中国桉树人工林生物量估算系数及影响要素
发布时间：2021-09-12 09:58
【目的】分析中国桉树人工林生物量3个估算系数与林分结构特征、气候因子及地形因子的关系,确定生物量估算系数的主要影响因素,以期为区域尺度准确估算桉树人工林生物量提供科学依据。【方法】收集、整理、筛选中国桉树人工林的相关文献数据,分析桉树人工林生物量3个常见估算系数（生物量转换与扩展系数BCEF、生物量扩展系数BEF和根茎比R）与林分结构特征（林龄、平均胸径、平均树高、林分密度、林分蓄积量）、气候因子（年均气温、年均降水量）和地形因子（海拔）间的关系。【结果】桉树人工林BCEF、BEF和R的平均值分别为0. 658 Mg·m-3、1. 251和0. 190,其对应范围值分别为0. 46～0. 76 Mg·m-3、1. 05～1. 35和0. 04～0. 36; BCEF随平均胸径（r2=0. 306）增大而先减后增,随平均树高（r2=0. 366）和林分密度（r2=0. 430）及林分蓄积量（r2=0. 405）增大均呈逐渐减小并渐趋稳定的趋势; BEF随林龄...
【文章来源】：林业科学. 2020,56(05)北大核心EICSCD
【文章页数】：11 页
【部分图文】：
生物量估算系数相对频率分布特征
BEF和R表征林分器官生物量的分配状况。我国桉树人工林BEF的平均值为1.251，低于IPCC温带阔叶林(1.4)和热带阔叶林(3.4)的缺省值，亦低于部分亚热带常绿阔叶林(1.391 3)(侯燕南等，2016)，造成这种情况的原因可能是桉树属速生丰产树种，自幼林即开始分化，生长过程中自然整枝能力强，下部枝条迅速枯落，轮伐期内保持着较高速率的树高生长和胸径生长(祁述雄，2002)，使其树干生物量比重大于其他阔叶树种。例如研究发现不同林龄尾巨桉(E.urophylla×E.grandis)人工林乔木层树干生物量比重由1年生的51.07%增到8年生的98.48%(付威波等，2014)，尾细桉(E.urophylla×E.tereticornis)人工林树干生物量比重由1年生的49.54%增到4年生的75.58%。相比而言，9年生的印楝(Azadirachta indica)纯林和大叶相思(Acacia auriculiformis)纯林树干生物量比重分别仅为31.3%和31.2%(高成杰等，2012)，南亚热带27年生米老排(Mytilaria laosensis)、火力楠(Michelia macclurei)、红椎(Castanopsis hystrix)、铁力木(Mesua ferrea)和马尾松(Pinus massoniana)人工林树干生物量比重分别仅为65.49%、49.50%、59.93%、40.16%和58.74%(郑路等，2014)。我国桉树人工林的R平均值为0.190，低于温带桉树属(0.20～0.48)、IPCC亚热带潮湿林(0.20～0.24)和其他阔叶林(0.24～0.46)的缺省值。可能原因是中国桉树集中在温度较高、降水较充足的热带和亚热带地区，不存在温度和水分胁迫，从而减弱了生物量向根系更多分配。由此可见，若利用IPCC提供的固定缺省值，可能会高估我国的桉树人工林生物量。在本研究中，BCEF与林龄未表现出明显的函数关系，这与左舒翟等(2014)对杉木(Cunninghamia lanceolata)林和罗云建等(2010)对华北落叶松(Larix principis-rupprechtii)林的研究结论不一致。造成这种差异的原因可能为:首先，桉树人工林作为速生丰产林，轮伐期一般为7～8年(黄和亮等，2007)，速生期内地上部分生物量和林分蓄积量的比率短期波动不明显;其次，以往研究中对过熟桉树人工林林分生物量研究匮乏，导致数据分析时缺少过熟林生物量数据。