全 文 ： 第 vy卷 专刊 tu s s s年 t 月
林 业 科 学
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福建柏人工林生物量的研究
杨宗武 谭芳林 肖祥希
k林业部南方山地用材林培育重点实验室 o福建省林科院 福州 vxsstul
陈林生
k福建省安溪半林林场 泉州 vyusssl
卓开发
k福建省泉州市林业局 泉州 vyusssl
关键词 } 福建柏人工林 o生物量 o生产力 o福建省安溪县
收稿日期 }t||{2sz2uv ∀
Α ΣΤΥ∆Ψ ΟΝ ΒΙΟΜΑΣΣ ΟΦ ΦΟΚΙΕΝΙΑ ΗΟ∆ΓΙΝΣΙΙ ΠΛΑΝΤΑΤΙΟΝ
≠¤±ª²±ªº∏ פ± ƒ¤±ª¯¬± ÷¬¤² ÷¬¤±ª¬¬
( Σουτηερν Μουνταιν Τιµβερ Φορεστ Χυλτιϖατιον Λαβορατορψ, τηε Μινιστρψοφ Φορεστρψ, Φυϕιαν Αχαδε µψοφ Φορεστρψ Φυζηουvxsstu)
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( Βανλιν Φορεστ Φαρµ οφ Ανξι Χουντψ, Φυϕιαν Προϖινχε Θυανζηουvyusss)
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( Φορεστρψ Βυρεαυ οφ Θυανζηου Χιτψ, Φυϕιαν Προϖινχε Θυανζηουvyusss)
Αβστραχτ : Φορκιενια ηοδγινσι鬶²±¨ ²©·«¨ °²¶·¬°³²µ·¤±··µ¨¨¶³¨¦¬¨¶¬±¶²∏·«²© ≤«¬±¤q ‹²º √¨ µ¨o·«¨ ±¤·µ∏¤¯
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·«¨ ¥¬²°¤¶¶²© Φ. ηοδγινσιι ³¯¤±·¤·¬²± º¬·«¥²·« °²§¨ ¶¯ Ω € α∆β ¤±§ Ω € α( ∆u Η) β ; kul ׫¨ ¥¬²°¤¶¶§¬¶·µ¬¥∏2
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Κεψ ωορδσ: Φοκιενια ηοδγινσιι ³¯¤±·¤·¬²±o…¬²°¤¶¶o°µ²§∏¦·¬√¬·¼o„±¬¬≤²∏±·¼¬± ƒ∏­¬¤± °µ²√¬±¦¨
福建柏k Φοκιενια ηοδγινσιι ‹ ±¨µ¼ ετ ׫²°¤¶l为我国二类重点保护树种 o其树形优美 o主干通直 o适
应性强 o木材性质优良 o是我国南方值得推广的树种 ∀由于人为破坏 o福建柏天然纯林被毁殆尽k张炳
荣 ot|{ul ∀自 xs !ys年代 o福建省开始营造福建柏人工林 o不少已进入中成龄阶段 o成为重要的森林资
源 ∀但对其进行的研究还很少 ∀t||z年我们对安溪半林国有林场福建柏人工林的生物量及其结构进
行了研究 o以期对福建柏人工林的研究提供基础资料 o也为了解福建柏人工林的生产力 o以对其进行合
理经营提供科学依据 ∀
1 试验地概况
试验点选在安溪半林国有林场 o属戴云山系东南延伸 o自然条件较好 o气候温和 o雨量充沛 o日照时
间长 o平均气温 tz1w ε o最高极温 vw1{ ε o最低极温 p x1w ε o∴ts ε 的年积温 yxsv1z ε o年平均日照时
数 u{{w«o年均相对湿度 {t h o年均降雨量 t|v|1x °° o全年无霜期 vww§∀试验样地海拔 w{x ∗ yts ° o
立地类型为 ŒŒŒ类 o土壤为黄红壤 o花岗岩成土母质 o经过 t ∗ u次机械间伐 o郁闭度 s1y ∗ s1{ o林下植被
主要为芒萁骨k ∆ιχρανοπτερισ διχηοτοµ αl o盖度在 {s h以上 ∀
