全 文 ：第 3 卷 . 第 5 期
1 9 9 0 年1 0 月
林 业 科 学 研 究
FO R E S T R E S E A R C H
V o l
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3
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5
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. , 1 9 9 0
泡 桐 生 物 量 的 研 究 .
陆 新 育
(中国林业科学研究院林业研究所)
陈绍信 李森泉 常显明
(安徽省肠山县林业局 )
摘要 本文通过时 1 ~ 8 年生兰考泡祠生物量的研究 , 揭示 了各器官之间的内
在联 系以 及 变化规律: 泡桐各器官生物量与 (力, . , ZH )有密切相 关关 系 ; 树干生物 量
向上呈递减趋势 ; 在中、 幼龄阶段 , 细枝所占的比例较大 , 其次为中枝、 大枝 , 6
、 7 年 以 后 大枝最重 , 其次为中枝 、 小枝 , 在树根生物量中 , 根桩所 占的比例最 大
(40 % ~ 60 % )
, 各级根系生物量随树龄而异 , 树龄增加 , 较粗的根占的比例增 大 ,
而直径 4 c m 以下 的根呈 减小趋势 , 全株各器官生物量 3 年生前顺序 为: 根 > 千>
叶> 枝 , 3 年生后 为 : 干> 枝 > 根 > 叶> 花> 果 。
关键词 兰考泡桐 , 生物量
泡桐 (尸au l* : ia 。l。, g at a) 是我国著名的速生用材树种 L’] , 深受广大群众喜爱 。 以 往人
们对泡桐种类 、 分布 、 生态特性 、 农桐间作等研究较多, 但对泡桐生物量研究报道甚少。 本
文试从生物量 的角度较客观地判断物质能量积累的动态过程 , 从而为科学制订泡桐抚育管理
及利用措施提供科学依据 。
一 、 试验区自然概况
试材取自安徽省杨山县(1 1 6 “。9 ’~ 1 1 6 0 3 8 ’ E , 3 4 0 1 6 ‘~ 3 4 “ 3 9 ’ N )。 地处暖温带和 北
亚热带之间 , 属季风区半湿润气候 。 年平均气温14 O C , 平均降水量7 73 m m ; 平均 日照 时
数 2 4 8 0 . 6 h , 无霜期19 9天 , 土壤为幼年褐土一盐潮土和脱盐化潮土 , 质地多为沙质壤土 ,
地下水位 2 ~ 4 m 。
二 、 研 究 方 法
(一) 样木选择与浦定
首先在林相整齐 、 不同年龄、 具有代表性的农桐间作林中设立样地 , 进行每木检尺 , 选
本文于 1 9 9 0年 2 月1 0 日收 到。
* 此项研究 为国家 “七五 ”攻关课题泡桐速生丰产技术研究部分内容。 工作中得到我院竺攀华研究员的指导 , 安 徽省研山
县袍桐试 验站曹效珍、 杨素秋同志的大力协助。
4 2 2 林 业 科 学 研 究 3 卷
择客年龄平均木为样木 , 1 ~ 2 年生各选 3 株 , 3 ~ 4 年生各选 2 株 ; 5 ~ 8 年生各选 1 株。
样木测定因子有 : 胸高直径 、 树高、 枝下高、 接干高、 冠幅、 立木材积以及根 、 干、枝 、
皮、 叶、 花、 果的鲜重与烘干重 Iz1 。
(二 ) 生物盘浏定与取样 . ⋯-
将上述样木伐倒 , 挖出根系 , 分别称量全株地上部分及地下部分鲜重。 并现场取样 , 室
内烘干称重 , 计算单株生物量 。
1
. 树干 分苗干和接干两部分 。 苗干按 lm 区分段 , 全部称鲜重 。 锯 下 1 . 3 m 处圆盘及
苗干中央圆盘 , 及时称圆盘带皮 、 去皮重 , 带皮 、 去皮直径 、 盘高等 。 室内烘干称重 , 以推
算苗干的带皮、 去皮重 。 一接干 、 二接干等称鲜重后分别取接干中央圆盘 。
