全 文 ：林 业科 学研 究 19 9 5 , 8 (3 ) : 29 1~ 29 6
F o re st R e se a rc h
五台青杨天然林净生产力与
营养元素积累的研究 ’
张小泉 孟永庆 刘命荣 张复兴
摘要 五台青杨平均木各器官生物量与年龄的关系符合 LO gi st ics 生长方程 ; 全林及各器官净
生产力随年龄增长呈抛物线型变化 ; 年龄增加主干的组成比例也增加 , 而枝 、叶和皮则呈下降趋势 ;
平均木及全林各器官年均生物量和净生产力均在 31 ~ 3 年生时达最大值 , 年间最大值出现在 20
~ 2 7
a ;叶片干材净同化率在 24 a 达最大值 , 3 a 后同化率极低 , 主伐年龄不宜超过 3 a ;各器官营
养元素含量以 C a 最高 , N 和 K 其次 , P 和 M g 最低 ; 各元素含量叶片普遍高 , 主干最低 ; 80 % 以上养
分集中于枝 、叶 、皮和根中 , 主伐时宜尽量将其留在采伐迹地上 , 以维护地力 。
关键词 生物量 、 净生产力 、 营养元素 、 净同化率
五 台青杨 (p 妒 u lu s c a th a 少a n a R e h d . X p . s im o n ii C a r r . )属青杨派的一种天然杂交种 , 它
生长迅速 ,性喜温凉湿润 , 要求较高的地下水位 , 天然分布于山西五台山 、恒山等海拔 1 20 0 ~
1 70 0 m 的河滩和沟谷地 。 近几十年来 , 在晋北高原各类河滩 、沟谷 、阶地和“四旁 ”均有大面积
栽培 , 成为该地 区主要的速生用材树种 。过去对五台青杨生产力及元素含量等有关方面的研究
报道很少 , 为有效利用五台青杨资源 , 维护五台青杨地力 , 进行系统的研究 。
1 试验地概况及研 究方法
1
.
1 试验地概况
研究于 1 9 9 2 年 8 月在山西省五台县南梁沟进行 , 该地 区为五台青杨天然生长最好的地区
之一 , 海拔 1 5 0 一 1 60 O m , 年均气温 3 C左右 ,年降水 8 0 m m ,年均相对湿度 85 肠左右 , 调查
的 1 6 个样地均设于河滩地和洪积扇上 , 质地为细砂土 , 含有机质 1 . 13 写 , 全 N 0 . 0 54 % ; 卵石
含 量 高 达 70 % ~ 80 % , 地 下 水位 2 ~ s m 。 林下 植 被 覆 盖率 10 % ~ 20 % , 主 要 为 沙棘
(月王户户OP ha e rh a m n o id e s L . ) 、绣线菊 (SP ira e a s a lie习乞lia L . ) 蓝花棘 豆 (O 江, t, -O户15 c a e ru le a
Pa ll
.
)
、篙类 (A tem is ia L . s p p . ) 、地榆 (S a n g u is切去a 侧(fi e in a lis L . )等 。
1
.
2 研究方法
选择立地条件基本一致 、不同年龄 、生长正常的五台青杨林分 , 设置 16 块标准地 , 每块面
积为 6 0 0 m , , 进行每木调查 , 每块标准地伐倒 1 株平均木 , 测定生物量及养分含量 。
(l) 主干 (下简称干 ) 、干皮 、枝条和叶片称其全量鲜重 , 测定含水率及叶面积指数 。
1 9 9 3一 0 5一 0 5 收稿 。
张小泉助理研究员 , 孟永庆(中国林业科学研究院林业研究所 北京 10 。。9 1 )‘刘命荣 , 张复兴 (山西省五台山森林经
营局 ) 。
. 本研究是国家勺、五 ”科技攻关专题 “太行山花岗片麻岩生态林业工程模式及效益研究 ”部分内容 .
林 业 科 学 研 究 8 卷
(2) 地下部分挖 出全部伐根 (挖至 2 m m 左右细根 ) , 并称其鲜量全重 , 测定含水率 。
(3) 室内按常规方法测定各器官 N 、P 、K 、C a 、M g 等元素含量 。
2 结果与讨论
2
.
1 五台青杨生物量与净生产力
2
.
1
.
