全 文 ： 三7 ；
广 西 植 物Guihaia 15(4J：327—034 1995
昆明北郊水源保护区圣诞树人工林分
生物量及生产力的研究
， 7
昆 650223)
，
／ 『V -／． ／ ／，． ／ (中国科学院明生态研究所
． 昆明 7 ’ ， ’
f
摘 要 昆明北郊松华坝水源保护区 10年生圣诞树人工林分生物量为 137．926 t／hm ．净生产量
为 24．12g t／hm ·a．其中乔木层生物量为 130A18 t／h ，净生产量为 19．369 t／hmz·a，下木
和草本植物生物量和净生产量分别为0．935 t／hm 和0．609 t／hm2·a，枯枝落叶层现存量和林分
凋落物量分别为 6．573 t／hm2和 4t150 t／hm a．在林分产量结椅方面， 10 m 以下树干生物量
占其总量的 98．37％．4～12m 之 间枝、叶生物量分别占整个枝、叶生物量的 85．51％和 94．90％ ，
地下报系在离地面 20 cm探土层 内的生物量 占总根量的 73．04％． 目前，该类林分群落结椅不舍
理．整体效应较差，保持水土作用未能充分发挥出来．应及时进行问伐，调整群落产量结构；注
oF ACACIA
DEALBATA PLANTATIoN IN THE PRoTECTED
DISTRICT oF WATER SoURCES IN NoRTH KUNMING
Liu W enyao
(KunmingIⅡs恤uteofEcology,ChineseAcademyofSciences．Kunming 650223)
Ahs蚋 ct In this paper． the biom ass and productivity of 10 year old Acacia dealbata plantation at
an altitude of 1960 m in the protected ditrict of water sourc~ at Songhuaba in north Kunming are
stud led．The results chow that the estimated biomass of A
．
dealbata planta tion is 137．926 t／hm2
．
the productivityis 24t128t／hm ·a．Thetota1 biomass oftreelayerjs13n418t／hm {nwhichthe
pctr2ntage oftrunks， branches， 1eaves and roots are 54．917％
． 16．60％ ． 9．17％ and 19．32％
respec tively， and the productivity is 19．369 t／hm2·a．The biomass and productivity of under-
growth and berb layer are 0．935 t／hm2 and 0．609 t／hm2·a respctivily
． The stand ing crop oflit．
terand annuallitter--fal are6．573t／hm and 4．150t／hm ·arespectively
． Regardingthe produc-
tion structure， the biomass oftrunksunderthe height oflOm accountto 98．37％ oftheto ta1
． the
biomass ofbranches and leaves between 4m and 12m accountto 85．1％ and 94
． 90％ ofthetota1
respectively，and the biomass ofro ots be low the ground level of20 cm account to 73
．1％ ．
’l he present stage structure of the community is irrational
， and the efect of soil and water c0
servation of the planta tion is not fuly displayed according to the anlysis of distribution structure of
the bioraa~ in the community．Finaly
