乔木树种生物量研究文献分析

张瑞文，刘昌胜，罗大庆

(西藏农牧学院高原生态研究所 西藏林芝高山森林生态系统国家野外科学观测研究站 西藏高寒植被生态安全自治区重点实验室，西藏 林芝 860000)

1 引言

林分生物量是指在林分下的生物量，林分是有一定的面积，其内的树种，年龄，树木生长状态大致一样，即样地；林分生物量包括了这个样地内所有树木的树干、树枝、树叶以及树根的生物量，单位为kg/m2。

在评价林木生长量的过程中，应用最广泛的是树干分析，树干解析是对树种和林木分的数量和质量的评估，揭示林木分分布和长势的规律性的一个主要途径。本文主要运用文献计量分析法，根据资料的查阅情况，对中文学术期刊全文数据库(CNKI)中收集的有关树木生物量的研究资料进行分析。关于文献计量分析的主要概念有许多，首先提到的作者为Pritchard，文献计量分析法是运用数理统计分析的方法，来定性地描述、判断和推测植物研究情况及其发展趋势的图书情报学研究分支，采用的方式主要是通过书面交流对资料的各个领域的定量性研究。

2 国内外研究进展

我国对生物量含量的科学研究始于20世纪70年代后期，首先是潘维俦等对黄杉木植林地的调查[2]，其后是冯宗炜等对马尾松植林区调查和李文华等对长白山区及温带原生林的调查[3，4]。近年来，中国部分专家采用传统的生物量含量检测技术研究林木生物量成分，如郑金萍[5]利用微天气场法(昼夜曲线法)和收获法、彭培好用标准木和分析法(树木层)及样方收获法(树木、草本)研究川西草原及山麓宽河谷地带光果西南桦人工林的生产力、动植物量和分布变化规律。但目前，国内对于生物量含量的检测仍使用传统技术，其难度大、流程繁琐、周期长、代表性较低且检测技术还未能建立系统，因而无法准确反映中国大面积宏观生态系统的动态变化和生态环境情况，也不能适应实际工作的需求[6～11]。近年来，国内研究者已经对很多树木的生物量含量开展了深入研究，同时也逐步拓展了研究领域，不但从个体、物种、群体、生态系统、自然地区、生物圈等多个维度进行了生物量含量的探讨，也同时比较广泛地对同一树木的生物量含量开展了探讨，并涉及该树木在不同的种源、不同发育阶段、不同自然地区的生物量含量特征，以期构建高生物量树种的指标体系，从而达到对天然林生物量含量更加准确的估计。

近年来，中国国内研究者已经对很多树木的生物量含量开展了深入研究，同时也逐步拓展了研究区域范围，不但从植物个体、种群、群落、自然生态体系、气候区域、地理生物圈等多个尺度上进行了生物量含量的深入研究，也同时比较广泛地对同一树木的生物量含量开展了深入研究，包括同一树木不同的地理种源、不同生长与发育时期，以及不同自然地区的生物量含量差异，以期通过构建生物量树种的权重指标体系，达到对天然林生物量含量更加准确的估计[12]。同时，构建普遍适合于各种立地相同树种植物和相同立地不同种类植物的生物量模型，也会成为必然趋势[13]。因此许多研究者认为必须构建长期监测台站网络，加强数据处理规范，建立数据的共用制度对各种数据实施统一集中管理，才能进行全面数据共享与使用。

3 数据来源与研究分析

3.1 数据来源

本文数据来源于中国知网中国学术期刊网络出版总库(CNKI)﹐利用数据库高级检索工具栏，主题定为“生物量”。搜索2001年至今近20年在国内期刊上发表的研究文献，共计9.5万篇，经进一步筛选，约有9.3万篇与生物量相关联的中文文献。在其中采用“篇名—生物量+主要主题—生物量”为检索模式，检索到5263篇国内文献，除去会议类文献，其中约有5134篇主要主题为生物量的中文文献。