1 不 同年龄平均木各器官生物量 表 1( 见下页 )表明 , 五台青杨林分平均木各器官生物
量及总生物量 , 在 24 a 以前随年龄增长而迅速增加 , 以后减慢 , 并逐步趋向一稳定值 。
五 台青杨平均木生物量 (w )随年龄 (A )的变化符合一定的生物学规律 , 用 L og ist ics 生长
方程 : w 一K / (l 十M 又 e 一 “ K ”)[l 〕可以很好地表达这种变化规律 , 经拟合方程中各参数见表 2 。
方程中参数含义 : K 为生物量增长的上界 ; M 决定了曲线的拐点 ; R 决定曲线的变化速度 ; M
和 R 共同确定了曲线的走向和增长趋势 ; e 为自然常数 。
各器官和全株生物量的年均生长量和年间生长量表明(表 1 ) , 年均生长量在 31 一3 a 达
最大值 , 年间生长量在 20 一 27 a 间达最大值 ,根据经理规程 , 年均生长量达最大值的年龄为森
林数量成熟龄 , 则该年龄可作为主伐年龄 [z] 。 可见五台青杨林的主伐年龄应为 31 ~ 3 a 。
此外 , 地上部分生物量与地下部分生物量之比(p ) , 随年龄(A )增加而呈直线增加 , 其直线
回归方程为 : P = 3 . 7 47 2 5 1 + 0 . 0 6 9 7 4 3 2 8 x A (相关系数 0 . 98 3 6 , 标准差 0 . 1 5 ) 。
表 2 用 L o gl s ti cs 生长方程拟合生物t 模型各参数
生 物 量 组 成
地 上 部 分 量
根 量
总 生 物 量
6 6
.
7 9 5 6 7
6 2
.
0 2 1 50
4 2 5
.
3 8 4 9 0
2 6
.
8 6 2 9 8
12 4
.
4 0 4 2 0
1 16
.
7 9 6 1 0
12 1
.
6 4 6 3 0
0
.
1 7 8 4 20 8
0
.
1 9 2 8 6 8 0
0
.
2 2 4 4 9 9 0
0
.
1 5 4 0 1 0 3
0
.
1 8 9 2 5 0 6
0
.
2 0 1 9 8 4 0
0
.
1 9 0 0 2 6 3
6 8
.
1 0 6 4 6
3 3
.
0 0 9 3 0
2 4 9
.
8 3 0 4 0
2 4
.
0 0 5 7 6
3 6 4
.
8 5 3 10
5 8
.
0 15 50
4 1 9
.
8 9 3 5 0
复相关系数
0
。
9 8 8 1 8 7
0
.
9 5 0 0 6 1
0
.
9 5 3 1 5 3
0
.
9 4 9 1 0 5
0
。
9 7 1 6 4 3
0
.
9 7 1 7 1 2
0
.
97 2 1 9 5
量
皮
枝叶干
2
.
1
.
2 生物净生产力 生物净生产力是生物生产力的最重要组成部分 , 它表示林分单位时间
单位面积 内除去呼吸消耗的生物量川 , 由于五台青杨林下植被及活地被物很少 , 可忽略不计 ,
因而五台青杨林分净生产力实际上等于其各器官生物量之总和 。 从前述生物量调查和摸拟方
程可得五台青杨各年龄阶段林分净生物生产力 (表 1 ) , 五台青杨林分总净生产力(t /h m , )最大
可达 4 5 2 . 9 , 叶 、枝 、干 、干皮和根分别可达 3 8 . 4 、 7 2 . 8 、 2 5 2 . 3 、 2 6 . 3 、 6 4 . 0 ;叶 、枝 、干 、干皮和根
占总净生产力的比例分别为 7 . 7 %一 1 5 . 5 % 、 1 5 . 6 %一 2 7 . 4 % 、 2 1 . 6 % ~ 5 7 . 7 % 、 5 . 5 %一 1 9 .
8 %
、
13
.
5 % ~ 17
.
2 %
, 地上部分 占 82 . 8 % ~ 86 . 5写 , 其中叶 、枝 、干皮所占比例随年龄增加而
下降 , 而树干随年龄增加呈上升趋势 , 根及地上部分所占比例随年龄变化不大 。
表 1 可见 , 五台青杨林分年均净生产力 (t /h m Z )最大可达 1 4 . 2 , 叶 、枝 、干 、干皮和根分别
可 达 1 . 3 1 、 2 . 3 4 、 7 . 7 4 、 0 . 9 3 、 2 . 0 6 , 地 上部分可达 1 2 . 1 6 ; 年 I可净生 产力 (t / h m , )最大可达
3 2
.