， the author suggests that timely tending feling in the planta．
tion should be co nd ucted
， and also attention should 1)e paid to protection of cover plants and litter
云南省应用基础研究基金资助项 目
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328 广 西 植 物 15卷
3o tO regulatethe struetu~ ofprodimtionandimprovetheintegrate efg~tofthe com munity．
Key words Acacia dealbata； plantation； biomass； productivity； comprehemiw efe~
圣诞树 (Acacia dealbata Link．)，豆科金合欢属常绿乔木。原产澳大利亚，50年代
初被引种到昆明，至今 已遍及云南省昆明、大理、丽江等地州市；我国四川、贵州、广西、
浙江等地也有栽培。由于圣诞树的天然更新、根蘖繁殖和伐桩萌发能力均很强；加之具有生
长快，根系发达，具根瘤，适应性广和多用途等特点 “，”，因而不仅可视为荒山造林的先
锋树种，也可当作土壤改 良，水土保持和薪炭利用的优 良树种。过去，有关该树种的生物生
态学特性，育苗造林技术等方面已作了较多的研究，但对于其人工林的生物生产力方面的研
究尚未见到报道。据此，笔者于 1993年 1 1～12月间对昆明北郊松华坝水源保护区圣诞树
人工林的生物量和生产力进行了调查和研究，现将结果整理报道如下。
1 调查区自然概况
松华坝水源保护区位于昆明市北郊，25。09 N，102。47 耳，海拔 l 960 m左右，属
于中亚热带半湿润气候带。年平均气温 13．8℃，最冷月 (1月)平均气温 6．4℃，最热月
(7月)平均气温 19．4℃，>10℃的积温 4059℃，无霜期290-300 d；年平均降雨量 1030
mm，年平均相对湿度 75％。 由于人们在生产活动中不注意保护森林，造成本 区森林植被
的严重破坏，覆盖率明显降低，水土流失加剧，山地生态环境 日趋恶化 从7O年代起，有
关部门进行 了封山育林和较大面积的植树造林，并建立了水源保护区，取得 了显著的成效。
本区圣诞树林就是 8O年代前期营造起来的一类较成功的人工林。
调查标准地设在水箐至新村一带，据 20 m×20 m标准地调查，该区圣诞树人工林初植
密度为 2500株／hm ，现存密度 2 20o株／hm ，林龄为 10 a(1984年人工定植)，林相整
齐，林分平均高 lO．07 nl，平均胸径 l0．18 cm，郁闭度 0．9左右。林下植物种类贫乏且数量
极少，主要是一些由根蘖繁殖起来的圣诞树幼苗或幼树，平均密度为 550株 ／hm ，平均高
约 1 m；草本植物多分布于林缘附近，柿内盖度少于 5％ ，种类以刺芒野枯草 (Arundinela
bengalensis)，四脉金茅 (Eulaliaguadrinervis)，知风草 (Eragrostisferruginea)等为主 地
表枯枝落叶层厚度 2～3 cm，土壤为山地红壤，全剖面呈酸性反应，pH平均为5．7O，块状
结构．表土层石砾含量较多，土壤中主要营养元素含量见表 1。
2 研究方法
乔木层采用收割法，即按标准木方法估测群落乔木层的生物量 。根据标准地每木调
查结果得到的林分平均胸径和平均高．结合树木分枝特点．选定标准木 5株，同时选择大于
标准木和小于标准术的各 2株，共计 9株进行整株收获。样木伐倒后，以 1 rl作为区分段
称取其中的树干重并截取园盘，并分层分别称其中的当年生和多年生枝、叶重量。地下根系
分层次掊出，按根颈，粗根 (0>2．0 crn)，中根 (1<中<2．0cm)和细根 (中<1．0 cm分别
收集称重a对于乔木层各器官现阶段年净生产量采用不同的方法进行计算：树干生长量用树
干解析法；树枝生长量包括当年生枝量和老枝增粗生长量，老枝生长量用老枝生物量被平均
枝龄相除而得；叶片生长量除了当年生叶量外，还包括老叶的增重量，它是通过老叶与 当年
生叶的重量关系求箅而得：根系生长量用根系生物量被林分年龄相除而得．
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4期 刘文耀：昆明北郊水源保护区圣诞树人T林分生物量及生产力的研究 329
