冀西北3种典型林分乔木层生物量研究

郭宾良

摘 要 以冀西北庞家堡林场的3种林分为研究对象，对林下植被生物量进行比较研究，结果表明：（1）3种典型林分中乔木层生物量最大的是白桦纯林，最小的为油松杨桦混交林，大小排序为：白桦纯林＞油松纯林＞油松杨桦混交林。（2）3种典型林分的整体生物量和各树种生物量表现的规律是一样的，均为地下生物量小于地上生物量。（3）白桦、黑桦和蒙古栎3个树种，在3种林分中各器官的生物量大小规律是相同的，均表现为：树干＞树枝＞树根＞树皮＞树叶。（4）油松杨桦混交林中的油松和白桦的树干和树皮生物量占比均高于两个纯林。

关键词 冀西北；乔木层；生物量

中图分类号：S718.55       文献标识码：A   doi：10.13601/j.issn.1005-5215.2024.04.018

Study on the Biomass of Arbor Layer in Three Typical Forest Stands in Northwest Hebei Province

Guo Binliang

（Baoding Forest Disease and Pest Prevention and Quarantine Station，Baoding 071000，China）

Abstract The comparative study was conducted on the biomass of understory vegetation with the three typical forest stands at Pangjiapu Forest Farm in northwest Hebei Province as the research objects. The results showed as the following four aspects. （1） Among the three typical forest stands，the highest biomass of the arbor layer was in the pure Betula platyphylla forest，and the lowest was in the mixed forest of Pinus tabulaeformis and poplar birch. The order of size was： pure Betula platyphylla forest > pure Pinus tabulaeformis forest > mixed forest of Pinus tabulaeformis and poplar birch. （2） The overall biomass and each tree species biomass of the three typical forest stands exhibited the same pattern，with underground biomass being lower than aboveground biomass. The biomass patterns of various organs in the three tree species of white birch，black birch and Quercus mongolica were the same in the three forest stands，all showing as follows： trunk > branch > root > bark > leaf. （ 4 ） The proportion of trunk and bark biomass of Pinus tabulaeformis and Betula platyphylla in the mixed forest of Pinus tabulaeformis and poplar birch was higher than that in the two pure forests.

Key words northwest Hebei Province; arbor layer; biomass

生物量研究是生态学研究中的一个重要领域，是物质循环和能量流动研究的基础，是群落结构和功能的主要测度指标之一，能反映群落的生长状况[1，2]。随着森林可持续经营发展的要求，森林内林分及树木综合利用水平不断提高，现在森林可持续经营指标除了传统因子森林蓄积量、出材量等以外，还要弄清楚林地的生物量结构，这些指标需要通过测定生物量来完成的。林分结构是影响森林种群内林分生物量动态的最主要因素之一，不同林分结构由于生长特点不同，处于树木的生长发育阶段不同，其林分生物量有较大差异[3-5]。

本文以冀西北地区3种典型林分为研究对象，对林分乔木层的生物量相关参数进行调查分析，从而了解该地区的3种林分的乔木层生物量、乔木层不同器官生物量的差异，以期为该地区森林经营提供理论依据和技术支撑[6，7]。

1 研究区概况

试验地为宣化区庞家堡镇东偏南的庞家堡林场（40°34′—40°42′N，115°26′—115°31′E），坐落于燕山余脉，平均海拔850～1 500 m，最高峰海拔1 900  m，山势陡，坡度大，属中山类型。属暖温带干旱大陆性季风气候，四季分明，多年平均气温 7.8  ℃。年平均降水量 450 mm，降水集中在7—9月，8月最多。受气候、地形地貌的影响，土壤类型以棕壤、淋溶褐土为主。林地所在地区属华北植物区系，有植被类型5个，包括寒温性针叶林、温性针叶林、落叶阔叶林、落叶阔叶灌丛、草甸等。主要针叶乔木树种有油松（Pinus tabulaeformis）、华北落叶松（Larix principis-rupprechtii）等，主要阔叶树种有白桦（Betula platyphylla）、山杨（Populus dayidiana）、春榆（Ulmus davidiana）、五角枫（Acer mono）、蒙古栎（Quercus mongolica）、蒙椴（Tilia mongolica）等。

2 研究方法

2.1 样地设置

在全面踏查的基础上，选择油松纯林、白桦纯林和油松杨桦混交林3种典型林分类型，

选择本林分，每种林分类型

选取具有代表性的地段，

各设置3个大小为30 m×30 m的固定样地，共设置9块样地。利用GPS和罗盘测定样地的海拔、坡度、坡向；进行每木检尺，记录样地内每株树的胸径、树高，样地基本情况见表1。

2.2 生物量测定

在标准地内对乔木进行每木调查，记录乔木树种的胸径（D）、树高（H）等因子。各乔木树种单株生物量采用已有的生物量模型进行估算，其详细计算方法[8-11]见表2。

式中：W乔为乔木层总生物量（t/hm2），n为样方内乔木总株数（株），WAi为第i株乔木地上生物量（kg/株），WBi为第i株乔木地下生物量（kg/株），S为乔木样方面积（m2）。

