全 文 ：器1 卷 第 4 期
1 9 8 8 年 8 月
林 业 科学研 究
FO R ES T R E SEA R CH
Vo l
。
A u g
。
,
No
。
4
1 9 8 8
杉木造林密度试验研究
惠刚盈
1
. 密度对幼林生物量的影响*
童书振 刘景芳
(中国林业科学研究院林业研究所 )
罗 云 伍
(中国林业科学研究院大岗山实验局 )
关健饲 衫木 , 幼铃林 , 密度 , 生物量
杉木 〔C : n o in g 几a二‘a L a : c e o la , a (L a m b . ) H o o k 〕为我国南方重要用材树种 , 造林历史
悠久 , 分布面积广 , 集约化经营程度高 , 经济效益大 , 深受群众喜爱。 研究杉木人工林的生物
量 , 对了解我国亚热带杉木人工林生态系统的功能 , 提高生产力 , 具有十分重 要 的意 义。
1 9 8 6年 2 月我们在江西大岗山实验局年珠林场的五年生杉木造林密度试验林内 , 进行了生物
量测定 , 旨在探讨不同造林密度对杉木幼林生物量的影响 , 研究其分配规律 , 为今后科学造
林和营林提供可靠的理论依据 。
一 、 试验区自然概况
江西大岗山年珠林场位于东经 1 1 4 0 3 ‘ 、 北纬 2了“ 34 ’ , 属罗霄山脉北端武功山支脉 , 为杉
木分布中带的中部产区 , 与杉木中心产区安福县相邻 。 年平 均 气 温15 . 8 ℃ , 年 均 降 雨 量
1 5 9 o
.
g m m
, 平均相对湿度8 0% , 无霜期2 6 5 d ; 试验地海拔4 so m , 坡向东南 , 坡度2 9 。 , 土
壤为黄红壤 , 土层 70 一80 c m , 腐殖质层 15 一30 c m 。 1 9 8 2年春造林 , 试验林生长情况见表 1 。
表 1 五种造林密度的杉木生长
小区面积小 区代号
(h a )
株 行 距
(m x 爪)
平均脚径栽植株数 现存株数
(e m )
1 0 0
2 00
3 0 0
4 0 0
6 0 0
深竺扩省专⋯‘辈‘⋯默
“· 5 ⋯ 3 ·” { , · 8 } , · 87“·9 { 4 · 1 1 ’· 8 } 了· 2 7“、 8
{
4
·
2
}
‘· 6
}
名· 5 7
”· ”
{
4
·
6
{
’· 8
{ 巧
·
6 0
一~ 生乙_ (_ 里二色感_ r竺一止一三止九一
几Ut了悦盛O‘
.-
:
,曰33口勺介OJ住眨曰日任60
.OUO曰00
,上O‘比舀暇甘
113LiXX
A
}
B { 。
·
0 6
C
}
D ⋯
E ! “
·
0 6
二 、 研 究 方 法
测定生物量的原理 I ’l :
夕 = S + B + L + R
本文于1 9 8 8年 1 月 3 日收到。
. 江西大岗山实脸局 曾国民 同志亦参加本项工作。
4 1 1 林 业 科 学 研 究 1 卷
式中夕代表净生物总产量 , S 、 B 、 L 、 R 分另1代表干 、 枝 、 叶和根的净生物产量 。
首先在各小区内进行每木 凋查 。 以 1 c m 为一径级 , 统计各径级株数 , 然后分别径级随机
抽一株生长正常的样木为试材 , 五个小区共抽 39 株样木 。 用含水率法洲定生物量 。
树干生物量的测定 , 采用分层切割法 [‘〕。 将全树干以50 c m 长分 成为若干小段称重 , 在
每段 中央切取 5 c m 厚的木片 , 分别称鲜 、 干重 , 再推算全树干的生物址 。
枝和叶的生物量测定 , 采用分层标准法 。 将树冠分成上 、 巾 、 下三层 , 仃层恨据枝条长
度选 出一条标准枝 , 分别称枝 、 叶的鲜 、 干重 , 再推算全树枝 、 叶的生物量 。
根生物量的测定 , 采用全挖 法 。 按根基径的粗细 , 分成根桩 、粗 根 (> 3 c m ) 、 中根 (1 一
3 c m )
、 细根 (< I c m )四级 , 选取部分试材 , 称鲜 、 干重, 再推算个根的生物量 。
将以上数据按径级 、 器官选 用适宜的数学模型 , 推算各径级小区的生物谙 。
叶面积采用鲜叶称重换算法〔’} 。 即按试材鲜叶重在坐标纸上求得叶面积 (m ‘/ k g ) , 用鲜
叶 J曾、重推算全树叶面积 , 再通过回归推算出每公顷叶面积 , 进而 导出叶面积指数和叶净光合
生产率 。
三 、 杉木幼林生物量数学模型的选用
根据杉木幼林特点 , 决定采用下列 1 种方程式推算生物量 :
1
。
W 二 a + bD Z
。
W = a + bD
“
4
.