2 研究方法
u qt 样地的设置和调查 在连续坡面上 o选择不同年龄的福建柏人工林 w块 o顺坡从下而上设置等距
离的连续样地 o林分调查采用常规方法 o共调查生物量样本 wxw株 ∀各样地基本情况见表 t ∀
表 1 各样地概况及主要测树因子
Ταβ .1 Συρϖεψ οφ σαµ πλε πλοτσανδ µαιν ινϖεστιγατεδ φαχτορσ
样地号
‘∏°¥¨µ
²© ³¯²·
样木数
‘∏°¥¨µ²©
¶¤°³¯¨·µ¨¨
林龄
k¤l
现实密度
Ν
k×µ¨ r¨«°ul
郁闭度
≤µ²º±
§¨ ±¶¬·¼
平均树高
Ηk°l
平均胸径
⁄…‹
k¦°l
坡度
≥¯ ²³¨
坡向
„¶³¨ ¦·
海拔
∞¯ √¨¤·¬²±
k°l
样地面积
„µ¨¤²© ³¯²·
k°ul
|zst tut ts tvww s1{ y1wv {1x| uwβ 西南 w{x ys ≅ tx
≥²∏·«2º ¶¨·
|zsu utx us tt|w s1z {1zw tw1zx usβ 西南 xus tus ≅ tx
≥²∏·«2º ¶¨·
|zsv zw vs |{y s1y tu1v| ut1w| uy1wβ 西北 xxs xs ≅ tx
‘²µ·«2º ¶¨·
|zsw ww vz zvv s1y tw1tt uv1tt uv1uβ 西北 yts us ≅ vs
‘²µ·«2º ¶¨·
u qu 标准木选择 在全林范围内 o以径阶中值为标准 o每径阶选取 t株径阶平均标准木 o伐倒进行树
干解析和生物量测定 ∀共选取标准木 tz株 ∀
u qv 生物量测定k林业部科技司 ot||wl 地上部分生物量的测定采用分层切割法 o分别实测各层的树
干 !树枝 !树叶的鲜重并采样 o样品带回测定其含水率 o以将各部分鲜重换算成干重 ~树皮生物量是根据
解析木资料和实验室测定的单位体积树皮重量来换算 ∀地下根系生物量的测定采用全挖法 ∀按主根 !
 u¦°侧根 !t ∗ u¦°侧根 !s1x ∗ t¦°细根 o s1x¦°毛细根分级 o实测各部分鲜重并采集样品带回测定
其含水率 ∀
u qw 生物量模型拟合及林分估计 样品在 tsx ε 条件下烘干到恒重 o计算含水率 ∀然后依据鲜重计算
各部分干重 o将各部分干重累积得到标准木单株生物量 ∀然后用各标准木的胸径 !树高及各部分生物
量实测值 o运用回归方程式 Ω € α∆β和 Ω € α( ∆u Η) β拟合生物量模型 o再用所拟合的模型估计各林
分的生物量 ∀
3 研究结果
v qt 相对生长关系的建立 运用
相对生长法 o利用 tz株标准木的胸
径 !树高和单株生物量实测数据 o分
别选用 Ω € α∆β和 Ω € α( ∆u Η) β
两个模型进行拟合 o计算得出福建
柏人工林各部分及单株生物量的回
归方程k表 ul ∀经过 Φ检验均为极
显著相关 ∀因此 o利用 Ω € α∆β和
Ω € α( ∆u Η) β 两个模型均能很好
地估计福建柏人工林的生物量 o且
精度较高 ∀
表 2 福建柏人工林回归模型及检验
Ταβ .2 Ρεγρεσσιον µ οδελσ οφ Φ. ηοδγινσιι πλαντατιον ανδ τεστ ρεσυλτ
组分
≤²°³²±¨ ±·
模型 Ω € α∆β
 ²§¨¯ Ω € α∆β
ρ 模型 Ω € α( ∆u Η) β
 ²§¨¯ Ω € α( ∆u Η) β
ρ
树干 ×µ∏±® Ω € s1suyw ∆u qytxs s1|zzs33 Ω € s1stxzk ∆u Ηls q||t| s1|z{t33
树枝 …µ¤±¦« Ω € s1svsx ∆u qs{zw s q|{su33 Ω € s1sutvk ∆u Ηls qz{wy s q|zuu33
树叶 ¨¤© Ω € s1sz{w ∆t qxvxy s q|xxz33 Ω € s1sxzyk ∆u Ηls qx{u| s1|xzw33
