全 文 ：　　* 本文为第一作者硕士学位论文的部分内容,承蒙导师萧江华研究员审阅,谨此致谢。
　　1998-05-15收稿。
闽南麻竹人工林地上部分现存生物量的研究*
周本智1)　吴良如1)　邹跃国2)
( 1)中国林业科学研究院亚热带林业研究所, 311400,浙江富阳; 2) 福建省华安县林业局, 363800,福建华安;
第一作者 29岁,男,助理研究员)
　　摘要　对闽南地区麻竹人工林地上部分生物量模型及现存生物量结构进行了研究。结果表明:
以模型 m= a·(D 2H ) b 对麻竹地上部分总生物量和秆生物量进行估计较为可靠, 而对枝、叶生物量
的估计需引进枝下高因子 h 及模型 m= a·D b·(H - h) C 或 m= a·D b·[ (H - h) / h] C。闽南地区
麻竹人工林地上部分平均现存生物量为 39. 518 t·hm- 2, 按年龄分配为: 3 年生生物量最高, 占
59. 17% ,其次为 2 年生、4 年生、5 年生;按器官分配为: 秆生物量最高, 占 62. 81% , 其次为枝、叶。
地上部分总生物量与秆生物量随竹秆高度增加而递减,枝、叶生物量自 6～8 m 区分段分别向秆基
及秆梢递减。
　　关键词　麻竹; 生物量模型; 人工林
分类号　S795. 02; S718. 556
　　麻竹( Dendrocalamus latif lorus Munr o)是大型丛生竹, 为我国重要笋用竹种,其笋体大、
笋质好、产量高。麻竹主要分布在福建、台湾、广东、广西、云南和贵州等省区,闽南更是全国著
名的麻竹笋生产区, 麻竹人工林广泛地分布在该地区海拔 300 m 以下的山坡谷地、溪流两岸
等土壤条件优越的地方。
研究麻竹人工林生物量,不仅是研究生态系统能量流动和物质循环的基础工作,也是研究
提高竹林生产力方法的基础,并由此可评价各种营林措施的优劣和生长效果。
1　自然概况与研究方法
1. 1　自然概况
调查地区位于福建省华安县, 地处九龙江北溪中游, 117°16′～117°44′E, 24°38′～25°11′
N。该县为戴云山和博平岭的延伸支脉, 地势由西北向东南倾斜,地貌复杂,地况参差。气候属
中、南亚热带过渡型气候,由于海洋性季风影响,全年气候温和,夏无酷暑,冬无严寒。年平均气
温 17. 5～21. 4 ℃,最冷月( 1月)平均气温 12. 2 ℃, 最热月( 7月)平均气温 28. 3 ℃,年日照时
数 1 889. 2 h, 平均霜日 10. 2 d,年平均降水量 1 448～2 023 mm, 地带性土壤为砖红壤性红壤
和红壤。
该县麻竹人工林多分布在九龙江两岸的沙洲地,林下灌木及草本极其稀少, 秆高 8～17
m, 径粗 6～15 cm, 每丛 3～10株,林冠郁闭度 0. 6～0. 9。麻竹人工林经营管理水平较高,主要
措施包括:每年春、秋季各施肥 1次, 秋后砍除 5年生以上老竹,同时松土劈草,挖笋后覆盖等。
1. 2　研究方法
林业科学研究　1999, 12( 1) : 47～52
Forest Research 　　 　　　
野外调查工作是在 1995年 4月和 5月进行,此时正值麻竹出笋前夕,当年生竹(笋)尚未
出土,所以调查范围仅限于 2～5年生麻竹地上部分现存生物量。
1. 2. 1　平均丛的推算　选取有代表性的麻竹人工林,设置面积为 400 m2的标准地 12块, 分
别调查每丛每竹的年龄、胸径,部分竹的全高及枝下高,根据标准地材料,推算出 1个麻竹平均
丛内各年龄株数、平均胸径、平均高、平均枝下高及平均丛总株数、平均丛总平均胸径。
1. 2. 2　生物量调查及测定　根据平均丛内各年龄株数及胸径的分布情况,选取样竹共 52株,
分别齐地伐倒, 则其胸径、全高、枝下高, 每间隔 2 m 截断,分别称各段秆、枝、叶鲜重,并于上、
中、下 3个部位均匀取样,于 80℃烘箱内烘 48 h,冷却后称重, 算出各样品含水率, 推求各器官
干质量;再配合各年龄、各器官生物量模型,根据其中较优者推算 1个麻竹平均丛的生物量,结
合平均丛各年龄株数的分布和大小以及麻竹的立竹度, 求得每公顷麻竹人工林生物量的年龄
结构、器官分配和垂直分布。
2　结果与分析
2. 1　麻竹生物量模型的选择
树木各部分器官之间存在着相对生长或称协同生长关系, 这也就是近年来数学模型广泛