3.2 研究方法

通过利用Excel软件整理分析相关文献，并完成折线图、饼图等相关制作。

4 文献分析

4.1 生物量论文发文量分析

将“生物量”作为主题词的检索，可得出结果：从2001年至今，发表相关生物量研究的文献篇数为5263篇。由图1可知，目前该领域研究的文献年发文数量2001～2015年总体呈上升趋势，2016年至今呈持续下降趋势，表明近几年国内树木生物量研究的热度有所下降。

消化系统肿瘤 Xiong等[8]发现 HULC/泛素特异蛋白酶22/组蛋白去乙酰化酶/自噬通路减弱了肝癌细胞对化疗药物的敏感性，Zhang等[9]提出lncRNA-氨甲酰磷酸合成酶1内含子转录物1可能通过缺氧诱导因子的失活抑制缺氧诱导的自噬从而抑制结直肠癌细胞的转移和上皮间质转化。

图1 生物量论文发文数量

4.2 作者、机构及学科分布

通过中国知网中国学术期刊网络出版总库(CNKI)资料库，统计生物量研究文献作者分布状况，所属机构分布，以及不同学科的分类情况。

4.2.1 作者分布

通过对近20年中所出版的5263篇论文的主要撰稿人进行分类得到：发文总量在10篇以上的专家学者共计21人，他们大多来自中南林业科技大学、中国林业科学院、西南林业大学和北京林业大学等高校，中南林业科技大学田大伦教授发文量24篇为最高发文数量(图2)。

图2 作者姓名及所在机构

4.2.2 机构分布

要反映出一个机构对生物量领域的影响力，可以通过中国知网中国学术期刊网络出版总库(CNKI)中的检索功能查找出具体的机构分布情况。经过检索能够判断出，目前国内从事生物量研究的院校，主要是中国各地方的大学院校，如首都林大、北东林大、中南林业科技大学等，其中北京林业大学发表文献数量最多，包括了223篇相关论文文献。

4.2.3 学科分类

通过中国知网中国学术期刊网络出版总库(CNKI)中的检索功能，可以获取到有关学科分类的信息。2001年至今，有关生物量的文献在林业(43%)、生物学(15%)和农作物(13.96%)等方面的占比较大，占总体的70%左右，同时生物量在畜牧与动物医学(6.31%)、园艺(3.98%)等领域中的应用也是不可忽视的，同时说明，生物量在植物、动物以及部分医学领域都可进行研究并加以运用(图3)。

图3 学科分类

4.2.4 研究方法分析

生物量含量的常规分析技术一般有二氧化碳平衡法(气体交换法)、微气象场法(昼夜曲线法)和收获法[14]。二氧化碳平衡法一般是把林木体系的叶、树、干和土地等各部分密封于各种类型的气室，通过气室CO2含量变化估计不同组分的光合速度和呼吸速率，从而推算出对整个生态系统中超临界二氧化碳的流动和平衡量。基于林冠的树叶光合特性的空间异质性，利用叶片内CO2氧合率计算林冠光合产量，有一种很繁琐的空间尺度变换过程[15]。将微气象场法则与风向、速度和气温等因素测量紧密结合，利用测量由环境地表下至林冠上层二氧化碳含量的垂直梯度变化规律，来预测生态系统二氧化碳的进入与输出量。

直接采收法是全球最广泛使用的植物调查方式，也是对陆地群落和林木生长发育最切实可行的调查方式。直接采收法中，争议最大的内容是取样方式和相应于生长方程的建立。潘维俦[16]等根据植林地的形态特征和丰富的植物样地统计资料，给出了分级分层测定法。王胥辉则根据增加形态的变数如冠长、冠幅和容积等，完善了相应生长方程。将森林收获法又可粗略分成3类：清查法、平均木法和相对生长法。