1 1
, 叶 、枝 、干 、干皮和根分别可达 2 . 7 1 、 4 . 7 8 、 1 9 . 3 3 、 1 . 6 1 、 4 . 4 8 , 地上部分可达 2 7 . 63 。 与平
均木生物量生长过程相似 , 林分各器官及总生产力年均生长量最大值出现在 27 ~ 3 1 a , 年间生
长量最大值出现在 20 一 24 a , 尤其是干材 , 其年均和年间生长量分别在 31 a 和 24 a 达最大值 。
3 期 张小泉等 : 五台青杨天然林净生产力与营养元素积累的研究 2 9 3
表 1 五台青杨平均木生物t 与林分净生产力及其变化
(单位 : 生物t : k g /株 , 净生产力 : t / hm Z 、 % )
年龄 (a )
胸径 (em )
树高 (m )
株数 (株)
叶量
枝量
干量
干皮量
地上部分
6 8 9 1 2 13 1 4 l8 2 0 2 4 2 7 3 1 3 3 38 4 3 4 4
5
.
5
3
.
8
2 3 9 6
1
.
5
2
.
6
2
.
9
1
.
6
8
.
6
1
.
6
1 0
.
2
4
.
1 5
.
7 7
.
0 7
.
5
7
.
0 8
.
8 1 0
.
7 9
.
0
2 3 1 4 2 17 8 2 2 1 5 2 10 3
2
.
3 2
.
8 7
.
5 7
.
9
3
.
7 5
.
1 7
。
4 8
.
1
4
.
2 5
.
8 1 4
.
1 16
.
1
2
.
6 3
.
6 6
.
0 6
.
9
12
.
8 1 7
.
0 3 5
.
0 3 9
.
0
3
.
1 5
.
1
2 0
.
1 4 0
.
1
7
.
7 14
.
4 17
.
1 2 0
.
2 2 1
.
2 2 1
.
8 2 3
.
7 2 4
.
5 2 4
.
0 2 5
.
5
9
.
8 12
.
9 1 4
.
5 1 6
.
0 15
.
1 17
.
5 2 0
.
8 1 6
.
9 1 9
.
2 2 1
.
2
2 0 7 8 18 58 17 3 7 1 5 3 3 1 3 2 1 13 4 5 1 2 6 7 10 5 6 8 7 2 8 4 2
1 0
.
9 1 6
.
3 2 1
.
8 2 4
.
7 2 5
.
9 26
.
2 2 8
.
3 2 7
.
6 2 9
.
6 3 0
.
7
1 0
.
8 20
.
1 3 1
.
8 4 0
.
6 4 5
.
0 53
.
4 6 1
.
6 6 2
.
9 6 2
.
7 6 6
.
8
3 2
.
3 6 1
.
7 8 6
.
2 1 2 0
.
0 1 4 3
.
2 1 69
.
9 1 9 3
.
2 2 0 0
.
0 2 1 1
.
8 2 3 9
.
9
7
.
8 1 1
.
6 13
.
6 1 5
.
3 1 6
.
4 16
.
1 1 9
.
9 2 0
.
2 2 0
.
4 2 1
.
1
6 2
.
8 1 0 9
.
7 1 5 3
.
2 2 0 0
.
6 2 3 0
.
5 2 6 5
.
6 3 0 3 0 3 1 0
.
7 3 2 4
.
5 3 5 8
.
5
7
.
8 2 3
.
2 3 7
.
0 5 1
.
5 5 2
.
5 5 0
.
0
7 0
.
6 17 6
.
4 2 6 7
.
5 3 5 4
.
5 3 6 3
.
2 3 7 4
.
5
平均木物量生
6jJ,叮沙n及,自0,曰bt了O0⋯枝量
干量
9
.
1 6 4
0
.
7 6
0
.
1 0
1
.
5 4
0
.
3 6
5
.
67
1
.
4 5
0
.
5 4
0
.
1 2
8
.
5 0
2
.
0 3
1
.
3 2
0
。
2 2
9
.
8 2
2
.
2 5
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J任亡q山tlUO
0.0.0.氏0.LI
干皮
地上
L10.3一37根量
全株
年均
年间
年均
年间
年均
年间
年均
年间
年均
年间
年均
年间
年均
年 间
0
.
9 2
0
.
7 5
1
.
7 4
2
.
0 1
5
.
7 5
11
.
5 2
0
.
6 3
0
.
5 6
9
.
0 4
14
.
8 4
1
.
5 3
1
.
7 5
10
.
5 7
16
.
5 8
平均木年及生间物量
2.7L
2 1
.
0 2 4
.
8 3 1
.
5 2 1
.
6 28
.