应用于生物量研究中的原因, 但由于树种、年龄不同, 及生长地区土壤、气候等生态条件的差
异,适用的模型类型和选用的模型自变量也随之不同。
首先以胸径( D )的平方与竹高( H )的乘积(又称实容积) D 2H 为自变量, 对麻竹地上部分
总干质量及秆、枝、叶干质量分别进行一元幂函数( Y= a·X b)回归分析,结果表明:
( 1)各年龄麻竹地上部分总干质量 mt、秆干质量 mc 与实容积相关关系显著, 相关系数 r
均在 0. 9以上(表 1) ,这与其它绝大部分树种结果一致 [ 1～8]。
( 2)麻竹枝干质量 mb、叶干质量 ml 的回归效果不明显,绝大部分相关系数低于 0. 85,糙花
箭竹( Far gesia scabr ida Yi)、冷箭竹( Bashania f angiana ( A. Camus) Keng f . et Wen)、柳竹
( T hy rsostachys siamensis ( Kurz et M unro ) Gamble)也具相似特点 [ 1, 6, 7]。
鉴于此, 作者重新筛选了自变量及模型类型, 引进枝下高 h和二元幂函数模型( Y= a·
X 1
b·X 2 c) ,先后分别以 D、h, D、H - h, D、( H - h) / h, D 2H、h 和 D 2( H - h)为自变量对各年龄
枝、叶干质量作二元或一元幂函数回归分析。结果发现,引进枝下高因子后,除D 2( H - h)的一
元回归外,相关系数均有不同程度的提高, 效果较好的是以 D、( H - h) / h, D、H - h 为自变量
的二元幂函数回归,除 3年生、4年生枝干质量外,相关比 R 均超过 0. 9(表 1)。
表 1　麻竹各器官生物量模型
器
官
年　　　龄/ a
2 3 4 5
秆 mc= 0. 150 7(D 2H ) 0. 628 8　r = 0. 938 4
mc= 0. 486 8( D
2H ) 0. 497 8
　r= 0. 943 8
mc= 0. 025 1( D
2H ) 0. 948 4
　r = 0. 971 0
mc= 0. 146 8( D
2H ) 0. 695 9
　r= 0. 999 0
枝 mb = 1. 265 5D5. 365 9(H - h) 4. 865 2
　R= 0. 986 9
mb= 0. 072 9D
1. 695 0[ (H - h) /h]
0. 315 8
　R= 0.856 5
mb= 0. 478 9D
1. 075 4[ ( H - h) / h]
0. 058 3
　R= 0. 778 0
mb= 2. 821 5D
-0. 262 9[ (H - h) /h]
0. 483 4
　R= 0.991 0
叶 ml= 0. 170 2D8. 032 6(H - h)- 5. 937 1　R= 0. 911 5
ml= 0. 060 3D
1. 744 5[ (H - h) / h]
0. 349 5
　R= 0.930 7
ml= 0. 136 9D
1. 023 5[ ( H- h) /h]
0. 854 4
　R= 0. 971 2
ml= 1. 748 9D
-0.578 7[ (H - h) / h]
0. 850 4
　R= 0.999 9
地上mt= 0. 660 0( D 2H ) 0. 454 8 mt = 0. 622 4( D2H ) 0. 532 1 m t= 0. 169 8( D2H ) 0. 736 4 mt = 0. 723 4(D 2H ) 0. 551 1
部分　r = 0. 944 9 　r= 0. 963 5 　r = 0. 969 2 　r= 0. 935 3
48 林 业 科 学 研 究　　　　　　　　　　　　　　　第 12 卷
　　由以上可看出, 2年生以上麻竹地上部分总干质量、秆干质量相对稳定,以一元幂函数模
型 m= a·( D 2H ) b 对其进行模拟即能达到要求, 而枝、叶干质量较不稳定, 差异较大,对其进
行生物量模拟,需引进枝下高因子。
根据不同模型对各器官生物量相关系数(或相关比)的大小,选出较佳者作为后文中推算
麻竹人工林生物量的优化模型(表 1)。
2. 2　麻竹人工林地上部分现存生物量的结构
该地区麻竹平均丛的结构如表 2, 麻竹人