树皮 …¤µ® Ω € s1stv{ ∆u qty|z s1||wz33 Ω € s1ss|xk ∆u Ηls q{tvu s1|{u|33
树根 • ²²· Ω € s1sutv ∆u qvy|{ s q|z|t33 Ω € s1sxtwk ∆u Ηls q{{t| s q|zzu33
全树 • «²¯¨·µ¨¨ Ω € s1szy| ∆u qw|ww s q|{sy33 Ω € s1sytwk ∆u Ηls q|tt| s q|{xv33
tut 专刊 t 杨宗武等 }福建柏人工林生物量的研究
v qu 福建柏人工林生物量的空间分布k叶功富 ot||y o林 鹏等 ot||{l 连续坡面上福建柏人工林生
物量的分布k以 us年生福建柏为例l见图 t ∀图 t表明 o福建柏人工林生物量在坡面下部具有最大值 o
随着坡位的上升 o林分及各部分生物量逐渐降低 o至 tus°以上k近坡面顶部l时 o林分及各部分生物量
急骤下降 otus ∗ tvs°坡位上的全树生物量仅为 s ∗ us°处的 xx h ∀
为了解林木各部分生物量的垂直分布规律 o我们对 ts !us年生平均木各部分生物量进行分层测定
k表 vl ∀从表 v可以看出 ots龄和 us龄福建柏林木树干和树皮生物量由树体下部往上逐渐明显减少 o
呈宝塔形分布 ∀ts龄的林木 o其树枝生物量的 |s h几乎均匀分布于 x1v°以下的树干上 o不到 ts h的
枝生物量分布在 x1v°以上 o而叶生物量的 {y h分布于树干的中上部 o即 u1v ∗ y1v°的区间内 o上 !下
部分布量较少 ~us龄的林木 o由于自然整枝的作用 o树干 t1v°以下已没有枝叶分布 o大部分的枝生物
量仍分布于树干中下部 t1v ∗ z1v°的区间内 o占枝生物量的 |s h以上 o而 {|1u h的叶生物量则分布于
树干中上部 o即 w1v°以上 ots1{ h的叶生物分布于 t1v ∗ w1v°的区间内 ∀由此可见 o枝叶在树干上的
分布并不成比例 o这可用枝r叶比来说明 ∀由表 v可知 o对两种林龄的福建柏来说 o枝r叶比从树体下部
往上呈逐渐降低的趋势 ous龄林木表现更为明显 ∀
图 t 福建柏人工林生物量在连续坡面上的分布
ƒ¬ªqt …¬²°¤¶¶§¬¶·µ¬¥∏·¬²± ²© Φ. ηοδγινσιι ³¯¤±·¤·¬²± ²±·«¨ ¦²±·¬±²∏¶¶¯²³¨
全树 • «²¯¨·µ¨¨~ 树干 ×µ∏±®~ 树根 • ²²·~ 树枝 …µ¤±¦«~υ树叶 ‘¨ §¨¯¨~τ 树皮 …¤µ®q
表 3 福建柏林木生物量的垂直分布 ≠
Ταβ .3 Τηεϖερτιχαλ διστριβυτιον οφ βιοµασσφορ Φ. ηοδγινσιι τρεε k®ªl
高度
‹ ¬¨ª«·
k°l
ts年生
ts2¼ ¤¨µ2²¯§k Η }z qx°l
干
×µ∏±®
k h l
皮
…¤µ®
k h l
枝
…µ¤±¦«
k h l
叶
¨¤©
k h l
枝r叶
• ¤·¬² ²©
¥µ¤±¦«
·²¯¨ ¤©
高度
‹ ¬¨ª«·
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皮
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k h l
枝
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k h l
叶
¨¤©
k h l
枝r叶
• ¤·¬²²©
¥µ¤±¦«
·²¯¨ ¤©
|1v ∗ ts1x s1su s1u s1uv v1x s1s|
{1v ∗ |1v s1tv s1w s1sssu s1w s1ts s1{ s1vu w1| s1vt
z1v ∗ {1v s1wz t1w s1sss{ t1{ s1wx v1z s1xw {1u t1{v