4
1 3
.
7 1 2
.
9 1 1
.
1 9
.
8 8
.
7
3 4
.
3 4 1
.
0 54
.
3 5 8
.
4 72
.
4
2 2
.
4 2 1
.
3 19
.
1 1 7
.
7 16
.
4
5 4
.
9 7 5
.
6 13 0
.
4 1 6 6
.
1 2 3 9
.
9
3 5
.
8 3 9
.
1 4 5
.
8 5 0
.
3 54
.
4
1 6
.
6 1 8
.
7 2 2
.
1 2 2
.
3 26
.
3
1 0
.
9 9
.
7 7
.
8 6
.
8 6
.
0
1 2 6
.
8 1 5 9
.
9 2 3 8
.
3 2 7 9
.
4 3 7 7
.
0
8 2
.
8 8 2
.
9 8 3
.
7 8 4
.
5 8 5
.
5
2 6
.
4 3 3
.
0 4 6
.
4 5 1
.
1 6 3
.
8
1 7
.
2 1 7
.
1 1 6
.
3 15
.
5 1 4
.
5
1 5 3
.
2 1 9 2 : 8 2 8 4
.
7 3 3 0
.
5 4 4 0
.
8
8 3 3
8
.
3
7 2
.
8
1 6
.
1
2 5 2
.
3
5 5
.
7
2 6
.
1
5
.
8
3 8 8
.
9
8 5
.
9
64
.
0
1 4
.
1
5 2 8
.
3
9 7
.
7
6 6
.
8 5 7
.
6
1 5
.
7 15
.
6
2 4 4
.
0 2 1 2
.
6
5 7
.
3 5 7 7
2 3
.
5 2 0
.
2
5
.
5 5
.
5
3 6 7
.
9 31 8
.
7
8 6
.
4 86
.
5
5 8
.
1 4 9
.
6
1 3
.
6 13
.
5
45 2
.
9 4 4 6
.
0 36 8
.
3
口dQOU月悦l‘1.till?一1J
.
.⋯OdJ啥1连月匕n,七J‘任伟乙atIQ,孟1n‘,臼q乙Od1l门JR116叶 量百分含量枝 量
百分含量
干 量
百分含 量
干 皮
百分含量
地 上
百分含量
根 量
百分含量
全 林
3
.
9
1 5
.
5
6
.
8
2 7
.
4
5
.
4
2 1
.
6
4
.
9
50魂969192843.5
林分净产生力
315968570238424LI.么东丘180.1.024127965洲3蛇364881L2.屯么乐1909.274n37124058”93607“5L2.4313住729716“05942875973621.2.L43100798123950627841349180.乙L东1.5氏l.乐12265J.11月任了nCbtl1Q,曰⋯01, 1工叶量 0 . 6 608341972巧560.4L0.0.0.178.枝量
6940
n0口
干量
干皮
地上
亡Jti工J六j门O行矛n亡」
.⋯0‘伙d压根量全林
年均
年间
年均
年间
年均
年间
年均
年间
年均
年间
年均
年间
年均
年间
0
.
7 2
3
.
7 7
0
.
3 1 0
.
3 9
0
.
4 9 0
.
77
0
.
5 3 0
.
64
0
.
7 8 1
.
22
0
.
4 8 0
.
70
0
.
9 6 1
.
8 3
0
.
3 5 0
.
38
0
.
4 2 0
.
57
1
.
6 6 2
.
1 1
2
.
6 5 4
.
38
0
.
3 2 0
.
4 3
0
.
5 6 0
.
94
1
.
9 9 2
.
54
2
.
2 1 5
.
32
6
.
0 10
.
3
1 5
.
5 1 5
.
2
9
.
3 1 7
.
0
2 6
.
4 2 5
.
3
1 0
.
5 1 8
.
6
2 4
.
4 2 7
.
6
6
.
8 1 0
.
2
1 7
.
4 1 5
.
1
3 2
.
6 5 6
.
1
8 3
,
7 8 3
.
2
6
.
3 1 1
.
3
1 6
.
3 1 6
.
8
3 8
.
9 6 7
.
4
0
.
6 7 0
.
85
1
.
0 6 1
.
70
1
.
1 4 1
.
4 2
1
.
7 1 2
.
70
1
.
0 6 1
.
5 5
2
.
1 0 4
.
04
0
.
7 5 0
.
8 5
0
.
9 1 1
.
2 7
3
.
6 2 4
.
68
4
.
7 8 9
.
7 1
0
.
7 0 0
.
9 4
1
.