下木和草本植物生物量采用样方收获j击测定．对5个2 mx 2 m样方内植物接种类分别
测定茎、枝、叶和根生物量。下木层生长量接各器官生物量被平均年龄所除之商而得；草本
植物为一年生，其生长量等于生物量．此外，随机设置 l0个 0．5 m x 0．5 m 小样方
， 测定林
地枯枝落叶层现存量．
以上各层各器官或各部分均取
样 品 ，在 80℃ 烘 箱 中炽干 至恒
重，求出含水率，并推算各部分干
重。
叶面积测定是按不 同方位和不
同层次在标准木上采集一定数量的
鲜叶，用 标准座标纸镶嵌法 测定
叶面积，然后根据叶面积与叶重的
关系，求算出单位土地面积上的叶面
襄 I 圣诞捌人工林地土壤主要营养元素的含量
Table1 Contentofnutrient elementsofthe soft
．哪 ．dealbata p]antsG,on
襄2 圣诞榭檀株各器官的生物量与D和D 的回归方程
Table2 Regressioneq吐 n betweenbiomassofdiferentorga吣 alIdD．DZH OfA
． dealb d
3 结果s分析
⋯ 要 ， 木的胸径、树高和各器官生物量资料，根据相对生长式w=aD 和 w墨 ! ¨建立圣诞树各器官的生物量(w：kg)与胸 ( _ 和树高(
归
．
!妻 ：，由表2可知，两式相关系数均很高，最低的为o．96，’ 森 壁
可信度，均可用来计算乔木层的生物量
． 但在实 用过 ；： 莩 树高(H 翌景 较
困难，误差也较大，因此，以胸径(D)为自 釜 W aDb
, 其实用性更强些． 。⋯ ⋯ ⋯ ～
土 2
根据溯算结果，昆明北郊水源保护区 10年生圣诞树人工林分总生物量为 13 7．962
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330 广 西 植 物 15卷
_F木层占9~56％，下木层占0．47％，草本层占0．21％，枯枝落叶层占4-76％
(表3)。有关各层生物量的分布情况和林分的产量结构特征分述如下：
3．2．1 圣诞树人工林 乔木层 生
物量
圣诞树人工林乔木层的生物量
为 130．418 t／hm (表 4)，其中
以树干生物量最高， 占乔木层总生
物 量的 54．91％ ，树 枝居次 ， 占
l6．6％ ， 树 叶 和 花 枝 仅 分 别 占
8．56％和 0．61％。在地下根系生物
量中，根珊 口粗根相差不犬，分别
为 10．734 t／hm2和 l1．019
t／hmz， 两 者 占 总 根 量 的
86．31％： 中根和细根量较小，分
别 为 3．246 t／hm 和 0．204
t／hm2， 仅 分 别 占 总 根 量 的
l2．88％ 和 0．81％ 。
3．2．2 圣诞树林下植物生物量
和枯枝落叶层现存量
因本区圣诞树人工林的种植密
度较大，林冠郁闭度高，故林下植
物种类贫乏，数量少，生长状况也
普遍较差．下木层植物主要是一些
2年生左右，树高约 lm 的圣诞树
幼首或幼树，据测算结果 (表
5)，该林下木本植物 的生物量 为
0．652 t／hm2；而草率植物生物量
仅为 0．283 t／hm2。地表枯枝落叶
表3 圣诞埘人工#分生物量
Table3 BiomamofA．de |dplIItI峙0n t t／hm ‘)
表4
Table4 Bloma of,4．dealbataplantation (t／h巾 )
I)1993年 12月上旬撼定时，正是昆明地区圣诞擗开花季节．散把生物量列出
Measu~ nen!inthefirsttendays D mb 1993when ofA·dcalbata
a in blossom~sotl-cblomass offlaw~ areincludedinthe L
表 5 圣诞埘人工林下植物生长量和枯 壶落叶现存量
Table 5 Biow．~ ofunderstory layer and standing crop
oflitterinA．dealbacal~lantatlon (t／hIn
层的现存量为6．575t／hm2，其中未分解和半分解两种成份分别占47。44％和 52。56％。由于
当地群众每年冬季常到林内刮取枯落物作垫厩物，造成地表枯枝落叶层保存量较少，故推算
出的林分生物量比实际的有所偏低．
3．2．3 圣诞树人工林分的产量结构
林分的产量结构是指处于不同条件下林木各器官生物量的变化和垂直分布；在同一林分