BCEF随林分平均胸径增大表现出先减后增的变化趋势，可能原因为桉树在高生长阶段中的自然整枝作用使得枝和叶生物量下降幅度较大，高生长减缓之后，枝和叶生物量又出现大幅增加。BCEF随林分平均树高和林分蓄积量增大而减小，与以往研究结论(罗云建等，2010)一致。BCEF随林分密度增大而减小，可能是由于随林分密度增大，林木的水分、养分和光照竞争加强，地上部分生物量因生长速率受到限制而相对减小。BEF随林龄、平均树高和林分蓄积量增大而减小并渐趋稳定，随平均胸径增大呈先减后增的变化趋势。此结论与葡萄牙蓝桉(Eucalyptus globulus)林的BEF研究结果(Soares et al.,2012)类似，与其他森林类型(Li et al.,2010;Mokany et al.,2006;Tobin et al.,2007)的研究结果具有相似之处。这可能是由于随着林分生长，林分结构指标(如林龄、胸径、树高、林分蓄积量)逐渐增大，树木各器官生物量比重发生变化，树干生物量比重逐渐增大，叶、枝等器官的生物量比重逐渐减小。R随林龄、平均树高、林分密度和林分蓄积量增大而减小，与罗云建等(2010)的研究结果一致。
在本研究中，BCEF与林龄未表现出明显的函数关系，这与左舒翟等(2014)对杉木(Cunninghamia lanceolata)林和罗云建等(2010)对华北落叶松(Larix principis-rupprechtii)林的研究结论不一致。造成这种差异的原因可能为:首先，桉树人工林作为速生丰产林，轮伐期一般为7～8年(黄和亮等，2007)，速生期内地上部分生物量和林分蓄积量的比率短期波动不明显;其次，以往研究中对过熟桉树人工林林分生物量研究匮乏，导致数据分析时缺少过熟林生物量数据。BCEF随林分平均胸径增大表现出先减后增的变化趋势，可能原因为桉树在高生长阶段中的自然整枝作用使得枝和叶生物量下降幅度较大，高生长减缓之后，枝和叶生物量又出现大幅增加。BCEF随林分平均树高和林分蓄积量增大而减小，与以往研究结论(罗云建等，2010)一致。BCEF随林分密度增大而减小，可能是由于随林分密度增大，林木的水分、养分和光照竞争加强，地上部分生物量因生长速率受到限制而相对减小。BEF随林龄、平均树高和林分蓄积量增大而减小并渐趋稳定，随平均胸径增大呈先减后增的变化趋势。此结论与葡萄牙蓝桉(Eucalyptus globulus)林的BEF研究结果(Soares et al.,2012)类似，与其他森林类型(Li et al.,2010;Mokany et al.,2006;Tobin et al.,2007)的研究结果具有相似之处。这可能是由于随着林分生长，林分结构指标(如林龄、胸径、树高、林分蓄积量)逐渐增大，树木各器官生物量比重发生变化，树干生物量比重逐渐增大，叶、枝等器官的生物量比重逐渐减小。R随林龄、平均树高、林分密度和林分蓄积量增大而减小，与罗云建等(2010)的研究结果一致。水热条件对植物生理过程十分重要，不同区域水热条件的差异可影响植物器官生物量的分配策略，进而可能影响生物量估算系数。本研究中，BCEF对年均气温和降水量的变化较敏感，均表现出开口向上的二次曲线趋势。气温和降水量增大会促进林木光合作用和整株生长，当两者达到一定阈值后，养分供给成为限制因素，故植株会相对较大比例地向根分配生物量，以促进根系的养分吸收。BEF和R对年均气温及降水量的改变并未表现出明显响应趋势，可能原因为桉树适生区的水热条件较好，并未对桉树生长产生限制。
【参考文献】：
期刊论文
[1]2种更新方式尾巨桉中龄林地上部分生物生产力比较分析[J]. 李春宁,韦建宏,付军,梁暘,何斌. 农业研究与应用. 2017(06)
[2]不同林龄尾巨桉人工林的生物量分配格局[J]. 张利丽,王志超,陈少雄,竹万宽,杜阿朋. 西北农林科技大学学报(自然科学版). 2017(06)