2 1 2
.
0 9
4
.
3 3 5
.
6 2
6
.
9 9 1 1
.
7 9
1
.
2 4 1
.
15 0
.
8 8
1
.
0 0 0
.
9 0 0
.
2 5
2
.
3 4 2
.
2 1 1
.
7 6
2
.
7 0 2
.
0 3 0
.
8 4
7
.
7 4 7
.
6 4 6
.
4 2
1 5
.
50 11
.
3 1 4
.
2 4
0
.
8 5 0
.
7 9 0
.
62
0
.
7 5 0
.
5 7 0
.
2 6
1 2
.
16 1 1
.
7 9 9
.
6 8
19
.
9 6 1 4
。
9 1 5
.
5 9
2
.
0 6 1
.
9 4 1
.
5 3
2
.
3 5 1
.
6 7 0
.
6 0
14
.
2 2 1 3
.
72 1 1
.
2 1
2 2
.
3 0 1 6
.
5 9 6
.
2 0
林分均年及净间产生力
林 业 学 究29 4 科 研 咒 8 卷
2
.
1
.
3 叶片净同化率 林分净生产力实际上是通过叶片的光合作用完成的 , 因此林分生产效
率的高低取决于叶量的多少与叶面积的大小[’] , 通过对 13 株平均木的 21 个叶样品的测定分
析 , 叶面积 S (c m , )与叶片干重 w (g )之间满足直线关系 , 其回归方程为 :
S = 0
.
7 2 1 8 3 2 3 + 3 0
.
8 7 8 7 X W (相关系数 R = 0 . 9 8 4 4 )
叶片净光合同化率 尸一年间净生产量/ S
表 3 可见 , 五台青杨叶片对干材的净同化率 , 在中幼林阶段随年龄和叶面指数的增加而增
加 , 当叶面积指数增加至 9 . 73 时 (年龄 24 a ) , 净同化率达最大值 , 每平方米叶面积每年可生产
1 98
.
6 9 干材 , 以后随年龄增加和叶面积指数的变化 , 干材净同化率急剧下降 , 特别是 3 a 以
后净同化率已经很低 , 因此无论从前述的年间生产量和平均生产量看 , 还是从净同化率的变化
看 , 五台青杨的主伐年龄应在 30 a 左右 , 否则会造成地力的浪费 。
表 3 五台青杨叶面积指数及干材净同化率
年 龄 (a ) 12 1 4 18 2 0 24 2 7 3 1 3 3 3 8 4 3
叶面积指数 (m Z / m Z )
干材净同化率〔g / (m Z · 。)〕
1
.
19
1 0 0
.
4
1
.
8 6 3
.
17 4
.
1 0 6
.
4 7 7
.
6 6 9
.
7 3 1 0
.
0 5 11
.
8 5 11
.
6 7 10
.
34 8
.
7 5
1 1 2
.
6 1 2 7
.
7 1 3 9
.
6 1 6 8
.
0 18 2
.
5 1 9 8
.
6 1 8 4
.
7 13 0
.
8 99
.
5 4 1
.
0 14
.
5
2
.
2 五台青杨营养元紊积累
2
.
2
.
1 各器官营养元素含童与分布 [s] 7 株平均木各器官元素含量的采样分析表明(表 4) ,
各器官元素含量有很大差异 , 叶片和枝条养分含量 由大到小为 : C a 、N 、K 、M g 、P , 树干 、干皮和
根为 : C a 、K 、N 、M g 、P 。 叶片元素含量明显高于其它器官 , 干皮 、枝条 、树根 、树干中各元素含量
依次降低 。 不同年龄阶段各器官营养元素含量变化规律不一定 。
表 4 五台青杨各器官元素含 t (单位 : % )
器官 年龄(a) N
1
.
8 3 1
1
.
8 5 2
3
。
0 0 3
l
。
8 2 1
1
.
6 2 8
1
.
9 6 7
3
.
9 3 1
0
.
6 3 4
0
.
5 2 7
0
.
8 2 0
0
.
7 1 1
0
.
5 6 6
0
。
6 5 6
0
.
4 9 9
0
.
3 4 0
0
.
17 9
0
.
2 9 3
0
。
2 8 4
0
.
3 0 2
0
.
3 7 2
P
0
.
4 4 1
0
.
1 7 5
0
.
1 4 7
0
.
1 3 2
0
.
1 5 7
0
.
1 4 6
0
.
1 5 9
0
.
1 0 1
0
.
0 6 4
0
.
0 9 7
0
.
0 8 3
0
.