中，由于林木的自然稀疏，形成不同生长级的林木 “ 。在该类圣诞树林 中，单位土地面积
(hm )上优势木 (12．0～l6．0 cm径级)，平均术 (8．1～12．0 cm径级)和被压木 (4．1～
8：0 cm径级)三类立木的株数分别占立木总株数的 l3．64％，59．09％和 27．27％，而它们各
自的生物量却分别 占林木总生物量的 32．90％，58．88％和 8．22％ (表 6)，显然，各类生长
级林木之间生物量的差异是较大的。从表6还可看出，不同生长级林木备器官生物量的分配
比例有明显的差异，被压木的树干生物量比例最高，叶片生物量的比例最低；根系是优势木
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的比例较高，平均木居中；优势术和平均术的枝，叶生物量比例援近且飘局，戳雎不 例书c
低．这与一些研究结果相似 ‘ 。
表 6
Table6 Organ blomassofdifferentdiameterd4s ofA dealbataplantatio
该林分乔木层地上及地下部分
生物量的垂直分布情况见表 7、
8，。从表 7可知，随着树高的增
加，树干生物量逐渐 减少，在 l0
nl以下树干 的生物量 占其总生物
量 的 98．37％ ， t0 m 以上 只 占
1．63％．树枝和树叶生物量在 10
nl以下随 着树高 的增 高而增加 ，
而在 10 m 以上则随着树高的增高
而减少。就不同年龄的枝、叶生物
量分布特点而言，当年生枝、叶多
分布于林分的中上层，多年生枝、
叶主要分布于 中层。 总的来看 ，
4～12m 之间枝、叶生物
量分别占整个枝、叶生物量
的 85．51％和 94．90％． 林
分叶面积指数的垂直空间分
布特点与叶量分布情况基本
一 致，也是以林分的中上层
为较高．此外，见枝主要分
布在林分的 6～12m高度
范围内，其生物量占整个花
枝量的 85．99％。
表7
T_hk 7 Vertieal distribution of o~rground biomam and
leaf areaindex ofA dealbata plantaUon(t／hm )
表8 圣诞树 工^林地下部分生物量的垂直分布
Table8 Vertical dis~butionofundergroundbiomassof
． dealbata plantation(t／hm )
圣诞树为浅根性树种，侧根发达。其根系生物量分布特点与地上部分不同。从表 8可
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广 西 植 物 15卷
知，在离地面 20∞ 深以内的土层中，根的生物量 占全部根量的 73-O ，而大于 60。 深
处的根量仅占全部根量的 0．78％，20～柏 cm和 加 ～60 crfl两层根量分别占21-55％N
4．63％．根颈和不同大小的根系生物量的排序为粗 >根颈 >中根 细根，这与一些浅根树
种根系分布的特点基本一致 。
i 3 圣诞树人工林分的生
产力
林分生产力是指单位土
地面积上，单位时间内有机
物的净生产量。在各层次净
生产量的计算中，灌木和草
本层一般都采用其生物量的
年平均值，即年平均净生产
量．而在乔木层中既有用年
平均净生产量的；也有的根
据各器官生物量和实际生长
年龄分阶段计算的年间净生
产量 ，后者计算较前 者复
杂，但其结果较为精确．为
了便于 同其它 的研究相 比
较，本文对圣诞树林乔术层
的年平均净生产量与最近一
年闭(1993年)净生产量作了
计算 与比较，结果觅表 9。
衰’ 圣诞埘乔木层净生产量
Table 9 Net-p~oducfion oftree alyer ofA．dealbata (t／Ima ·i
衰lO 圣诞埘人工林分平均净生产量
TIble10 MeInl卜pn 啊t10nf0 ．dealbataplantation (t／Inn ·i
从表中可知，该类人工林乔木层最近一年间(1993年)的净生产量高于其年平均净生产量，=
者相差6．327 t／hm2·a，其中在叶、枝净生产量上的差异最为明显，这主要是由于林木叶
片的寿命较短，平均为 1～3 a，枝条的平均年龄也小于林分年龄，因此，以乔木层总生物
量被林龄相除而得的年平均净生产量要小于其最近一年问的净生产量，而且这种差异程度在
一 定范围内随着林龄的增加而有所增加．此外，乔木层各器官净生产量的分配比例也有较大
的差异，以最近一年间(1993年)的净生产量为例，其比例大小为：树干 (41．21)>树叶