y1v ∗ z1x s1tz t1w s1sssu s1| s1sx t1u s1s{ v1s s1yv y1v ∗ z1v t1vu v1{ s1ssu w1w t1xw tu1y t1zs ux1| s1|t
x1v ∗ y1v s1us t1{ s1sssz v1v s1vs y1| s1ys uu1z s1xs x1v ∗ y1v u1ss x1{ s1ssv y1y t1ss {1u s1zy tt1y t1vu
w1v ∗ x1v s1|z {1x s1sst| |1s s1z| t{1w s1{{ vv1s s1|s w1v ∗ x1v v1{u tt1s s1sswv |1x w1ww vy1w u1vt vx1u t1|u
v1v ∗ w1v t1v{ tu1t s1ssvt tw1y s1{w t|1v s1xt t|1v t1yx v1v ∗ w1v x1tw tw1{ s1ssxz tu1y u1uy t{1y s1xy {1x w1sv
u1v ∗ v1v t1|v tz1s s1ssvx ty1x s1|y uu1t s1u| tt1s v1vt u1v ∗ v1v x1wy tx1{ s1ssyz tw1{ s1|s z1w s1sy s1| tx1ss
t1v ∗ u1v u1w| ut1| s1sswu t|1{ s1xy tu1| s1tv w1{ w1vt t1v ∗ u1v y1tz tz1{ s1ss{z t|1u t1wz tu1t s1s| t1w ty1vv
s ∗ t1v w1uw vz1v s1sszy vx1| s1{w t|1v s1ty y1u x1ux s ∗ t1v ts1u u|1u s1stv| vs1z
≠ h为某部分在树体某高度区间内生物量占该部分生物总量的百分数 ∀
h ¬¶·«¨ ³¨µ¦¨·¤ª¨ ²©¦¨µ·¤¬± ³¤µ·²±·«¨ ¦¨µ·¤¬±¬±·¨µ2«¨¬ª«··²·«¨ ·¤·²¯ ¥¬²°¤¶¶²±·«¨ ¦²µµ¨¶³²±§¬±ª¬±·¨µ2«¨¬ª«·q
uut 林 业 科 学 vy卷
us年生福建柏人工林单株根系生物量为 tz1zu®ªo其中以主根的生物量最大 o为 tu1zt®ªo占根系
生物量的 zt1z{ h o u¦°的侧根为 v1w|®ªo占 t|1zs h o u¦°的侧根生物量则仅为根系总生物量的
{1x{ h k表 wl ∀可见 o福建柏 |s h以上的根系用于支撑和稳定树体 o不到 ts h的根系用于水分和养分
的吸收 ∀
表 4 福建柏人工林根系生物量分配
Ταβ .4 Τηε βιοµασσ διστριβυτιον οφ ροοτ σψστεµ ιν Φ. ηοδγινσιι πλαντατιον
生物量
…¬²°¤¶¶
主根
פ³µ²²·
 u¦°侧根
 u¦° ¤·¨µ¤¯ µ²²·
t ∗ u¦°侧根
t ∗ u¦° ¤·¨µ¤¯ µ²²·
s1x ∗ t¦°侧根
t1x ∗ t¦° ¤·¨µ¤¯ µ²²·
 s qx¦°侧根
 s qx¦° ¤·¨µ¤¯ µ²²·
合计
≥∏°
®ª tu qzt v qw| s q{u s qvu s qv{ tz qzu
° µ¨¦¨±·¤ª¨ k h l zt qz{ t| qzs w qyv t q{t u qtw tss
v qv 福建柏人工林生物量与年龄的关系k陈存根 ot||wl 福建柏人工林生物量积累因林龄而异k表
xl ∀从表 x可以看出 ots龄和 us龄福建柏人工林各部分生物量的大小为树干 树根 树枝 树叶 
树皮 o而 vs龄和 vz龄福建柏人工林的则为树干 树根 树枝 树皮 树叶 ∀林龄不同 o各部分生物
量所占比重表现出一定的差异 ∀ts龄时 o树干所占比重在各林龄中最小 o而树枝 !树皮 !树叶所占比重
最大 ∀随着林龄的增大 o树干所占比重逐渐增大 o从 ts龄时的 wu1zw h增至 vs龄的 xw1sw h ~而树皮 !
