
更新的阔叶林群落具有重要的研究价值。檫木 (So．~；s~／f／-o．~；￡zumu)是我国南方阔叶林主要
造林树种 ，具有广泛 的经营前景 ，但 由于 日灼 、病虫害 以及 阔叶林经营技术 尚不 完善 等
原因，其纯林成林率较低 。以往对檫木的研究主要集中在生物学特性、营养元素分配、林
地土壤 以及与人工混交林的生物量和生产力对 比描述【l_ 1，本文对福建 建阳市书坊乡的
以檫木为优势种群 的天然更新群落进行 了生物量和生产力的研 究。关于森林生物量和生
产力的研究，已报道的资料 比较丰 1。本文利用前人的研究方法 ，建立檫木单木生物
量模型 ，并以此估计檫木的生产力 ，对其生长规律和生产潜力进行探讨，为更好地营造 阔叶
林提供指导，这对阔叶林群落生产力和生态系统功能的进一步研究也具有理论和现实意义 。
l 研究区 自然概况
研究区位于福建建阳市书坊 乡的林场，东经 ll7。27 一ll7。53 ，北纬 27。35 一27。
55’，属亚热带季风性湿润气候 ，年平均温度为 19c，平均降雨量 1 800 mm，年均相对湿
度在 85％左右 。檫木种群分布地段海拔 210—300 m，坡度 25—40。，土壤为花 岗岩发育而
成的山地红黄壤 ，土层较厚 。檫木群落是在杉木采伐迹地上经过封 山育林天然形成的，
目前，檫木位 于群落 的主林层 ，密度为每公顷 480株左右 ，演替时间约为 20年。群落 的郁
闭度 在 0．7-0．9，主要 伴 生 树 种 有 丝 栗 栲 (Ca．~taaops／s fargesii)、拟 赤杨 (AIniphylum
fonunei)、光皮桦 (Betula lumini[bra)、苦槠 (Ca~tanopsis sclerophylla)、南酸枣 (Choerospondia~
axilaris)、木荷 (Schima superba)、中华杜英 (Elaeocarpus chinensis)、杉木 (Cunninghamia
lanceolata) 等，灌草及藤本主要有玉叶金花 (Muaasenda pubescens)、苦竹 (Heiobla~tus
~zlnc72-1,ts)、荚蓬 (Viburnum dilcacaum)、狗脊蕨 (Woodwardia japonica)、 乌毛蕨 (Blechnum
orientale)、芒萁 (Dicranopteris pedcaa)、绒毛省藤 (Calamu~tomentosus)等。
2 研究方法
样地设 置与调 查 参照对 马尾松 林【41、红皮云杉林【 1等 的研 究，在典 型地段设置
30 m ×40 m 的样地 ，对各样地 内的檫 木进行每木检尺 ，记录株数、胸径 、树高 、枝下高 、
冠幅 ，在此基础上 ，选择样地 内不 同径 级的 7株标准木 ，代表 林分 的生长状况 ，同时 以
2 cm 为一个径级 ，各径级选择 2至 3株用 生长锥钻芯 ，测定近 2年 的胸径生 长量 ，共测
定 30株 ，收集树下冠幅投影范围内的枯枝落叶并筛选整理 。全部调查工作于 2000年 4
月完成 。
生物量测定 采用相对生长法【41，亦称 维量分析法或相关 曲线法 ，即通过 生物 体
各部分之间的相关关系来推算生物量 。将标准木齐地伐倒后 ，以 2 m 为问距从下至上分
层切割测 定，分别称量各层 的树干和树枝鲜重 ，叶片 为全树 收集 后称重 ，在各层 的干 和
枝 中分别抽取 一定重量 的样 品，叶片为全株混合后取样 ，根系采用全挖法 处理 ，根挖至
水平分布和垂直分布的边缘 ，测量根幅和根深 ，以根径 5 mm 为界分粗根和细根 收集称
重 ，取样。将所有样品标记后带回实验室 ，在干燥箱 内 105~C烘至恒重 。
生物量模型拟合 对收集到的数据用线性模型、幂函数模型、对数模型 、多项式模
型、多元逐步回归加 以拟合 ，确定最适 的生物量模型 。
一
睡
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第 2期 柳江等 ：天然更新的檫木林的生物量和生产力 107
生产力测定 根据生物量拟合模型，各径级胸径生长量和径级株数 以及凋落物重
量 ，用 △ =1／2[∑N (Wi—Wi一 )】计算檫木林分年生产力 。式 中，△ 为调查时檫木林分
年 生产力 ；ⅣI为各径级株数 ； 为调查时第 i径 级檫木 的总生产量 ； 一 为调查前 2年
第 i径级檫木的总生产量 。
3 结果和分析
3．1 檫木生物量模型的拟合
利用标准木胸径 、树 高和单株 生物量实测数据 ，分别选用 W=aD 和 W=a(D2H) 两个
模型进 行拟合 ，取对数后得到线性方程 lgW=lga+blgD和 lgW=lga+blg(D )，其 中 为
生物量，D为胸径 ， 为树高， 6为参数，用最小二乘法确定回归方程 ，拟合结果见表 1。
表 1檫木各器官生物量模型拟合及检 验结果
Table I Regression models of biomass and test results for diferent parts of f fzⅡ，H“trees
回归极显著 ，下同。Signifcance at the 0．0I leve
结果表明 ，树干生物量 、树枝生物量 、根生物量 以及全树生物量 与 D和
D 间的回归关系均达到极显著水平 ，而叶的生物量与 D和 D 间的回归关系并 不显