0 8 7
0
.
0 6 2
0
.
0 6 6
0
.
1 2 9
0
.
0 3 9
0
.
0 6 4
0
。
0 2 7
0
.
0 3 5
0
.
0 2 5
K
2
.
0 4 2
1
.
2 7 0
l
。
3 7 0
1
.
4 5 3
1
.
7 1 0
1
.
3 5 3
1
.
9 9 2
0
.
4 5 7
0
.
3 1 4
0
.
4 2 8
0
.
4 9 8
0
。
4 4 2
0
.
2 7 9
0
。
5 7 4
0
。
8 3 8
0
。
3 1 3
0
.
3 9 3
0
.
3 5 3
0
.
3 2 4
0
。
2 8 3
C a
1
.
5 0 1
2
.
6 72
2
.
4 2 1
2
.
2 4 1
2
.
5 1 1
2
.
6 7 1
2
.
5 0 3
0
.
9 2 5
l
。
2 5 3
2
.
0 8 3
0
.
9 9 3
l
。
0 9 6
1
.
17 1
1
.
8 3 2
1
.
5 3 7
0
.
7 5 0
1
。
4 2 2
0
。
8 2 9
0
。
7 0 8
0
。
9 7 4
M g
0
.
2 2 0
0
.
2 2 4
0
.
2 2 5
0
.
2 1 5
0
.
2 8 9
0
.
3 3 1
0
.
2 3 2
0
.
0 9 4
0
。
0 7 8
0
.
1 1 3
0
.
0 9 3
0
.
0 6 4
0
.
0 9 5
0
。
1 2 1
0
。
1 0 2
0
。
0 4 0
0
.
0 5 6
0
.
0 4 9
0
。
0 5 4
0
。
0 4 8
器官 l年龄 (。 ) N
0
.
6 5 1
0
.
4 9 7
0
.
6 5 6
0
.
4 6 6
0
.
5 6 1
0
.
6 0 1
0
.
5 8 8
0
.
1 1 0
0
.
0 7 5
0
.
0 7 8
0
.
10 8
0
.
0 3 3
0
.
0 6 3
0
.
1 1 5
P
0
.
10 5
0
.
0 7 9
0
。
1 0 5
0
。
0 6 8
0
.
0 9 9
0
.
0 8 3
0
.
0 4 4
0
.
0 3 9
0
.
0 1 8
0
.
0 1 6
0
.
0 1 8
0
.
0 1 2
0
.
0 1 1
0
.
0 1 9
K
0
.
7 30
0
.
6 9 1
0
.
5 3 2
0
.
6 7 5
0
。
6 9 7
0
.
5 7 8
0
.
4 4 7
0
.
2 0 1
0
.
1 0 2
0
.
2 5 0
0
.
2 5 8
0
.
0 9 9
0
.
1 3 1
0
.
1 8 6
C a
2
.
5 0 2
3
.
17 4
2
.
1 73
2
.
1 7 3
2
.
7 3 6
2
.
3 3 0
2
.
4 2 0
0
.
17 6
0
.
17 7
0
.
4 24
0
.
4 2 2
0
.
13 2
0
.
17 6
0
。
33 1
M g
0
。
1 5 1
0
.
11 2
0
.
0 8 9
0
.
12 0
0
.
1 5 1
0
.
1 5 1
0
.
1 2 2
0
.
0 3 5
0
.
0 14
0
.
0 2 2
0
.
0 3 0
0
.
0 2 7
0
。
0 3 1
0
。
0 1 6
6142038一
干皮
6142038
叶片
树干
142038一6
枝条
树根
3 期 张小泉等 :五台青杨天然林净生产力与营养元素积累的研究 29 5
2
.
2
.
2 林分苦养元素积 军 如在 24 ~ 38 a 左右采伐 , 其林分的营养元素积累量 (k g /h m Z )为
(表 5 ) : N : 1 3 3 4 . 9 ~ 1 6 1 7 . 1 , P : 1 3 8 . 2 2 ~ 2 0 1 . 0 5 , K : 1 2 3 1 . 1 ~ 1 6 0 7 . 3 , C a : 2 5 5 9 . 4 ~ 3 2 4 6 .
5, Mg: 20 6. 6一 3。& O , K 、Ca 、N 元素积累量较高 , P 和 M g 较少 ;尽管叶片和枝条生物量仅占
总量的 10 %和 20 %左右 , 但其积累的元素却占林分总积累量的 50 %以上 , 其中N 可达 70 写左
右 , 树干生物量占总量的 4 5 . 8% ~ 57 . 3 % , 但因其元素含量低 , 积累的元素量仅占林分总量的
5
.