4.2.5 研究区域分析

通过检索文献便可看出，中国对西北部地域(云南省、贵州省、四川省、成都市)和西北(新疆州、西藏自治区)森林生物量研究的文献数量居多。云贵青藏高原以西的云南，地带性植物主要为半湿润常绿阔叶林，受到自然界和人类活动影响，产生了云南落叶松、云南松针阔混交林、次生灌丛、植林地等各种退化形式以及次级演替发展阶段；在云贵高原以东的贵州，地区最稳定的植物主体为常绿阔叶林，但因为自然环境和人类影响，形成的退化种类和次级演替阶段大多为次生性的常绿阔叶林、灌木丛、荒山等，其中在土壤比较厚的地方还散布着马尾松林[17]；西北部山区的林木覆盖率虽远不及我国其他地方，但在阿尔泰山、祁连山山脉一带，仍然散布着大面积的针叶林和针阔叶混交林[18，19]。

4.2.6 被引文献分析

单篇论文引用频率位居全国前3的，依次为来自北大方精云博士团队的《全国林木植被的生命量和净生产率》，共被引用数量为1886次；出自北大朴世龙等的《中国草地植被生物量及其空间分布格局》，被引次数695次；以及来自中国科学院生态环境研究中心冯宗炜等的《湖南省会同地方马尾松林生物量的计算》，被引次数628次。

4.2.7 主要期刊分析

通过统计近20年中所发表的5263篇文献的发布期刊进行分析可以得到，发文量在30篇以上的期刊有30位，如图4，其中生态学报发表文献最多为150篇(8.49%)，其次为中南林业科技大学学报96篇(5.44%)和应用生态学报89篇(5.04%)。

图4 期刊分布

5 结论与展望

本研究通过Excel软件对从中国知网中国学术期刊网络出版总库(CNKI)上所选文献进行分析，粗略地总结了2001～2021年生物量领域的发展趋势。利用Excel 软件对所选文献从机构、作者、学科等方面进行了分析，通过研究得出以下结论：

(1)按发文量状况可以分为3个阶段：第一阶段为2001～2011年，该阶段年发量平稳上升；第二阶段为2012～2015年，此阶段年发文量先逐年下降，后平稳上升，并在2015年达到峰值，为331篇；第三阶段为2015年至今，年发文数量呈下降趋势。通过分析可知，近年国内生物量研究的热度在逐步下降。发文学科中，主要集中在林业、生物学和农作物等相关学科，不同学科间联系密切，交叉性较高。

(2)我国有关生物量主要研究机构主要以北京林业大学为代表的科研机构，以及东北林业大学、中南林业科技大学、西北农林科技大学等为代表的农业类高校。

国内外近年来对许多树种的生物量进行了研究，并且逐渐扩大研究的范围，在个体、种群、群落、生态系统、景观、区域、生物圈等多尺度上开展森林生物量的研究[20]。对同一树种的生物量研究更加深入，研究内容包括同一树种不同地理种源、不同发育阶段、不同自然地带的生物量差异。研究手段日益先进，微观上采用先进的光合测定仪器，宏观方面利用卫星遥感技术来估算森林生物量，同时对森林生物量的研究紧紧围绕气候、环境、资源这些与人类生存和可持续发展密切相关的重大问题[21]。引起生态学界和林学界的极大关注的研究内容有土地利用方式的变化引起的森林生态系统总生物量变化，森林在减缓全球气候变化，特别是保持CO2平衡中所起的作用；估计森林生态系统吸收大气中CO2的能力；森林生态系统结构和功能的整体性；对潜在生物量的估算；研究森林生态系统的总有机物含量和净生产量以及对森林生态系统生产力模型的研究[22～25]。

我国对生物量领域的研究起步较晚，但发展迅猛，且日益丰富。树干解析在林木生物量与生长量研究中的应用也越来越广泛，测定技术经过几十年的发展，取得了长足的进步。同时，在研究有关生物量的实验中，也要加强生物量与生物学等学科之间的联系，争取为生物量的研究带来新的发展机遇。