著 。因此 ，可 以利用这两个模 型对檫木的干 、枝 、根和全树 的生物量进行估计 ，且精度较
高。考虑到模型 W=aD 只需要测定胸径一个因子，实际应用简便易行，以该模型为好。
叶生物量在不同径级或同一径级内都有较大变动，根据实地观测，叶的大小和数量
与树高 和冠 幅 C存在较为 明显的相关性 ，因此结合这两个 因子 ，建立模型 W=a(CH)
和 W=ao+n (C日)+n (C日) ⋯+n (C日) 进行拟合 ，结果见表 2。
表 2檫木叶生物量模型拟合及检验结果
Table 2 Regression models and test results for leafbiomass 0f sms ∞ tgU~Inl~trees
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lO8 热 带 热 带植 物 学 报 第 10卷
可以看出，Ⅱr生物量与 CH问存在极显著回归关系，这两个模型可以较好地拟合叶生物
量的变动 ，其中多项式回归的精度更高些。
进一步将檫木全树生物量与胸径 D、树高 、枝下高 、冠幅 C四个因子进行多元逐步
回归 ，得 回归方程 ：
W=一132．8092+24．1634D r=0．9165 F=25．91
结果表明，只有胸径 D一个因子引入回归方程，说明檫木生物量与胸径的回归关系极显
著 ，而与树高 、枝下高和冠幅的关系都不显著。这可能是 由于檫木的生物学特性所致。檫木生
长迅速 ，早期树高生长很快 ，10 a后趋于平缓 ，而胸径生长较为均匀 ，这使得在 中、大树中树
高差异并不十分显著 ，同时 ，由于该群落中位于第二层的丝栗栲 、拟赤杨 、光皮桦等密度较
大 ，檫木在与它们的竞争过程中，自然整枝强烈 ，枝下高普遍较高 ，冠形相对一致 ，因此 ，胸径
与生物量的关系较其他几个因子更为密切。
3．2 地下部分与地上部分生物量关系
檫木为速生树种 ，根系对其生长和干物质的积累起着重要作用。为分析地下部分与地上
部分生物量的关系 ，应用标准木数据 ，采用逐步回归法加以拟合。结果如下 ：
W 地下=5．0615+2．9640D r=0．9859 F=I73．33
W 地下=3．6783+0．3092W 地 r=0．92 1 2 F=28．04
可见 ，檫木地下部分生物量与地上部分生物量和胸径之间都存在极显著相关关系。根据
上述两个模型可以通过胸径估计檫木地下部分的生物量 ，同时也可以估计地上与地下部分
生物量的比例，解决了生产实践中地下部分生物量不易获得的困难。
3．3 生物量的垂直分布
生物量的垂直分布规律可以反映檫木种群的生物学特性及其与生境之问的相互作用 。
为此分别对胸径 10c m以下 、10—20 cm和 20c m以上的平均木分层测定其生物量 ，计算某部
分树体某高度区间内的生物量占该部分总生物量的百分比，结果见表 3。根据地上部分不同
高度各组分生物量之和与地下部分生物量 ，绘制生物量的垂直分布图 (图 1)。从表 3中可
见，檫木生物量从树体基部往上逐渐减少 ，呈塔形分布，树干 75％以上的生物量都集中在 1／2
表 3 檫木生物量垂直分布比例(％)
Table 3 Distribution percentage of biomass at diferent height levels of
sms m |zu『nl‘trees with varied diameter classes
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1 1O 热 带 热 带植 物 学报 第 10卷
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径级 dbh (cm)
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∞
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图 2檫木株数(▲)和生物量(●)的径级分布
Fig．2 Individual number(▲)and biomass(■)ofS f lzumu trees with diferent dbh
因条件所 限，本文对 △G 未作专 门调查 ，凋落物和枯损量 △L，。通过 收集测算获得，△ ，
仅为 y 与 △L 之和 ，作为平均净生产量 。通过各径级生物 量与株数，得 到该群落檫木林
分平均现存生物量 为 58 693 kg hm一，其中地上部分 占 85．6％，地 下部分 占 21．1％，地上
部分生物量 中，干材 占 85．6％。相 比而 言，其现存生物量低于 与建柏 混交的檫木林分
(104 5lO kg hm。)13]，但其密度仅为混交林分中的 l／3左右 。根据拟合的生物量模型 ，结
合各径级胸径 生长量 ，可 以得到该群落檫 木林 分年 平均 生产 力为 4 259 kg hm一，与河南
信 阳的杉 木林 (4 840 kg hm。)tlJcH当，较湖南会 同的杉木林 (10 340 kg hm。’)和 马尾松
林 (5 473 kg hm-，)14,5]为低，这可能是由于天然群落中檫木密度低 ，同时种问竞争比较激
烈 的缘故 ，但其 生产力 已较为可观 ，而且还有相当的潜力。
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