7 % ~ 26 %
,
N 元素仅占 10 %左右 ; 干皮元素含量虽高 , 但其生物量低 , 积 累的元素量也较
少 , 仅占 10 写左右 。
表 5 五台青杨曹养元素积莱t (单位 : k g /h 心、 % )
积一67器官
年龄
(a ) 占总t 占总t 占总t 泉 占总t
3 2
。
8
3 6
.
7
3 6
.
1
2
‘份月产09月n7901勺亡J‘4
.⋯O,工C月Dnjn甘1工b吐且..止孟叶
积 累
5 7 3
.
3
6 1 6
.
1
6 5 9
.
9
3 8 6
。
l
4 12
.
0
4 3 8
.
2
14 0
。
8
8 3
.
2
15 3
。
7
10 2
.
9
1 4 6
。
4
14 1
。
2
13 1
。
8
19 3
.
3
2 16
。
l
1 3 3 4
.
9
1 4 5 1
.
0
1 6 17
。
l
占总量
4 2
。
0
4 2
.
5
4 0
.
8
2 8
.
8
2 8
。
4
2 7
.
1
1 0
.
5
5
.
7
9
.
5
7
.
7
1 0
.
1
8
.
7
9
。
9
1 3
.
8
1 3
.
4
积 累
4 1
.
5 8
5 9
。
3 5
4 8
.
9 1
3 0
.
1
2 9
.
5
3 2
.
3
3 2
.
7
3 1
.
5
2 7
.
4
17
.
3
1 5
.
0
17
.
8
1 0
.
9
1 2
.
8
12
.
9
9
.
1
1 1
.
1
9
.
6
积 泉
4 5 7
。
7
6 4 6
。
4
4 5 3
。
2
积 累
70 5
.
1
94 9
。
l
8 9 4
。
8
枝
4 5
.
2 0
6 3
.
3 3
4 1
。
4 2
干
皮
1 0 0
1 0 0
1 0 0
2 3
.
9 5
3 Q
.
1 6
2 6
.
8 4
1 5
.
0 3
2 5
.
8 4
1 9
.
5 0
1 2
。
5 3
2 2
.
4 0
1 4
.
5 2
13 8
.
2 2
20 1
.
0 5
15 1
.
20
10 0
10 0
10 0
2 7 0
.
4
3 2 1
。
8
1 8 6
.
4
3 3 6
。
4
2 4 9
。
8
3 1 9
.
6
1 4 9
.
2
1 8 1
.
9
1 3 5
.
8
1 6 3
.
8
2 0 7
.
4
1 3 6
.
1
1 3 7 7
.
5
1 6 0 7
.
3
1 2 3 1
.
1
3 3
.
2
4 0
.
2
3 6
.
8
19
.
6
2 0
.
0
15
.
1
2 4
.
4
15
.
5
26
.
0
5 3 9
.
2
7 9 7
。
9
7 8 2
.
2
4 5 0
.
3
3 3 2
.
1
4 2 9
.
4
4 8 0
.
2
7 1 4
。
0
5 4 7
.
6
3 8 4
。
6
4 5 3
.
4
4 6 8
。
5
2 5 5 9
。
4
3 2 4 6
.
5
3 1 2 2
.
5
2 7
。
5
2 9
.
2
2 8
.
6
2 1
.
1
2 4
.
6
2 5
。
0
17
.
6
10
.
7
13
.
8
18
.
8
2 2
.
0
17
.
5
15
.
0
14
.
0
15
。
0
10 D
2 4
.
4
1 5
.
6
2 0
。
6
10
.
8
1 1
。
3
1 1
.
0
3 9
.
12 1 8
.
9
6 7
.
7 5 2 2
.
8
7 4
.
9 2 2 4
.
3
2 6
.
52 1 2
.
8
3 9
。
4 1 1 3
.
2
3 5
.
48 1 1
.
5
2 2
.
74 1 1
.
0
3 4
.
5 6 1 1
.
6
2 3
.
0 9 7
.
5
2 0 6
.
6 0 10 0
2 9 7
.
5 5 10 0
3 0 8
.
0 2 10 0
‘
4,dR一4,口OUJ啥几jQ连8,dO内Jg一,J口口曰ngQ1几」
1 1
。
9
1 2
.
9
1 1
.