工林密度为 467 丛·hm - 2, 计 2 290 株·
hm
- 2
, 1 个麻竹平均丛地上部分干质量为
84. 62 kg ,每公顷麻竹人工林地上部分干质量
为 39. 518 t。
表 2　1 个麻竹平均丛的结构
项　目 年　龄 / a
2 3 4 5
合　计
(平均)
　株数% 31. 72 51. 06 13. 29 3. 93 100
胸径/ cm 7. 24 7. 50 7. 04 6. 06 ( 7. 29)
竹高/ m 12. 13 12. 29 11. 02 8. 41 ( 11. 92)
枝下高/ m 2. 20 2. 00 2. 40 2. 20 ( 2. 12)
2. 2. 1　生物量随年龄的分布　竹林生物量的年龄结构决定于立竹的年龄结构和单株的个体
大小,而立竹的年龄结构和单株个体大小主要受人为砍伐数量、留养年龄和留养株数的影
响[ 3] ,生物量的年龄结构反映了该地区麻竹人工林生物量在各龄级分配的现实情况,同时, 也
反映出人为经营的结果。
该地区麻竹人工林主要由 2年生、3年生麻竹组成,且其单株个体也较大(表 2) ,所以林分
生物量中, 3年生麻竹为 23. 597 t·hm- 2 ,占 59. 71%; 2年生为 9. 03 t·hm- 2 ,占 22. 85% ; 4
年生、5年生分别为 5. 359、1. 532 t·hm - 2,分别占 13. 56%和 3. 88% (表 3)。
　　立竹的年龄结构与生物量的年龄结构有相同的趋势(图 1) , 依次为 3年生、2 年生、4年
生、5年生; 3年生个体最大,单株生物量大,所以较少的株数就可构成较大的生物量,因而 3年
生麻竹生物量占各年龄麻竹总生物量的百分比(生物量相对值)高于 3年生立竹株数占各年龄
立竹总株数的百分比(立竹株数相对值) ; 2年生个体也较大,但由于含水率高,单株生物量干
质量较低,所以 2年生麻竹生物量相对值低于其立竹株数相对值; 4年生、5年生两者则基本持
平。
图 1　麻竹立竹株数与生物量随年龄的变化
表 3　麻竹人工林生物量结构
器　官 年　龄 / a
2 3 4 5
小计
秆 t·hm- 2
%

枝 t·hm- 2
%

叶 t·hm- 2
%

地上 t·hm- 2
部分 %

6. 343 14. 751 3. 014 0. 712 24. 820
70. 24 62. 51 56. 25 46. 48 62. 81
1. 749 4. 642 1. 430 0. 630 8. 451
19. 37 19. 67 26. 68 41. 12 21. 38
0. 938 4. 204 0. 915 0. 190 6. 247
10. 39 17. 82 17. 07 12. 40 15. 81
9. 030 23. 597 5. 359 1. 532 39. 518
22. 85 59. 71 13. 56 3. 88 100
　　注:
各器官占地上部分总量的百分比;
各年龄占总量的百
分比。
　　由以上分析可知, 该地区麻竹人工林生物量主
要分布在 3年生和 2年生竹,这是因为 2 年生、3年
49第 1期　　　　　　　　　周本智等:闽南麻竹人工林地上部分现存生物量的研究
生麻竹发笋力最旺, 4年生竹基本不发笋 [ 12] , 为了追求麻竹笋的高产量, 4年生、5年生老竹基
本被伐除。
2. 2. 2　生物量随器官的分布　在麻竹人工林中,秆的生物量最高,为 24. 82 t·hm - 2, 占地上
部分的 62. 81% ;枝为 8. 451 t·hm - 2,占 21. 38%;叶为 6. 247 t·hm - 2, 占 15. 81%(表 3)。
随着年龄的增长, 秆干质量所占比例降低, 枝叶指数(枝、叶干质量占地上部分干质量之
图 2　麻竹秆、枝、叶生物量及枝叶指数随年龄的变化
比[ 2] )上升, 枝干质量所占比例上升,叶干质量所
占比例则以 3年生、4年生为高(图 2)。这种趋势
与一般的木本植物不同(表 4) ,木本植物干的相
对生物量随着年龄增长而增加,叶的相对生物量
则基本呈下降趋势。造成这种差异的原因是因为
竹子不像其它木本植物,其高度、粗度和体积一经
形成便不再增长, 只是干物质的逐年积累, 而位于
中、下部各节处于休眠状态的侧芽则逐年抽枝长
叶,直至进入老龄状态[ 12] , 所以导致枝叶指数逐