3 结果与分析

3.1 乔木层生物量

林分的乔木层是林分结构重要组成部分，能够截留降雨，并且是林分碳汇功能的主要承担者。从表3可以看出，三种典型林分中乔木层生物量最大的是白桦纯林，最小的为油松杨桦混交林，大小排序为：白桦纯林＞油松纯林＞油松杨桦混交林。油松杨桦混交林中乔木层主要以油松、白桦和山杨为主，三种树种中白桦的生物量最高，山杨最小，油松居中。

3.2 乔木层生物量组成的差异

由表3可知，三种典型林分的整体生物量和各树种生物量表现的规律是一样的，均为地下生物量小于地上生物量，比例均近似于2：8。三种林分中地上生物量大小排序为：油松纯林＞油松杨桦混交林＞白桦纯林。以树种在各林分的表现来说，作为白桦纯林和油松杨桦混交林中的共同树种白桦，在两个林分中的地上生物量占比差异较小，而处于油松纯林和油松杨桦混交林中的油松，在两个林分中的地上生物量占比差异较大。

3.3 乔木层不同器官生物量的差异

从表4可以得知，林分整体生物量占比来看，树皮与树根的生物量规律一致，均以白桦纯林的生物量最高，油松纯林最低，油松杨桦混交林居中；树干生物量表现为，油松杨桦混交林最高，油松纯林最小，白桦纯林居中；树叶与树枝的生物量规律是一致的，均以白桦纯林的生物量为最高，油松杨桦混交林最低，油松纯林居中。

乔木层不同的树种其各器官生物量是有差异的，相同树种处于不同林分中其各器官生物量也是有差异的。白桦、黑桦和蒙古栎三个树种在三个林分中各器官的具体生物量虽有不同，但是生物量的大小规律是相同的，均表现为：树干＞树枝＞树根＞树皮＞树叶；油松纯林和油松杨桦混交林的共同树种油松，其各器官生物量大小排序的规律是一致的，均表现为：树干＞树枝＞树根＞树叶＞树皮，但在白桦纯林中的表现则为：树干＞树枝＞树根＞树皮＞树叶；山杨在三个林分中均有分布，其器官生物量在油松纯林和油松杨桦混交林中大小排序是一致的：树干＞树根＞树枝＞树皮＞树叶，而在白桦纯林内表现与其他两个林分则有差异，大小排序为：树干＞树根＞树皮＞树叶＞树枝。

所有树种中，树干生物量占比最小的为白桦纯林中黑桦，比例为38.87%，最大的为白桦纯林中的山杨，比例为51.09%；树皮生物量占比最小为油松纯林内的油松，比例为6.96%，占比最高是白桦纯林中的蒙古栎，比例为13.51%；树根生物量占比最小的是油松纯林中油松的，比例为15.74%，占比最大的为白桦纯林中的黑桦，比例为23.32%；树枝生物量占比最小的是白桦纯林中的山杨，比例为10.05%，占比最大的为白桦纯林中的黑桦，比例为26.50%。树叶生物量占比最小的是白桦纯林中的白桦，比例为1.54%，占比最大的是白桦纯林中的山杨，比例为10.47%。

4 结论

4.1 3种典型林分中乔木层生物量最大的是白桦纯林，最小的为油松杨桦混交林，大小排序为：白桦纯林＞油松纯林＞油松杨桦混交林。

4.2 3种典型林分的整体生物量和各树种生物量表现的规律是一样的，均为地下生物量小于地上生物量，比例均近似于2∶8。3种林分中地上生物量大小排序为：油松纯林＞油松杨桦混交林＞白桦纯林。

4.3 白桦、黑桦和蒙古栎在种个林分中各器官的生物量大小规律是相同的，均表现为：树干＞树枝＞树根＞树皮＞树叶。油松纯林和油松杨桦混交林的共同树种油松，其各器官生物量大小排序的规律是一致的，均表现为：树干＞树枝＞树根＞树叶＞树皮，但在白桦纯林中的表现则为：树干＞树枝＞树根＞树皮＞树叶；山杨在3种林分中均有分布，其各器官生物量在油松纯林和油松杨桦混交林中大小排序是一致的：树干＞树根＞树枝＞树皮＞树叶，而在白桦纯林内表现与其他两个林分则有差异，大小排序为：树干＞树根＞树皮＞树叶＞树枝。

4.4 所有树种中，树干生物量占比最小的为白桦纯林中的黑桦，最大的为白桦纯林中的山杨；树皮生物量占比最小为油松纯林内的油松，占比最高是白桦纯林中的蒙古栎；树根生物量占比最小的是白桦纯林中的油松，占比最大的为白桦纯林中的黑桦；树枝生物量占比最小的是白桦纯林中的山杨，占比最大的为白桦纯林中的黑桦；树叶生物量占比最小的是白桦纯林中的白桦，占比最大的是白桦纯林中的山杨。

参考文献：

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