12年生山白兰生物量与生产力研究

白春磊，聂珍臻，覃德文

（1.广西壮族自治区国有东门林场，广西 扶 绥532108；2.广西大学 林 学院，广西 南 宁530004）

1 引言

山白兰（ParamicheliaBaillonii）为木兰科（Magnoliaceae）合果木属（Paramichelia）植物，别名拟含笑、合果木、山桂花、大果白兰、山缅桂。国家三级重点保护植物。适生于肥沃湿润、排水良好的疏松壤土或沙壤土，对土壤肥力要求不十分严格，在山脊土壤较瘠薄的地方亦能生长良好［1］。抗风能力较强，具有净化环境和抗污染能力。山白兰在林下天然更新能力较差，但山白兰具有萌蘖能力，采伐后可萌芽更新。多散生于海拔700～1 500m处［2］。山白兰是广西重要的珍贵树种之一。

2 研究方法

2.1 试验地概况

试验地位于广西南宁市江南区居仁村内，地理位置为北纬22°34′31″～22°46′51″，东经108°15′14″～108°22′22″，该地区属南亚热带南缘季风气候，年平均气温21.6℃，极端高温40℃，极端低温－1.5℃，10年积温7 600℃，水热条件较丰富，年降雨量1 280 mm，雨量多集中在5～9月，占全年降雨量的71%，年蒸发量1 250～1 620 mm，年日照时数1 450～1 650 h，年均空气相对湿度约79%，年无霜期达342 d，少有冰雪。试验地位于山坡中部，海拔高度约150 m，坡度为20°～30°，西南坡，土壤类型为砂页岩发育形成的赤红壤，土壤厚度为80 cm以上，腐殖质层厚度为10～15 cm，保水保肥尚好。本试验林地是2002年营造的山白兰人工林，面积为0.11 hm2，郁闭度为0.8，林分密度为：1 267株·hm－2。林分平均树高为9.76 m，平均胸径为8.98 m。林下草本植物主要有：铁芒箕（Dicranopteris dichotoma（Thunb.）Bernh）、五节芒Miscanthus floridulus）、东方乌毛蕨（BlechnumorientaleL）、半边旗（Pterissemipinnata）、海金沙（Lygodiumjaponicum）等。

2.2 生物量、生产力的测定计算

将各径阶平均木伐倒之后，平均木各器官的生物量测定均采用在现场称全部鲜重后，取样带回实验室内，在85℃恒温下烘干至恒重，计算样品的含水率，再根据样品的含水系数换算整株平均木各个器官的干重。地上部分采用 Monsic分层切割法测定生物量［3］，按2 m划区分段，分干材、干皮、树枝、树叶测其生物量鲜重，并各取200～500 g样品；地下部分根系采用全根挖掘法［4］，分根蔸、粗根（d≥5 cm）、中根（5 cm＞d＞2 cm）、细根（d≤2 cm）收集，称其生物量鲜重并取200～500 g样品；林下植被采用样方收获法［5］，在每个标准地内各设2个面积为1 m×1 m的小样方，调查样方内植物种类、高度等，按腐殖质层、草本层、灌木层分别测定鲜重量，并各取样200～500 g；将样品带回实验室测定含水率和干重，根据林分密度推算单位面积林分生物量及其分配。

林木通过光合作用将生产的有机物质减去林木呼吸的消耗量所剩下的部分称为净生产量［6］，在前人的研究中，生产力的估算指标一般采用单位时间内平均净生产量，而在本次研究中，生产力的估算指标采用净生产量，计算公式如下：

式中：NPP为年平均净生产量，W为林分或器官生物量，a为林分年龄山白兰干材、干皮、枝条、根系的平均净生产量，是按照各器官生物量被乔木的年龄所除，叶生物量则以叶在林木上着生5年计。林分内灌草人为干扰一般，灌木数量较少，以20年计算灌木层生物量；以5年计算草本植物及腐殖质层平均净生产量。