W = 口 + 石D + ‘D Z 5 . W = a + bD Z + e D .
7
.
W = a + bD
Z
H 8
.
IV = a (D H )。
.
W 二 a D .
. 不V 二 口 + bD H
9
. 不F : a (D 之H ) 6
表 2 杉木幼林生物最回归方程式
编号关数相系归 方 丹 式同
器官
淤
叶
枝
干
根
全株
If 二 (
. 杯7 2 1 + 。 . 几工6 3 1) 了 + ( . ( (1 0 S D .
r要, 二 。. J竺2 3 + 6 . r 2 3 理D + 叱 . ( : , 9 D 2
厂F 二 n . 23 。+ 0 . 2 5 4 ZD + ‘i . o 72 l D Z
I不尸 = 八 . , 艺, sD 一 1 2 : ‘
不犷 二 2 . 1 6 8 6 5 + 0 , 2 3 7 5 D 2
⋯。.⋯. 94 5
’记
9 5 (,I 〔2 )
. .口. . . . . . . 口. . . . 口 . 曰 . . . . , . . . . . . 目. . . . . . . . . . . . . . . , 如. J . . . . 目. . . .
1 0
.
IV 二 a + bD H + c (D ll ) 2
1 1
.
IV 之 a + bD 之H + ‘(D Z H ) 2
式中D 为平均肖径 , H 为平均 树 高 , W
与老仁物 肚 , a 、 b 、 。为冬妆 。
川 _l二述方程式 分引对五种造 林密度的杉
木幼树枝 、 叶 、 一l几 、 飞决及全株i力: 行 回 归 分
析 , 根据 相关系爸大小践出各器官及全株统
一 的数学模型(表 2 ) 。
四 、 结果 与分 析
(一 ) 不同密度林分各径级生物t 的分配
利用表 2 (5 )式 , 计算出不同密度林分各径级 的单位面积生物量 (表 3 ) 。
由衷 3 可以看出 , 不同密度林分 , 各径级间生物最的分配差异共大 。 基本规律是 : 除 D
外 , 生物量高峰所在的径级 , 随密度的增加而变小 ; 最小径级的生物量 , 除 C 外 , 随密度 的
增加而增大 。 产生上述生物最分配不规徉的原因 , 主要是幼林生长 尚不稳定 , 分化程度不一
致造成 。
(二 ) 不同密度林分各登官生物, 的分配
利用表 2 (1) 一(4 )式求算各小区不同器官的生物量 , 再换算成每公顷生物量 (表 4 )。
4 期 惠刚盈等 : 杉木造林密度试验研究 4 1 5
. ⋯, ⋯, 1】},
_ }_ {_ }
一生}_
由表 4 可知 , 不同密度各器官的生物
量差异很大 , 除 E 小区干生物量较低外 ,
其他均随密度增加而增加 , 当密度增加到
E 时 , 总生物量开始下降 , 其原因可能是
树干生物量受密度影响而下降之故。 如 以
A 的生物量为 1 0 0 , 则 B 为 2 4 7 % , C 为
3 5 0 %
,
D 为5 3 3% , E 为5 1 6% 。 可见 , D 种
密度的生物量 , 在此年龄阶段最高。
(三) 不同密度各器官生物量分 配 比
例
利用表 4 计算出各器官生物量分配的
百分比及地上部分与地下部分的比 值 (表
5 )
由表 5 可以看出 , 无论何种密度 , 各
种器官的生物量所占的百分 比均是 : 干 >
叶> 根> 枝 。 亦可说明各器官的生物量比
值 , 在此年龄阶段受密度影响不大。 地上
与地下部分之比 , 平均为3 . 5左右。
(四 ) 造林密度与叶面积 、 叶面积 指
数及叶净光合生产率的关系
造林密度直接影响到光合作用与叶面
积的大小 , 进而影响到林分生 产 力 的高
低。 试验表明叶面积与叶量呈直线关系 。
为便于不同密度的比较 , 选用了统一的最
佳模型进行回归计算 :
夕 = 0 。 6 2 8 3 + 3 。 4 5 7 Zx
式 中 : 夕二 叶面积 (m Z ) x = 叶干
重(k g ) : = 0 . 9 3
利用上式算出各密度林分叶面积 、 叶
面积指数及叶净光合生产率(表 6 ) 。
由表 6 可以看出 , 叶面积与叶面积指
数均随密度增加而增加 , 当每公顷株 数 增
加到6 5 67 株后 , 增加的速度则相对减少 ;
叶净光合生产率 , 在此年龄阶段密度影响
甚微 。
叼6卜曰.t帕囚呼6卜州.目洲N嘟6卜州.目N
O叫州.886闪n目,卜.的口80的0 .呼O,州公之。.胃,
的N寸目.们州工价卜9州.的60幼6毋.的州6囚晚凶功卜.O的的N6 .目啼晚宜
6呼On .哪卜6,呼卜以哪.080NT灼哪州?6扣仍价08 .的功阅的卜6 .阿68州
9门哪。0呼66SNO。卜98L6仍的哪.9卜卜O的.哪8由O哪.的卜工璐
的闪呻T .仍境卜6的卜98 。州6目S卜0 .伪场的,的卜6 .对闪州00价.NO州
?川l州es!!勺11训⋯JIles|侧esl
毋 {— } 1 } } 的6价卜,哪806 5呻的0 .门闰哪工可闪入州.卜仍的卜O‘呼9田卜91囚,00
附余-娜州拼必巾林侧邵呵垮
。城瑞翻袜梢啊娜州狱‘已内.1叹冷袱粗.