年上升,而秆干质量比相应下降;叶干质量在 5年
生时下降,是因为竹叶老化脱落所致。
表 4　麻竹和木本植物各器官干质量随年龄变化的比较 %
树种 器官
年　　龄 / a
2 3 4 5 6 7 10 12 15 17 22 25 30 40
秆 70. 24 62. 51 56. 25 46. 48
麻竹 枝 19. 37 19. 67 26. 68 41. 12
叶 10. 39 17. 82 17. 07 12. 40
干 24. 84 35. 04 50. 65 53. 78
湿地松 枝 26. 77 26. 64 15. 38 18. 94
叶 12. 46 13. 98 6. 28 5. 03
干 45. 02 50. 12 55. 90
油松 枝 20. 38 19. 13 17. 68
叶 11. 35 10. 88 10. 37
干 16. 72 35. 67 50. 76 53. 75
杉木 枝 17. 15 9. 63 9. 10 9. 36
叶 34. 44 26. 17 15. 12 12. 76
干 45. 2 54. 5 57. 3
水杉 枝 17. 9 15. 0 19. 6
叶 9. 9 6. 6 5. 5
　　注:木本植物数据引自参考文献[ 2, 8～10]。湿地松( P inus ell iotti i Engelm ) ; 油松( P inus tabulaef or mis Car r. ) ;杉木
( Cunning hamia lance olata (L amb . ) Hook. ) ;水杉( Metasequoia glyp tost roboides Hu et Ch eng )。
2. 2. 3　生物量的垂直分布　表 5示麻竹人工林地上部分各器官干质量的垂直分布,从中可看
出:
( 1)秆干质量随竹秆高度的增加而逐渐降低, 其干质量的 42. 79%集中于 2 m 以下,
50 林 业 科 学 研 究　　　　　　　　　　　　　　　第 12 卷
67. 33%集中于 4 m 以下。
( 2)枝、叶干质量最大值在 6～8 m 区分段,分别占 23. 18%和 23. 76%,由此分别向竹基和
竹梢递减; 40%以上集中在 4～8 m 段, 分别占 46. 01%和 43. 72%; 80%以上集中在 2～10 m
段,分别为 84. 23%和 80. 41%。
( 3)地上部分总干质量主要受秆干质量支配,所以与秆有相似规律, 28. 25%集中于 2 m
以下, 51. 41%集中于 4 m 以下。
表 5　麻竹人工林生物量的垂直分布 %
器　官 竹　秆　高　度/ m
0～2. 0 2. 1～4. 0 4. 1～6. 0 6. 1～8. 0 8. 1～10. 0 10. 1～12. 0 12. 1～14. 0 14. 1～16. 0 16. 1～18. 0
合计
秆 42. 79 24. 54 15. 48 9. 36 4. 92 1. 86 0. 65 0. 30 0. 10 100
逐段累计 42. 79 67. 33 82. 81 92. 17 97. 08 98. 95 99. 60 99. 90 100
枝 3. 56 22. 12 22. 83 23. 18 16. 10 7. 37 3. 66 1. 00 0. 18 100
叶 1. 35 18. 62 19. 96 23. 76 18. 07 11. 51 5. 10 1. 36 0. 27 100
地上部分 28. 25 23. 16 17. 73 14. 46 9. 26 4. 46 1. 95 0. 61 0. 12 100
逐段累计 28. 25 51. 41 69. 14 83. 60 92. 86 97. 32 99. 27 99. 88 100
3　结　论
　　( 1)麻竹人工林生物量可用数学模型估计, 地上部分总生物量和秆生物量可用一元幂函数
模型 m= a·( D 2H ) b 进行回归分析,相关系数 r> 0. 9;以该模型估计枝、叶生物量时, r 较低,
需引进枝下高因子,适用的模型是二元幂函数模型 m= a·D b·( H - h) c 或 m= a·D b·[ ( H
- h) / h]
c。
( 2)闽南地区麻竹人工林地上部分平均现存生物量为 39. 518 t·hm- 2 ,以年龄分配为: 3