1
10 0
10 0
10 0
10 0
10 0
2438
计
根
吞口
综上所述 , 如果在 30 a 左右进行主伐 , 并将枝 、叶和皮等移出林地 , 将损失大量的营养元
素 , 对维护地力 , 保持五台青杨林分生态系统营养平衡十分不利 , 但若在采伐迹地上进行打枝
去皮 , 仅移走主干部分 , 则损失的元素量很小 , 将有 70 % 以上元素返回到土壤中 。 因此 , 无论何
种经营采伐或主伐 , 将枝叶等采伐剩余物留在林地上 , 是维护地力的重要措施 。
3 结语与建议
( l) 五台青杨平均木各器官生物量与年龄的关 系符合 L og ist ics 生长方程 , 年均生物量和
年间生物量随年龄增加呈抛物线型变化 , 并分别于 31 ~ 3 a 和 20 ~ 27 a 达最大值 。
(2) 林分净生产力随年龄增加而增加 , 31 ~ 3 a 达最大值 , 随后稍有下降 。主干和地上部分
随年龄增加所占比例上升 , 叶、枝和皮则随年龄增加所占比例下降 。
( 3) 林分各器官年均净生产力和年间净生产力随年龄增加而增加 , 并分别于 27 ~ 3 a 和
2 0 ~ 24 a 达最大值 , 随后两者匀呈下降趋势 。
2 9 6 林 业 科 学 研 究 8 卷
(4) 叶片净干材同化率从幼林至中龄林均较高 , 并略有增加 , 于 24 a 达最大值 , 随后急剧
下降 , 3 3 a 以后净同化率极低 , 不宜继续培养 。
(5 )各器官元素含量以 C a 最高 , 其次为 K 和 N , 最小为 P 和 M g ; 叶片和主干皮中各元素
含量明显高于其它各器官 , 主干中各元素含量极低 。
(6) 五台青杨近 、成熟林分积累了大量的 N 、P 、 K 等营养元素 , 80 %以上集中于叶 、枝 、皮
和根等器官中 , 故在采伐时宜尽量将这些器官留在采伐迹地上 , 以维护土地生产力 , 保持系统
养分平衡 。
参 考 文 献
l 郎奎健 , 唐守正 . IB M PC 系列程序集 , 北京 :中国林业出版社 , 19 8 9 . 2 4 ~ 27 .
2 北京林学院. 森林经理学 . 北京 : 中国林业出版社 , 19 8 4 . 3 5 ~ 64.
3 东北林学院. 森林生态学 . 北京 : 中国林业出版社 , 一9 8 1 . 1 6 0 ~ 16 7 .
4 叶镜中 , 姜志林 . 苏南丘陵杉木人工林的生物量结构 . 生态学报 , 19 83 , 3 (l ) : 7 ~ 13 .
5 陈章水 .方奇. 新组杨元素含量与生物量研究 . 林业科学研究 , 19 8 , l (5) : 5 35 ~ 5 39 .
R e s e a r eh o n th e N e t P r o d u e tiv ity a n d N u tr ie n t A e e u m u la tio n
o f th e N a tu r a l F o r e s t o f Pop u lu s ca th杯ya n a X P
.
s im o n ii
Z h a n g X t’a Oq u a n 材dn g YO n g q in g L iu M1’n g ro n g Z h a n g Fu x in g
A b s tr a et T he r e la t io n sh ip b e tw e e n the t r e e a g e a n d the a m o u n t o f bio m a s s o f d iffe r e n t
o r g a n s o f a v e r a g e t r e e e o u ld b e e x p r e
s s e d b y a L o g is t ie s fu n e tio n
.
T h e bio m a s s a n d n e t p r o
-
d u e t iv it y o f v a r io u s o r g a n s a n d the w ho le fo r e s t in e r e a s e d w ith t he in e r e a s e o f a g e a n d w a s
r e Pr e s e n te d by a Pa r a b o la
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M o r e tha n 8 0写 o f n u t r ie n t s w e r e e o n e e n t r a te d in the b r a n eh , le a v e , ba r k a n d r o o t . It 15
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K e y w o r d s b io m a s s
, n e t p r o d u e t iv it y
, n u t r ie n t
, n e t a s sim ila t io n r a te
Z ha n g X ia o q u a n
,
A s s is ta n t P r o fe s s o r
,
M o n g Y o n g q in g (T h e R e s e a r e h In s rit u t e o f F o re s t r y
,
CA F 压iiin g 10 0 0 9 1 ) ;
L iu M in g r o n g
.
Z ha n g F u 石n g (Fo re s t B u r e a u o f W u ta ish a n , Sh a n x i p r o v in e e ) .