2.3 数据处理

利用Microsoft Office Excel 2007对原始调查数据进行整理，模型拟合采用SPSS18.0软件进行方程拟合及分析。

3 结果与分析

森林生产力一般是指单位时间和单位面积光合作用所产生的有机物质或固能的速率，第一性生产力则是生产者（绿色植物）通过光合作用以有机物形式而蓄积能量的速度；生产者产生的有机物可能构成生物量中的增量，也可能被用作消费者的食料［7］。在计算生产力过程中，由于林木生物量占林分的绝大部分，林下植被占少部分，且较难测定；凋落物、被动物啃食等部分生物量也难以统计，在所计算的林分净生产力时，所得测量值比实际值要小。由表1可知，山白兰人工林林分净生产量为5.22 t·hm－2·a－1，低于全国杉木人工林的平均生产力6.7 t·hm－2·a－1（25－35年生）［8］及31年生火力楠净生产力6.8 t·hm－2·a－1［9］，高于26年生红椎人工林净生产力［10］的4.421 t·hm－2·a－1，与41年生马尾松人工纯林的生产力［11］的5.197 t·hm－2·a－1几乎持平。

表1 山白兰人工林林分净生产力

4 总结

林分生物量随林龄增加而增加，不同径阶、不同器官生物量的生长过程存在一定差异。12年山白兰人工林单株生物量达62.52 kg·株－1，树干生物量达25.32 kg·株－1，占全树总生物量的67.32%；各器官生物量的排序依次为：干材＞根系＞活枝＞干皮＞叶子，干才占林分生物量的绝大部分，作为人工用材林进行培育，具有较高的经济效益。林分总生物量为62.52 t·hm－2，乔木层生物量50.04 t·hm－2，占林分总比例的87.48%，灌木层、草本层、腐殖质层生物量分别占林分总生物量的10.88%、0.27%、1.61%；干材生物量25.32 t·hm－2，占乔木层生物量的56.88%；山白兰人工林净生产力为5.22 t·hm－2·a－1，相比本区其他珍贵树种，山白兰生产力介于火力楠和红椎等树种之间。

5 讨论

12年生的山白兰人工林生产力为5.22 t·hm－2·a－1，并没有表现出优越性，究其原因是：林分郁闭度大，叶片相互遮挡，光合作用的有效面积减少；抚育不到位，造成林木间的相互竞争，林木分化程度较大，减缓了林木的生长。为提高林分生物生产力，特别是增加单株林木的生物产量以期提高林分的经济效益，也为了保持林地肥力，减少林分郁闭度大而引发的问题，对林分适当地抚育间伐、保持合理的密度或进行多层经营是非常必要的。

近年来，广西速生丰产林的快速发展，林地土壤肥力问题已日趋严峻，特别是桉树大面积和多代连栽，对林地产生了较大影响，林地有机质和养分库的严重退化是林地地力衰退的主要原因，目前，桉树的经营更是注重于经济效益方面。因此，选栽适应性强、生长迅速、具较高经济效益，对林地土壤结构、保水持水能力强的树种，对维护生态平衡，防止林地地力衰退等方面具重要作用。山白兰树干通直、树形优美、材质优良、能适应多种类型土壤，是山地造林的好树种。从桂西南地区栽植情况看来，其对桂西南的气候适应性好，生长速度快，可广泛进行引种。这不仅从理论上为山白兰的造林、抚育管理等方面提供参考依据，也为人们更好地了解山白兰这一树种的各种特性，广泛引种山白兰打下坚实的基础。就目前对山白兰的研究情况来看，对山白兰人工林的土壤理化性质、林下植被养分状况、林分碳储量等方面均未见研究报道，随着各种营林管理技术的日趋进步，学者对林木的各组分研究也日趋成熟，仪器设备不断更新，精度更加准确，在今后的山白兰各方面研究中，将会取得更大的成果。

［1］钱崇澍，陈焕镛，吴征镒，等.《中国植物志》的编研［R］.北京：中国科学院植物研究所，中国科学院华南植物园，中国科学院昆明植物研究所，中山大学，2010.

［2］黄 丹，苏 勇，黄承标.山白兰引种新区林分生长表现及土壤理化性质的研究［J］.广东农业科学，2012，39（15）：23～27.

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