2
. 树枝 分为三级 : 大枝 (D > s c m ) , 中枝( 8 ~ 4 c m ) , 小枝(D < 4 c m )。 全称 鲜 重
后每级取1 0 0 ~ 1 5 0 9 为样品 , 另称带皮重和去皮重 。 用排水法求带皮材积 与 去 皮材 积
后 , 带回烘干称重 。
3
. 树 叶 分叶柄 、 叶片两部分 。 1 ~ 4 年生泡桐 , 将树叶全部摘下 称 鲜重 , 5 ~ 8 年
生分上、 中、 下三部取 6 ~ 9 个样枝 , 查叶片数 , 称鲜重。 每 株 树 取250 ~ 5 0 9 样叶 , 求
叶面积 。 以推算全株叶重 、 叶面积。
4
。 桐花 首先调查开花率 , 分无 、 少、 多花三级 。 共设 10 个调查区 , 各区按 树 龄查 10
株泡桐样树 , 全称花量 。 桐花又分全开 、半开、 花蕾三级 , 每级取 250 ~ 50 0 9 查数 , 烘干称重。
5
. 果实 查全树实有果实数 , 并取10 ~ 20 个鲜果为样品 , 以推算果实生物量。
6
。 树根 分根桩 、 大根(D > 4 e m )、 中根 ( 4 一 1 . s em )、 小根 (1 . 5~ 0 . s e m )、 细 根
(< 0
。
5 c m )
、 吸收根 。 垂直调查 , 从地面向下每20 c m 为一层。 水平调查 , 以树为中心向外
放射状 , 每Zm 为一小区 。 按离树不同小区距离 , 不同层次深度 , 不同等级的树根分别称重 。
每级约取1 00 9 作为烘千样品。
(三 ) 建立生物盆相关关系
利用已获取的资料, 建立起各器官生物量之间的回归方程 , 对深入研究 , 以及在实际中
应用都有重要意义 。 据英国 J. 5 H u xl ey 的理论 , 生物体各部分器官之间普遍存在着 相 对
生长规律 , 这种规律可用数学式表示 [s] 。
本文确定了树干重量 (评)、 树皮重量 、 树枝重量 、 树叶重量、 花量 、 果量 、 树根重 量 、
地下部分重量 , 全树重量与胸高直径平方和树高的乘积(力: . 3 : H )之间为 幂函数相关关系。
即 : W = a (乃: . 3 ,万)‘
为使其线性化 , 两边取对数得 :
lg w = lg
a + 石19 力1 : 3 2H
用最小二乘法求a 、 b参数 , 配置泡桐各器官生物量对数回归方程 。同时求出相关系数 : 。
为了解重要部分生物量之间的相关性 , 同时还建立了几组线性方程 。
三 、 结果与分析
(一 ) 泡桐各器官的千湿比
本文所讲的干湿比是指干重占鲜重的百分比 , 不同的地理位置 、 土壤条件、 空气湿度等
5 期 陆新育等 : 泡桐生物量的研究 4 2 3
产一一一一—一一—— -— -自然条件在树木生长的干湿比上都有所反应。 泡桐幼龄和中龄阶段一般生长较快 , 千湿比较小。 随树龄的增加 , 生长速度减慢 , 干湿比提高 。 在一年间春夏两季 , 树液 流 动 快 , 生 长旺盛 , 干湿比小 , 秋冬季树液回流 , 干湿比增大 。 据调查 , 饱桐全树的 干 湿 比一般为25 %~ 3 2 % 。 而不同部位、 器官的千湿比差别很大(表 1 )。根的干湿比因部位、 功能不同也有区别。 吸收根干湿比 最 小 , 一般为 8 % ~ 15 % ; 根
桩的干湿比介于树干与根系之间 。 其他各种根系虽然分布深度不同 , 但干湿比相差不大 。 随
根径变细 , 分布加深 , 干湿 比略有减小 , 但总在18 % ~ 2 %之间。 表 1 可以看 出 抱桐地上
各部分干湿比有明显不同。 以中枝的干湿比最大 。 小枝多为当年生新枝 , 木质化程度很低 , 生
长快 , 因而千湿比小于中枝 。 全株干湿比呈中枝> 大枝 > 接干 > 苗干 > 树根 , 依次降低趋势 。