[3]亚热带4种森林生物量估算转换参数的研究[J]. 侯燕南,吴惠俐,项文化,邓湘雯. 中南林业科技大学学报. 2016(08)
[4]桂西南连续年龄序列尾巨桉人工林的生物生产力[J]. 杨卫星,何斌,卢开成,李春宁,廖倩苑,刘俊,滕秋梅. 农业研究与应用. 2016(03)
[5]贵州南部桉树人工林生物量及碳储量研究[J]. 甘桂春,王伟,王晓宁,潘忠松,何绍智. 林业调查规划. 2016(02)
[6]全球森林生态系统碳储量、固碳能力估算及其区域特征[J]. 刘魏魏,王效科,逯非,欧阳志云. 应用生态学报. 2015(09)
[7]广西壮族自治区平果县退耕还林植被碳储量特征[J]. 赵瑞,孙保平,于明含,果超. 水土保持通报. 2015(03)
[8]巨尾桉与几种阔叶树和针叶树碳储量的比较研究[J]. 韦宇静,梁士楚,黄雅丽,李冰,石贵玉. 广西科学院学报. 2014(04)
[9]南宁七坡林场尾巨桉人工林生物量的初步研究[J]. 吴华静,田丰,桂凌健,田华丽,梁士楚. 广西科学院学报. 2014(04)
[10]中国杉木林生物量估算参数及其影响因素[J]. 左舒翟,任引,王效科,张小全,罗云建. 林业科学. 2014(11)
博士论文
[1]海南桉树人工林生态系统生物量和碳储量时空格局[D]. 向仰州.中国林业科学研究院 2012
硕士论文
[1]广西东门不同林龄巨尾桉人工林的生物生产力及经济效益分析[D]. 卢婵江.广西大学 2017
[2]林下植被去除对桉树人工林碳收支的影响[D]. 卢文科.广西大学 2017
[3]桉树退耕还林模式生物量、碳储量及营养元素研究[D]. 吴立素.广西大学 2016
[4]高峰林场巨尾桉密植林生物量生产力及土壤水文功能研究[D]. 骆栋卿.广西大学 2016
[5]不同经营周期巨尾桉人工林的生物量和碳储量[D]. 左花.广西大学 2015
[6]连栽对尾巨桉萌芽林生物量和生产力的影响[D]. 邓龙江.广西大学 2015
[7]不同整地措施对桉树幼林生长及林地环境变化的影响[D]. 王志超.中国林业科学研究院 2014
[8]不同年龄桉树人工林生态系统碳氮储量分配特征[D]. 李况.广西大学 2013
[9]巨尾桉人工林生长、生物量及植物多样性的动态变化[D]. 刘正富.广西大学 2012
[10]巨尾桉工业原料林生物量研究[D]. 张胜伟.昆明理工大学 2008
本文编号：3394021
【文章来源】：林业科学. 2020,56(05)北大核心EICSCD
【文章页数】：11 页
【部分图文】：
生物量估算系数相对频率分布特征
BEF和R表征林分器官生物量的分配状况。我国桉树人工林BEF的平均值为1.251，低于IPCC温带阔叶林(1.4)和热带阔叶林(3.4)的缺省值，亦低于部分亚热带常绿阔叶林(1.391 3)(侯燕南等，2016)，造成这种情况的原因可能是桉树属速生丰产树种，自幼林即开始分化，生长过程中自然整枝能力强，下部枝条迅速枯落，轮伐期内保持着较高速率的树高生长和胸径生长(祁述雄，2002)，使其树干生物量比重大于其他阔叶树种。例如研究发现不同林龄尾巨桉(E.urophylla×E.grandis)人工林乔木层树干生物量比重由1年生的51.07%增到8年生的98.48%(付威波等，2014)，尾细桉(E.urophylla×E.tereticornis)人工林树干生物量比重由1年生的49.54%增到4年生的75.58%。相比而言，9年生的印楝(Azadirachta indica)纯林和大叶相思(Acacia auriculiformis)纯林树干生物量比重分别仅为31.3%和31.2%(高成杰等，2012)，南亚热带27年生米老排(Mytilaria laosensis)、火力楠(Michelia macclurei)、红椎(Castanopsis hystrix)、铁力木(Mesua ferrea)和马尾松(Pinus massoniana)人工林树干生物量比重分别仅为65.49%、49.50%、59.93%、40.16%和58.74%(郑路等，2014)。