8哪O卜。呼的曰0t呀.B6帅6叮功.囚9川州呀6卜.曰N洲别钊
0蒸.卜。的一O卜州0 .仪9
0州.的0目的.NO工仍卜8对的目
(卜9心)Q八卜州6呼口(的门匀目)山(的9蕊 牙
林 业 科 学 研 究 1 卷
不 同 密 度 各 . 官 生 物 纽
一一
4
6表,工一J怪
一
⋯一||!物一干密 度(株 , ‘ha ) 生 贵 (k g / h a )叶 总 不十 相对 比率(% )
A ( 1 6 3 3 )
B (3 2 忿3 )
C (4 9 1 了)
D ( 6 SC了)
E (9 7 〔7 )
2 1 8 6
.
3 6 7 3
4 8 95
.
9 1 5 0
了4 17 . 8 9 2 3
1 1 17 1
.
9 6 7 3
1 1 3 68
.
0 9 0 0
器 官
枝
2 6 0
.
0 6 5 5
5 8 1
.
5 2 3 0
8 3 1
.
6 8 1 5
1 1 9 7
.
2 6 7 1
1 4 28
。
3 2 4 4
2 15 1
.
0 9 0 8
5 吕2 2 . 5屯9 8
7 8 1 8
.
2了0 7
1 2 2 3 9
.
5 18 4
1 0 6 6 3
.
1 1 1 1
根
1 2 9 0
.
1 2 5 6
3 2 3 9
. 幻6 4 5
4 5 25
,
0 9 1 5
石7 8 2 . 日4 9 3
6 9 3 3
.
46 7 0
5 88 8
.
24 9 4
1 4 5 39
.
t, 5 2 7
2 0 5 日忿. 9 3 6 0
3 1 3 9 1
.
69落 l
3 0 3 92
.
99 2 4
1 0 0
二4 6 . 9 2
3 4 9
.
7 3
5 3 3
.
12
5 1 6
.
16
裹 5
密 度
(株 / h a )
A (1 6 3 3 )
B (3 2 33 )
C (4 9 1 7 )
D (6 5 6 7 )
E (9 7 6 7 )
平 均
不同密度各. 官生物 t 分配比例
⋯二 各器官生物盆分配比 例(% )
裹 6 不同密度的叶面积 、 叶面积指橄
及净光合生产率
伎 千 根 : 地 上 / 地下
4
.
4
4
.
0
4
。
1
3
.
8
4
。
7
4
.
2
3
.
5 6
3
.
4 9
3
.
5 5
3
.
6 3
3
.
3 8
3
.
5 2
密 度
(株 / ha )
叶 面 积
(m 刁/ h a )
叶面积指数
(m 才/ m Z )
. 望.‘赞
一〔k g /(m ’ · a )〕
A (1 6 3 3 )
B (3 2 3 3 )
C (4 9 17 )
D (6 5 6了〕
E (9 7 6 7 )
7 5 59
.
3 4
1 6 92 6
.
7 8
2 5 6 45
.
7 6
3 8 6 24
.
3 5
3 9 3 02
.
3 9
0
.
7 6
1
.
6 9
2
.
56
3
.
86
3
.
93
0
.
1 5 5 8
0
.
1 7 1 8
0
。
1 6 0 6
0
.
1 6 2 6
0
.