冈幽四门日表 1 泡桐不周材盼各. 官
千沮比 (单位 : % )
木质部 树皮
(%)公洲二认樱 1 {2 3 4 5 6 7 8花 , 1 只3 8 。 9 16 。 8 1 6 . 4 1 6 。 1 1 6 。 8 1 5 . 1 1
}
‘“· 8
小 枝 28 _ 2 3 8 . 9 3 9 , 2 3 9 . 2 又5 7 }3 8 · 4中 2 8 . 4 5 5 . 3 5 今 , 通, n 5 5 . 5
大 枝 20 . 7 5 0 。 6 5 0 。 4
接 千 傀, 俄 夏妥‘昼二;:;}3 9 . 1
主 千 4 9 . 3 2 7 . 1树 根 4 9 . 3 4 0 。 8 0 . 5 , 2 2 ,
28
·竺4 4 . 1 2 8 . 8 2 8 . 9二二’二21 . 8 2 2 。 了3 2 . 5 2 2 。 7 {22 · 3
2 1
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8
平 均 2 1 。 启25 . 3 25 . 7 睁1 凭 , , , 2今。 5 , 0 1 3 0 。幻
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花
地上器官
图 1 5 年生泡桐地上器官木质部与树 皮干湿 比
树皮与木质部分的干湿比变化 , 与全树相同 。但木质部变化幅度大于树皮 ( 图 1 ) 。成熟度
基本一致的不同树龄桐花与桐果干湿比没有明显差别 。 桐花的干湿比与树木地上各器官相比
为最低 。 桐叶干湿比与树木长势 、 树龄等因素有关 , 其变化幅度尽管不大 , 但趋势较明显 。
据 7 月份调查, 1 年生泡桐叶干湿比 : 叶片为2 6 。 7 % , 叶柄为2 5 . 3 % 。 2 年生 泡 桐 : 叶片
为3 0 . 4 % , 叶柄为24 . 4 % 。 而 7 年生泡桐叶片为 3 . 3 % , 叶柄为25 . 8 % 。随树龄增加 , 干湿
比有提高趋势。
图 2 5 年生泡桐单株生物量分配
(二) 饱桐生物且的分配
1
. 树干 一株 5 年生泡桐树千重量 为 34 . 6 7 k g , 占
全株总量的 37 。 4 % (图 2 ) , 占地上部分的48 。 8 % 。 其中
干 皮 2 。 87 k g , 占全千的8 。3 % 。 去皮千31 . 80 k g , 占全
千的9 1 。7 % 。
生物量与材积之比 ( 即木材比重 )反映了木材结构的疏
密程度。 5 年生泡桐去皮苗干生物量 与 材积 之 比 为2 6
k g /m
“。 去皮一接千为369 k g / m ” , 去皮二接干为34 9k g /
m 3
。
5 ~ 8 《生泡桐平均 : 苗干为2 47 . 3k g /m a , 一接干
为3 1 8 . 7 k g /m s , 二接干为2 7 0
·
3 k g /m
3 。 因此 , 从生 物
4 2 4 林 业 科 学 研 究 3 卷
量 的观点来看 , 接干材质并不低于苗干 。
2
. 树枝 树枝生物量占全树总量的比例仅次于树干 , 以 5 年生泡桐为例 , 枝生物 量 为
28
.
64 k g
, 占全树总量的3 0 . 9 % , 占地上部分的4 0 。 3 写, 占树冠的 7 8 。 9 % 。 各 级 树 枝 的
生物量随树龄而异 。 在中、 幼龄阶段 , 细枝所占的比例最大 , 其次为中枝 , 大枝量最小。 7
龄以后 , 大枝量迅速超过中枝、 细枝 。 树枝越细 , 枝皮占的比例越大 。 从生物量的角度看枝
条的木材结构 , 带皮大枝平均为 3 29 . 7 k g / m 3 , 去 皮 后 为 34 2 。 9 k g / m “, 带皮 中枝平均为
4 1 8
.