我国桉树人工林的R平均值为0.190，低于温带桉树属(0.20～0.48)、IPCC亚热带潮湿林(0.20～0.24)和其他阔叶林(0.24～0.46)的缺省值。可能原因是中国桉树集中在温度较高、降水较充足的热带和亚热带地区，不存在温度和水分胁迫，从而减弱了生物量向根系更多分配。由此可见，若利用IPCC提供的固定缺省值，可能会高估我国的桉树人工林生物量。在本研究中，BCEF与林龄未表现出明显的函数关系，这与左舒翟等(2014)对杉木(Cunninghamia lanceolata)林和罗云建等(2010)对华北落叶松(Larix principis-rupprechtii)林的研究结论不一致。造成这种差异的原因可能为:首先，桉树人工林作为速生丰产林，轮伐期一般为7～8年(黄和亮等，2007)，速生期内地上部分生物量和林分蓄积量的比率短期波动不明显;其次，以往研究中对过熟桉树人工林林分生物量研究匮乏，导致数据分析时缺少过熟林生物量数据。BCEF随林分平均胸径增大表现出先减后增的变化趋势，可能原因为桉树在高生长阶段中的自然整枝作用使得枝和叶生物量下降幅度较大，高生长减缓之后，枝和叶生物量又出现大幅增加。BCEF随林分平均树高和林分蓄积量增大而减小，与以往研究结论(罗云建等，2010)一致。BCEF随林分密度增大而减小，可能是由于随林分密度增大，林木的水分、养分和光照竞争加强，地上部分生物量因生长速率受到限制而相对减小。BEF随林龄、平均树高和林分蓄积量增大而减小并渐趋稳定，随平均胸径增大呈先减后增的变化趋势。此结论与葡萄牙蓝桉(Eucalyptus globulus)林的BEF研究结果(Soares et al.,2012)类似，与其他森林类型(Li et al.,2010;Mokany et al.,2006;Tobin et al.,2007)的研究结果具有相似之处。这可能是由于随着林分生长，林分结构指标(如林龄、胸径、树高、林分蓄积量)逐渐增大，树木各器官生物量比重发生变化，树干生物量比重逐渐增大，叶、枝等器官的生物量比重逐渐减小。R随林龄、平均树高、林分密度和林分蓄积量增大而减小，与罗云建等(2010)的研究结果一致。
在本研究中，BCEF与林龄未表现出明显的函数关系，这与左舒翟等(2014)对杉木(Cunninghamia lanceolata)林和罗云建等(2010)对华北落叶松(Larix principis-rupprechtii)林的研究结论不一致。造成这种差异的原因可能为:首先，桉树人工林作为速生丰产林，轮伐期一般为7～8年(黄和亮等，2007)，速生期内地上部分生物量和林分蓄积量的比率短期波动不明显;其次，以往研究中对过熟桉树人工林林分生物量研究匮乏，导致数据分析时缺少过熟林生物量数据。BCEF随林分平均胸径增大表现出先减后增的变化趋势，可能原因为桉树在高生长阶段中的自然整枝作用使得枝和叶生物量下降幅度较大，高生长减缓之后，枝和叶生物量又出现大幅增加。BCEF随林分平均树高和林分蓄积量增大而减小，与以往研究结论(罗云建等，2010)一致。BCEF随林分密度增大而减小，可能是由于随林分密度增大，林木的水分、养分和光照竞争加强，地上部分生物量因生长速率受到限制而相对减小。BEF随林龄、平均树高和林分蓄积量增大而减小并渐趋稳定，随平均胸径增大呈先减后增的变化趋势。此结论与葡萄牙蓝桉(Eucalyptus globulus)林的BEF研究结果(Soares et al.,2012)类似，与其他森林类型(Li et al.,2010;Mokany et al.,2006;Tobin et al.,2007)的研究结果具有相似之处。