年生占 59. 17% , 2年生占 22. 85% , 4年生占 13. 56%, 5年生占 3. 88% ;按器官分配为:秆占
62. 81% ,枝占 21. 38%, 叶占 15. 81% ;以空间分配为:地上部分总生物量与秆生物量随竹秆高
度增加而降低, 50%以上集中于 4 m 以下, 枝、叶生物量最大值集中在 6～8 m ,因此分别向竹
基和竹梢降低, 40%以上集中在 4～8 m。
参　考　文　献
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Aboveground Biomass of Dendrocalamus latif lorus
Plantation in South Fujian
Zhou Benz hi
1)　Wu L iangru1)　Zou Yueguo2)
( 1) T he Resear ch Inst iute of S ubt ropical Fores t ry, CAF, 311400, Fuyang , Zhej iang ,C hina;
2) For est Bureau of Huaan Coun ty , Fujian Pr ovin ce, 363800, Huaan , Fuj ian, Chin a)
　　Abstract　T he const ruct ion o f aboveg round biomass and biomass model o f Dendr ocala-
mus latif lorus plantation in South Fujian are studied in this paper. T he results ar e show ed as
fo llow s: ( 1) T he abovegr ound biomass and the biomass of culm of D . latif lorus may r eliably
be calculated by the model, m= a·( D 2H ) b , but the biomass of it s culm and leaf may no t . In
order to calculate it , it is necessar y to int roduce the factor, clear -height , and the models, m=
a·D b( H - h) c and m= a·D b·[ ( H - h) / h] c. ( 2) The total aboveg round biomass of D . lat i-
f lorus plantat ion in South Fujian is 39. 518 t·hm- 2 . The biomass of 3-year-old is the high-
est , account ing for 59. 17 per cent of the total, fo llow ed by that o f 2-, 4-and 5-year-old suc-
cessively. T he biomass o f culm is the highest in terms of or gan, account ing for 62. 81 per-
cent o f the fo tal , fo llow ed by that of branch and leaf successively . The total aboveground
biomass and the biomass of culm gradually decr ease along the height , and that of branch and
leaf gradually decreases f rom the sect ion o f 6～8 m to the top and to the bo ttom .
　　Key words　Dendr ocalamus latif lorus; biomass model; plantat ion
52 林 业 科 学 研 究　　　　　　　　　　　　　　　第 12 卷