5 k g / m
3 , 去皮后为4 4 2 k g / m 3 , 带皮细枝平均为3 1 5 k g / m 3 , 去皮后为 3 2 4 . 2 k g / m 3 ;
三级树枝加权平均 , 以 5 年生泡桐为例 : 带皮枝为3 6 7 . 2 k g /m 3 , 去皮枝为 38 8 . 7 k g / m 3 。 可
见 , 树枝的比重大于树干 。 因而说开发利用泡桐树枝材具有一定的前途 。
3
. 叶 、 花 、 果 兰考泡桐在 3 龄以前一般不开花 、 不结果 。 3 龄以后花量 !增 多 。 l 株
5 年生泡桐开花6 4 06 朵 , 干重 3 0 9 . 4 9 , 占全树的0 . 3 % , 占地上部分的0 . 4 % 。 但 由 于
兰考泡桐的生物学特性所致 , 其座果率较低 , 仅成果27 个 , 生物量 5 . 6 9 , 为花量的18 % 。
随着树龄增大 , 花 、 果生物量增长较快 , 但到中龄以后 由于树冠基本稳定 , 花果量也趋于稳
定 。
桐叶的叶柄 、 叶片生物量同徉与树龄及树木长势有关 。 叶片面积越大 , 单叶干 物 质 越
重 , 叶片占全叶的比例相对小 , 叶柄相对大 , 叶片面积越小 , 叶片、 叶柄生物量相反 , 如 :
1 年生泡桐 , 平均叶的叶面积为 1 4 2 6 c m “ , 单叶干重为 1 3 . 3 9 , 其中叶柄3 . 9 9 , 占2 9 . 3 % ,
叶片 9 . 4 9 , 占70 . 7 % 。 而 5 年生泡桐 , 平均叶的叶面积为 3 55 c m ‘ , 单 叶 干 重 4 . 5 9 , 其
r犷, 叶柄为0 . 8 5 9 , 占全叶的1 9 ;石, 叶片 3 。 6 5 9 , 占8 1 % (图 3 )O
桐叶生物量在树冠中的分布不同 , 据实测 : 5 年
片柄叶叫
生泡桐平均冠幅为6 . 5 m , 冠高4 。 s m , 将 树 冠 分 为
上 、 中、 下三部分 , 全树叶 量 为 7 . 30 k g , 上 部 为
2
.
4 3 k g
, 占3 3 . 3 % ; 中 部3 . 2 3k g , 占4 4 . 2 % , 下 部
1
.
6 4 k g
, 占2 2 . 5 % 。 上述证明 , 泡桐为强阳性树种 ,
桐叶主要生长在冠缘及中上部 , 内膛叶较少 。
4
。 树根 5 年生泡桐单株总根量 为 21 。 63 k g’
占全树总量的2 3 . 4 % 。 其中根 桩 为 9 . 42 k g , 占总根
量 的43 . 5 % ; 根系为12 。 21 k g , 占全株总量的 1 3 . 2 % ,
占总根量的 5 6 . 5 % 。 在根系中 : 大根 4 . 9 8 k g , 占全
根最的2 3夕幻 中根6 。 14 k g , 占全根量的2 8 . 3 % , 小根
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1 0 ‘~ -L ~一一一一 - ~ ‘一- - 一一‘ - ~ 一一- 4 _ _2 0 0 U 0 0 1 0 0 0, ,红叶‘;一i弓{( e n l 过)
图 3 不 同面积叶的叶柄 、 叶片重 址分配
O
.
g ok g
, 占4 . 2 % , 细根O。 18 k g , 占0 . 9 % ; 吸收根O。。07 k g , 仅占。. 1 % 。 尽管细根及吸
收根所占比例很小 , 但起着很重要的吸收作用 。 各类根量及其所占的百分 比同样 也随树龄而
异 ( 图 4 ) 。 根桩一般稳定在40 %~ 60 %之间。 树龄越小 , 小根和细根所 占的 比 例 越 大 。
1 ~ 2 年生泡桐一般无大根 。 3 龄以后随地上部分生物量的增加 , 大根的重量迅速增加 。 且
树龄越大 , 较粗的根所占的比例越大。 直径 4 c m 以下的各级根量 占全根 量 之 比有减少的趋
势。
(三 ) 不同树助泡桐生物 t 的变化规仲
泡桐令株生物量随树龄增长而增加 。 前两年 为造林缓苗阶段 , 3 龄以后 ( 即造林后 的第
5 期 陆新育等 : 泡桐生物量 的研究 4 2 5
. _ _ . _ 二 _ . 细根 十吸收根
一 一 一 ‘ 小根
— ‘— 中根
一 — 大根
— 根桩
千—械一一枕一 一一
叶一 ·一花 斗果 ~ ‘ -一
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树龄 ( a )
图 4 各类根盘与树龄关系
2 3 4 S C
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树龄( a )
各器官干重与树龄关系
叶卜游Jt淤l才摊飞、黔
人诩姗以侧十