1 54 7
Q九JnU内幻口创,二⋯,J1力‘‘.二,‘介,‘曰叮丹月,‘,勺nUnU,1.t⋯.00RO甘峥‘勺J‘,曰甘吮nO叨,么月“沙UOJn⋯时‘,口一七亡Jt月O,口J卜jnU工J
五 、 小 结
1
. 单位面积各器官及总生物量 , 基本趋势随密度增加而增加 , 当密度增加到每公顷 6 56 7
株时 , 生物量最高 , 以后各器官生物量的增量相对变小 , 干及总生物最则有所下降 。
2
。 过高的立木密度会造成小径木生物量比例增大和树干生物最的降低 , 过低的立 木 密
度会使总月毛物最变小。
3
。 无论何种密度 , 各器官所占比例 , 均表现为干 > 叶 > 根 > 枝 ; 各器官所占的比例大小 ,
受密度影响不明显 , 地 卜与地下部分生物量之比 , 平均为 3 . 5左右 。
4
。 在此年龄阶段 , 无论何种密度 , 杉木幼林各器官的生物量均与胸高直径显著相关 , 其
单株生物量可用下式表示 :
W = l
。
16 8 6 5 + 0
.
2 3 7 5D 之
5
。 叶面积及叶面积指数均随密度的增加而增加 , 当密度增加到每公顷 6 5 6 7株后 , 其 增
量变小 。 在此年龄阶段 , 叶净光合生产率与密度影响不大 。
, 考 文 献
〔1〕冯宗炜等 , 1 9扫。, 我国亚热带湖南挑 源衫木人工林生态系统生物 t 的研究 , 杉木人工林 生态 学研 究论文集 , 中 国
科 学院林业土城研究所 , 18 。一 1 87 。
〔2〕叶镜 中等 , 1 9 8 4 , 福建省洋口林场杉木林 生物 t 的年变化动态 , 南京林学院学报 , ( 4 ) : 2 一 3 。
〔3刁潘维传等 , 1 9 7 8 , 杉木 人工林生本系统中的生物t 及其生产力的研究 , 中南林学院科技 , (州 : l 一 竺 。
4 期 惠刚盈等 : 杉木造林密度试验研究 4 1 7
ST U D Y ON T H E AFFO R E ST AT IO N D E NS .TY OF
C U N N IN G H A M IA 五A N C E O L A T A I 。 T H E EFFE CT
OF D E N SITY O N BIOMASS OF YOUNG
G R OW T H OF C
。
LA N C E O LA T A
H u i G a n g yin g T o n g S huz hen Liu Jin g fa n g
(T he R e ; e a r c h l ”s 亡itu te o f F o r e : t叫 C A F )
L u o Y U n w U
(D a g a . g s人a ” E x p e r ‘m e ”t S ta ti o . C A F )
A b stra et
T h is Pa Pe r r即 o rts the r e s u lt o f St ud y on th e r e】a tio n shiP b 改w een a ffo r合
stat io n d ens it
y a n d b io m a ss o f C
u n 刀in g ha 优ia Ia n e e o la ta (L a m b . ) H o o k y o u n g
g r o w th
.
T h e res u lt sh ows that w hen
a t y o u n g g r o w th S ta g e
,
th e bio m aS 出
o f lea v es
, r o o ts
,
b r a n c h es a n d to ta l in a g iv印 st a n d , in e r e a s e w ith th e in e re ase
o f a ffo r es ta tio n d e n s ity u n t il it r e a Ch e s 6 5 6 7 trees / ha
.
T hen
,
th e to ta l and
s te幻以
b io m as
b馆in to d ec rea s e a s the d e n sity inc r ea ses o r d ee r e a ses , a n d t h e in e r一
em e n t o f le a v es
, r o o ts a n d b r a n e h es b ec o m es sma
lle r
。
H ig h a ffo r以a tio n d ens ity
ra is es th e r a t e o f b io m as
o f sma
ll di a m 以er e las es , w hile IO w d e n sity d e e r ea-
s郎 th e t ot a l bio m a s s . T h e Ica f a r e a in d e x a lso in e r ea s临 w ith th e in e reas e o f
a ffo res ta tio n d en sity w h en th e d e n s ity in n o m o r e tha n 6 5 6 7 t r e朗/ h a 。 If dens ity
su r Pa sses 6 5 6 7 tr ees / h a
. , t h e inc rem
e n t bec o m es sm a ller
。
T o o hig h o r to o lo w
affo res ta tio n d ens i
ty res u lts in th e d ec r ea s e o f effic ie n C y o f n 改 Ph o t0 Syth es is
o f l份v es 。
K即 w o r d s : C : n : i: g ha 二ia la o e e o la ta ; y o u n g g ro w t h : dens ity ; b io n以a ss