这可能是由于随着林分生长，林分结构指标(如林龄、胸径、树高、林分蓄积量)逐渐增大，树木各器官生物量比重发生变化，树干生物量比重逐渐增大，叶、枝等器官的生物量比重逐渐减小。R随林龄、平均树高、林分密度和林分蓄积量增大而减小，与罗云建等(2010)的研究结果一致。水热条件对植物生理过程十分重要，不同区域水热条件的差异可影响植物器官生物量的分配策略，进而可能影响生物量估算系数。本研究中，BCEF对年均气温和降水量的变化较敏感，均表现出开口向上的二次曲线趋势。气温和降水量增大会促进林木光合作用和整株生长，当两者达到一定阈值后，养分供给成为限制因素，故植株会相对较大比例地向根分配生物量，以促进根系的养分吸收。BEF和R对年均气温及降水量的改变并未表现出明显响应趋势，可能原因为桉树适生区的水热条件较好，并未对桉树生长产生限制。
【参考文献】：
期刊论文
[1]2种更新方式尾巨桉中龄林地上部分生物生产力比较分析[J]. 李春宁,韦建宏,付军,梁暘,何斌. 农业研究与应用. 2017(06)
[2]不同林龄尾巨桉人工林的生物量分配格局[J]. 张利丽,王志超,陈少雄,竹万宽,杜阿朋. 西北农林科技大学学报(自然科学版). 2017(06)
[3]亚热带4种森林生物量估算转换参数的研究[J]. 侯燕南,吴惠俐,项文化,邓湘雯. 中南林业科技大学学报. 2016(08)
[4]桂西南连续年龄序列尾巨桉人工林的生物生产力[J]. 杨卫星,何斌,卢开成,李春宁,廖倩苑,刘俊,滕秋梅. 农业研究与应用. 2016(03)
[5]贵州南部桉树人工林生物量及碳储量研究[J]. 甘桂春,王伟,王晓宁,潘忠松,何绍智. 林业调查规划. 2016(02)
[6]全球森林生态系统碳储量、固碳能力估算及其区域特征[J]. 刘魏魏,王效科,逯非,欧阳志云. 应用生态学报. 2015(09)
[7]广西壮族自治区平果县退耕还林植被碳储量特征[J]. 赵瑞,孙保平,于明含,果超. 水土保持通报. 2015(03)
[8]巨尾桉与几种阔叶树和针叶树碳储量的比较研究[J]. 韦宇静,梁士楚,黄雅丽,李冰,石贵玉. 广西科学院学报. 2014(04)
[9]南宁七坡林场尾巨桉人工林生物量的初步研究[J]. 吴华静,田丰,桂凌健,田华丽,梁士楚. 广西科学院学报. 2014(04)
[10]中国杉木林生物量估算参数及其影响因素[J]. 左舒翟,任引,王效科,张小全,罗云建. 林业科学. 2014(11)
博士论文
[1]海南桉树人工林生态系统生物量和碳储量时空格局[D]. 向仰州.中国林业科学研究院 2012
硕士论文
[1]广西东门不同林龄巨尾桉人工林的生物生产力及经济效益分析[D]. 卢婵江.广西大学 2017
[2]林下植被去除对桉树人工林碳收支的影响[D]. 卢文科.广西大学 2017
[3]桉树退耕还林模式生物量、碳储量及营养元素研究[D]. 吴立素.广西大学 2016
[4]高峰林场巨尾桉密植林生物量生产力及土壤水文功能研究[D]. 骆栋卿.广西大学 2016
[5]不同经营周期巨尾桉人工林的生物量和碳储量[D]. 左花.广西大学 2015
[6]连栽对尾巨桉萌芽林生物量和生产力的影响[D]. 邓龙江.广西大学 2015
[7]不同整地措施对桉树幼林生长及林地环境变化的影响[D]. 王志超.中国林业科学研究院 2014
[8]不同年龄桉树人工林生态系统碳氮储量分配特征[D]. 李况.广西大学 2013
[9]巨尾桉人工林生长、生物量及植物多样性的动态变化[D]. 刘正富.广西大学 2012
[10]巨尾桉工业原料林生物量研究[D]. 张胜伟.昆明理工大学 2008
本文编号：3394021
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