二年 )很快进入速生期 , 平均增长速度为前二年的 30 0 % 。 从生长进程上分析 , 8 年生泡桐远
没有达到数量成熟阶段 。 各器官生物量也随树龄的增长而增长 (图 5 ) 。 以树干的增长速度最
快 , 其他器官较慢 , 顺序为 : 干 > 枝 > 根> 叶 > 花 > 果。
树木各器官所占的比例在 3 龄以前 , 根量比例最大 , 其排列顺序为根> 干> 叶> 枝 。 说
明泡桐在 3 龄以前是以根系生长为主 。 3 龄以后树干始终占最主要的地位 , 且随树龄的增长
其比例有增大的趋势 。 花与果始终占很小的比例 。 而树根及树叶的比例则呈下降的趋势 。
(四 ) 相对生长关系及各分量回归方程囚
经过统计分析 , 泡桐地上部分生物量 (树干 、 枝 、 叶、 皮 、 花 、 果 ) 、 根生物量 、 全株生
物量 、 全株叶面积与胸径平方和树高的乘积均存在密切相关关系 。 相关系数 : 均达O 。 9以上 。
它们各自的回归方程如下 :
树干重量 19 平: = 0 。 9 2 3 4 19 万ZH 一 1 。7 7 1 3 ( , 二 0 。 9 9 8 0 )
树枝重量 19 平。 r = i 。 0 9 7 7 19 刀2H 一 2 一6 07 1 ( , 二 0 . 9 3 3 6 )
树皮重量 19 V B 。 = 0 . 9 2 9 6 19 云ZH 一 2 。 3 8 6 7 ( : = 0 . 9 9 6 3 )
树根重量 19 平: = 0 。 6 9 6 6 19 云ZH 一 i 。 1 9 0 0 ( , = 0 . 9 3 1 5 )
桐花重量 19 平 ; : = 1 。 4 7 4 2 19 云ZH 一 5 。 2 8 0 1 ( r = 0 . 9 5 8 7 )
桐果重量 19 平; r = 0 一8 3 4 1 19 力份 一 4 一2 1 9 3 ( , 二 0 . 9 7 4 0 )
桐叶重量 19 不 : = 0 一7 9 4 5 19 力ZH 一 1 。 8 5 8 0 ( : = 0 . 9 9 3 0 )
叶 面 积 19 A F = 0 。 7 6 4 8 19 力ZH 一 0 . 7 2 4 1 ( : = 0 . 9 4 1 3 )
地上总量 19 平。 = 0 . 9 6 8 9 19 刀W 一 1 。 6 3 2 9 ( : = 0 . 9 9 8 2 )
全株总量 19 平 = 0 一8 9 2 5 19 方ZH 一 1 。 2 4 0 9 ( : = o 。 9 9 8 2 )
地下 总量与地上总量 , 树枝重量与树叶重量也呈线性关系 。 其方程为 :
IV R “ 0 。 2 7 0 2 W o + 1 。 75 4 3 ( 犷 = 0 。 9 9 1 0 )
万。r = 1 . 8 1 5 4 W : + 4 . 1 8 3 0 ( r = 0 . 9 3 2 5 )
4 2 6 林 业 科 学 研 究 3 卷
四 、 结语与讨论
在调查全株泡桐生物量中 , 叶 、 花 、 果为当年生产量 , 而树 干 、 树根等为其总生长量 。
如 8 年生泡桐的全株生物量为2 27 。 85 k g , 当年叶、 花 、 果重量为 34 . 19 k g 。 而 叶、 花 、 果
的总生产量应为 1 ~ 8 年间的总和 , 即为8 1 . 73 k g 。 若除去每年自然整枝及人为影响凋落物
不计外 , 可以说 8 年生泡桐的实际生物量应为 2 75 . 4 k g , 年平均为 34 . 4 k g 。 当年净生产量
为9 2 . 3 k g , 其中叶 、花 、果占37 . 1% 。研究还揭示了泡桐各部分重量之间的联系 , 如 : 根据泡桐
各部分生物量的分配规律 , 可以看出其养分的积累情况 , 从而为合理进行经营管理提供依据 。
泡桐生物的量积 累主要在树干 。 而树叶、 树枝(主要指当年生小枝 )及较细根系的重量 ,
虽随树龄增长而增加 , 其速率远远低于干材部分 。 依据这一现象 , 就可以有计划地对泡桐进
行合理整枝 , 调整林分的透光度 , 使之达到既不影响树木生长 , 同时又对间种的作物有促进
的作用 。
参 考 文 献
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〔2 〕陈炳浩等 , 1 9 8 0 , 沙地红皮云 杉森林群落生物 l 的研究 , 林业科学 , 16 (3) 。
〔3 〕 冯林等 , 1 9 8 1 , 内象古地区油松、 白桦 、 山杨生物皿研 究 , 内象古林学院学报 , 3 。
〔4 〕北 京林学院 , 1 9 8 0 , 数理统计 , 中国 林业出版社 。
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