(24．74％ )>树枝 (16．95％ )>根系 (13．01％ )>花枝 (4．09％)．
根据测算结果，本区圣诞树人工林分总净生产量为24．128t／hm2．a(表 1O)，其中乔
木层占的比重最大，为林分总净生产量的80．28％，凋落物占17．20％，下术层和草本层仅
分别 占 1_35％和 I．17％。
i 4 工 -0 ，、 个，J：L1郅l 、 = ，J1 田 甫 邓 口^ 丑^ 口 叮 l
林分生物量和净生产量是衡量一个森林生态系统生产力高低的定量指标。 由表 11可
知，本区圣诞树人工林分乔木层生物量除低于海南琼海的细叶桉林和湖南会同杉木林外，均
比其他几类人工林要高．由于林木生物量高低受林龄、组成结构和环境条件等因索影响而变
动较大，故还需因其净生产量大小作进一步的比较．为了便于比较，这里统一用乔木层年平
均净生产量来评价各类型人工林生产力的高低．本区lO年生圣诞树人工林的年平均净生产
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瓦而二 云南松林‘ 高4．5倍：比湖南会同杉木林㈣高o．7倍；与同科同属的
广东鹤山在叶相思人工林 9 接近，比海南琼海的细叶按林 m 和广东鹤山的马占相思人工
林 9 稍低一些，从而反映出昆明北郊水源保护区圣诞树人工林的生产力是比较高的·
寰 l1
Tablell Treebtoma~stud．r州 蛐 ~ diferent如 types
这里树叶生物量包括树叶和花柱生物量 L龃rbioma鹤inch~de 1 rand flower bio~ s
从本区的实际出发，圣诞树林是以绿化荒山、保持水土，涵养水源等为主要目的而营造
的，要求它具有较好的固土保水，肪止土壤侵蚀方面的作用，所以环境生态效益是主要的。
根据许多相关的研究表明“l_ ，森林良好的水土效益不权占森林的层次结构等有关，而
且更重要的是与林内地被物覆盖程度和枯枝落叶层保存状况有直接的关系。从前面的测定结
果表明，本区圣诞树人工林乔木层的生物量及生产力是 比较高的，但 园林冠郁闭拥挤，当年
生叶和枝条多分布于林分中上层，林内光线不足影响到下木和草本植物的生长，种类组成极
简单，单位土地面积上产量也受到极大的影响，下木和草本植物的生物量仅 占林分总生物量
的 O·68％；加之地表枯枝落叶层因常受人为干扰而保存量较低。从而严重地阻碍了群落的
整体效应，其保持水土、涵养水原的作用未充分发挥出来．据近期初步观测结果表明，在相
同降雨条件下，该圣诞树人工林的地表水土流失量要高于相似地形条件下的密生灌草坡。鉴
于以上的分析，作者认为现阶段该类人工林群落结构不合理，这无疑会对森林的水分和养分
循环，森林的稳定性以及森林生态功能的发挥等方面产生无益的影响。
4 结论与建议
1 本区 10年生圣诞树人工林区乔术层各器官生物量，通过应用相对生长式回归方程能够
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334 广 西 植 物 15卷
得到较高精度的估测值 该林分乔木层的生物量为 130．418 t／hm2(年平均净生产量为
13．042 t／hm2．a
．
最近一年间0993年或第 lO年生)的净生产量为 19．369 t／hn a；下木和
草本植物生物量分别为0．935 t／hm2，净生产量为 0．609 t／hm·a；枯枝落叶现存量为6·573
t／hm2
， 林区凋落量为 150t／hm ·a。
2 经分析比较，本区圣诞树人工林具有较高的生产力，但现阶段其群落结构不合理，乔
木层林木密度过大，灌 草层植物稀少，层盖度抵；地表枯枝落叶现存量少，从而使得其结
构的整体效益差，保持水土、涵养水源的作用也水能充分发挥出来。
4．3 就水源保护区人工林的营造而言，不仅要选择速生丰产的树种，而且也要注意合理的
密度和群落结构，形成多层多种的高效人工群落，发挥出良好的水土保持效益。从圣诞树的
生物学特性来看，在适宜的条件下，它具有很强的根蘖和伐桩萌发能力。因此，作者认为应
及时对该圣诞树林进行间伐，调整群落产量结构，提高群落结构的整体效应；同时也注重对
林下蔼木、草本植物和枯枝落叶层的保护 这样，森林的经济效益和生态效益都会得到提
高，从而也才能保证预期 目标的实现
致谢：本项工作得到昆明市滇池保护委员会松华坝水源保护处的协助。刘玉洪 李安、
赵永昌等同志参加了部分野外工作。
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