树叶所占比重逐渐减小 o其中以叶的减小尤为明显 o从 ts龄时 tu1wy h降至 vs龄时的 x1{x h ~vs龄以
后 o各部分生物量所占比重基本保持稳定 o但各部分生物量仍有较大幅度的增加 ovz龄时树干 !树枝 !树
皮 !树叶和树根生物量分别是 vs龄时的 t1vy !t1vt !t1vt !t1ux和 t1vv倍 ∀可见 ovs龄前 o随着林龄的
增大 o福建柏人工林的光合产物用于树干建成的比率逐渐增加 o而用于枝 !叶 !皮等器官的比率逐步减
少 ovs龄后 o这一比率基本趋于稳定 ∀
表 5 不同年龄福建柏人工林的生物产量 ≠
Ταβ .5 Βιοµασσ οφ Φ. ηοδγινσιι πλαντατιον ωιτη διφφερεντ αγεσ k®ªr«°ul
年龄
k¤l
树干
×µ∏±®
h 树枝
…µ¤±¦«
h 树皮
…¤µ®
h 树叶
¨¤©
h 树根
• ²²·
h 全树
• «²¯¨·µ¨¨
ts ttz|x1y wu1zw wv{t1z tx1{{ uvyy1w {1xz vwvz1{ tu1wy xyty1z us1vx uyxs|1y
us vvtwv1x w|1x| |vxy1w tv1{x xuuy1x z1{u xv{|1t {1sy tv{uu1x us1y{ y|z{x1x
vs x{|z|1{ xw1sw tvxsx1x tu1vz z{yx1yw z1ut yv{{1x x1{x uuwu|1v us1xx tt{yzw1z
vz z||zs1x xw1{x tzyvu1u tu1s| tsvux1w z1s{ {ss{1y x1w| u|{zw1y us1w| tx|xsy1w
≠ h为各部分生物量占全树生物量的百分数 ∀
׫¨ ¶¼°¥²¯ h ¬¶·«¨ ³¨µ¦¨±·¤ª¨ ²©·«¨ ¥¬²°¤¶¶²© ¤¨¦«³¤µ··² º«²¯¨·µ¨¨q
根在各个林龄阶段均具有大致相同的比例 o为 us h略强 ∀表明根系在各个生长时期具有同等的生
长速率 o根系在林木生长过程中占有重要地位 ∀
v qw 不同林龄福建柏人工林生物量的径阶分配k翟保国 ot||{l 本研究福建柏尽管为人工林 o但各林
木个体由于自身的遗传特性和所处局部环境条件的不同 o胸径生长产生了一定差异k图 ul o这种差异造
成生物量的不同k图 vl ∀从图 u !图 v可以看出 ov种林龄的福建柏林分生物量径阶分配均呈偏右正态
分布 o生物量最大值出现的径阶 ots龄林分为 ts径阶 ous龄林分为 ty径阶 ovs龄林分为 uy径阶 o均比
各林龄林分相应株数峰值出现的径阶高 o且相差一个径阶 ∀这是由株数的径阶分布和各径阶单株生物
量的大小决定的 ∀
w 结论与讨论
用 Ω € α∆β与 Ω € α( ∆u Η) β均能很好地估计福建柏人工林生物量 ∀由于胸径较树高测量方便 o
度量精确 o因此我们建议在生产实践中运用 Ω € α∆β模型来估计福建柏人工林的生物量 ∀
连续坡面上福建柏人工林生物量的分布规律表明 o在研究区内的坡面顶部立地上福建柏生长最
差 o生物量最小 o全树生物量仅为坡面下部 s ∗ us°处的 xx h o因此 o尽管福建柏适应性强 o较杉木等树
种耐瘠薄 o但在土层薄 !土壤贫瘠的坡面顶部立地上对其生长不利 o不宜栽培 ∀
各林龄的树干和树皮生物量从树体下部往上逐渐明显减小 o呈宝塔形分布 ~枝 !叶生物量在树体上
vut 专刊 t 杨宗武等 }福建柏人工林生物量的研究
图 u 不同林龄林分的株数径阶分配 图 v 不同林龄林分生物量的径阶分布
ƒ¬ªqu ⁄¬¤° ·¨¨µªµ¤§¨ §¬¶·µ¬¥∏·¬²± ²©·µ¨¨±∏°¥¨µ¬±¶·¤±§¶ ƒ¬ªqv ⁄¬¤° ·¨¨µªµ¤§¨ §¬¶·µ¬¥∏·¬²± ²©¥¬²°¤¶¶¬±¶·¤±§¶
º¬·«§¬©©¨ µ¨±·¤ª¨¶ º¬·«§¬©©¨ µ¨±·¤ª¨¶
) τ ) ts龄 ts„ª¨ ~ p p ρ p p us龄 us„ª¨ ~ p # ≅ # p vs龄 ~vs„ª¨ q
的分布并不成比例 o枝r叶比从树体下部往上逐渐降低 ∀据此 o我们建议在福建柏的经营中 o应适时地
打去下部枝r叶比较大的枝条 ∀这样 o不仅可以节省用于该部分枝条生长的养分 o同时也不会对叶量产
生较大的影响 o而且还有利于培养无节或少节良材 ∀
福建柏人工林生物量积累因林龄而异 ∀ts龄和 us龄福建柏人工林各部分生物量的大小为树干 
树根 树枝 树叶 树皮 o而 vs龄和 vz龄福建柏人工林的则为树干 树根 树枝 树皮 树叶 ∀林
龄不同 o各部分生物量所占比重表现出一定的差异 ∀vs龄前 o随着林龄的增大 o树干生物量所占比重逐
渐增大 o而树皮 !树叶和树枝所占比重逐渐减小 o其中以叶的减小尤为明显 ~vs龄以后 o各部分生物量所
占比重基本保持稳定 ∀根在各个林龄阶段均具有大致相同的比例 o为 us h略强 ∀
不同林龄福建柏人工林生物量的径阶分配均呈偏右正态分布 o生物量最大值出现的径阶都大于相
应株数峰值出现的径阶 o且相差一个径阶 ∀由此可见 o按一定株行距建立的福建柏人工林分经过 t ∗ u
次适时的机械间伐 o对林分径阶株数的分布影响很小 o仍能遵循一般的分布规律 o而且还使生物量的峰
值推后一个径阶 o至今 vz年生的人工林仍呈现勃勃生机 ∀因此 o对福建柏人工林实施集约度较高的经
营管理 o不仅能满足福建柏人工林生长时期对营养空间的需求 o而且还会对培育福建柏人工林大径材
起着重要的作用 ∀
参 考 文 献
陈存根 q秦岭华山松林生物量和生产力的研究 q中国森林生态系统定位研究 q哈尔滨 }东北林业大学出版社 ot||w ow{v ∗ w|u
林 鹏等 q深圳福田白骨壤红树林生物量和能量研究 q林业科学 qt||{ ovwktl qt{ ∗ ux
林业部科技司编 q森林生态系统定位研究方法 q北京 }中国科学技术出版社 qt||w ovx ∗ x{
翟保国 q太岳林区油松人工林生物量和生产力研究 q中国森林生态系统定位研究 q哈尔滨 }东北林业大学出版社 ot||w oxs| ∗ xtx
叶功富 q木麻黄林生产力动态变化的研究 q防护林科技 qt||y o专辑 }tz ∗ ut
张炳荣 q福建柏天然林组成结构与生长规律的调查 q武夷科学 qt|{u okul }w| ∗ xw
wut 林 业 科 学 vy卷