12年生山白蘭生物量與生產力研究

白春磊，聶珍臻，覃德文

（1.廣西壯族自治區國有東門林場，廣西 扶 綏532108；2.廣西大學 林 學院，廣西 南 寧530004）

1 引言

山白蘭（ParamicheliaBaillonii）為木蘭科（Magnoliaceae）合果木屬（Paramichelia）植物，別名擬含笑、合果木、山桂花、大果白蘭、山緬桂。國家三級重點保護植物。適生于肥沃濕潤、排水良好的疏松壤土或沙壤土，對土壤肥力要求不十分嚴格，在山脊土壤較瘠薄的地方亦能生長良好［1］。抗風能力較強，具有凈化環境和抗污染能力。山白蘭在林下天然更新能力較差，但山白蘭具有萌蘗能力，采伐后可萌芽更新。多散生于海拔700～1 500m處［2］。山白蘭是廣西重要的珍貴樹種之一。

2 研究方法

2.1 試驗地概況

試驗地位于廣西南寧市江南區居仁村內，地理位置為北緯22°34′31″～22°46′51″，東經108°15′14″～108°22′22″，該地區屬南亞熱帶南緣季風氣候，年平均氣溫21.6℃，極端高溫40℃，極端低溫－1.5℃，10年積溫7 600℃，水熱條件較豐富，年降雨量1 280 mm，雨量多集中在5～9月，占全年降雨量的71%，年蒸發量1 250～1 620 mm，年日照時數1 450～1 650 h，年均空氣相對濕度約79%，年無霜期達342 d，少有冰雪。試驗地位于山坡中部，海拔高度約150 m，坡度為20°～30°，西南坡，土壤類型為砂頁巖發育形成的赤紅壤，土壤厚度為80 cm以上，腐殖質層厚度為10～15 cm，保水保肥尚好。本試驗林地是2002年營造的山白蘭人工林，面積為0.11 hm2，郁閉度為0.8，林分密度為：1 267株·hm－2。林分平均樹高為9.76 m，平均胸徑為8.98 m。林下草本植物主要有：鐵芒箕（Dicranopteris dichotoma（Thunb.）Bernh）、五節芒Miscanthus floridulus）、東方烏毛蕨（BlechnumorientaleL）、半邊旗（Pterissemipinnata）、海金沙（Lygodiumjaponicum）等。

2.2 生物量、生產力的測定計算

將各徑階平均木伐倒之后，平均木各器官的生物量測定均采用在現場稱全部鮮重后，取樣帶回實驗室內，在85℃恒溫下烘干至恒重，計算樣品的含水率，再根據樣品的含水系數換算整株平均木各個器官的干重。地上部分采用 Monsic分層切割法測定生物量［3］，按2 m劃區分段，分干材、干皮、樹枝、樹葉測其生物量鮮重，并各取200～500 g樣品；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）、細根（d≤2 cm）收集，稱其生物量鮮重并取200～500 g樣品；林下植被采用樣方收獲法［5］，在每個標準地內各設2個面積為1 m×1 m的小樣方，調查樣方內植物種類、高度等，按腐殖質層、草本層、灌木層分別測定鮮重量，并各取樣200～500 g；將樣品帶回實驗室測定含水率和干重，根據林分密度推算單位面積林分生物量及其分配。

林木通過光合作用將生產的有機物質減去林木呼吸的消耗量所剩下的部分稱為凈生產量［6］，在前人的研究中，生產力的估算指標一般采用單位時間內平均凈生產量，而在本次研究中，生產力的估算指標采用凈生產量，計算公式如下：

式中：NPP為年平均凈生產量，W為林分或器官生物量，a為林分年齡山白蘭干材、干皮、枝條、根系的平均凈生產量，是按照各器官生物量被喬木的年齡所除，葉生物量則以葉在林木上著生5年計。林分內灌草人為干擾一般，灌木數量較少，以20年計算灌木層生物量；以5年計算草本植物及腐殖質層平均凈生產量。

2.3 數據處理

利用Microsoft Office Excel 2007對原始調查數據進行整理，模型擬合采用SPSS18.0軟件進行方程擬合及分析。

3 結果與分析

森林生產力一般是指單位時間和單位面積光合作用所產生的有機物質或固能的速率，第一性生產力則是生產者（綠色植物）通過光合作用以有機物形式而蓄積能量的速度；生產者產生的有機物可能構成生物量中的增量，也可能被用作消費者的食料［7］。在計算生產力過程中，由于林木生物量占林分的絕大部分，林下植被占少部分，且較難測定；凋落物、被動物啃食等部分生物量也難以統計，在所計算的林分凈生產力時，所得測量值比實際值要小。由表1可知，山白蘭人工林林分凈生產量為5.22 t·hm－2·a－1，低于全國杉木人工林的平均生產力6.7 t·hm－2·a－1（25－35年生）［8］及31年生火力楠凈生產力6.8 t·hm－2·a－1［9］，高于26年生紅椎人工林凈生產力［10］的4.421 t·hm－2·a－1，與41年生馬尾松人工純林的生產力［11］的5.197 t·hm－2·a－1幾乎持平。

表1 山白蘭人工林林分凈生產力

4 總結

林分生物量隨林齡增加而增加，不同徑階、不同器官生物量的生長過程存在一定差異。12年山白蘭人工林單株生物量達62.52 kg·株－1，樹干生物量達25.32 kg·株－1，占全樹總生物量的67.32%；各器官生物量的排序依次為：干材＞根系＞活枝＞干皮＞葉子，干才占林分生物量的絕大部分，作為人工用材林進行培育，具有較高的經濟效益。林分總生物量為62.52 t·hm－2，喬木層生物量50.04 t·hm－2，占林分總比例的87.48%，灌木層、草本層、腐殖質層生物量分別占林分總生物量的10.88%、0.27%、1.61%；干材生物量25.32 t·hm－2，占喬木層生物量的56.88%；山白蘭人工林凈生產力為5.22 t·hm－2·a－1，相比本區其他珍貴樹種，山白蘭生產力介于火力楠和紅椎等樹種之間。

5 討論

12年生的山白蘭人工林生產力為5.22 t·hm－2·a－1，并沒有表現出優越性，究其原因是：林分郁閉度大，葉片相互遮擋，光合作用的有效面積減少；撫育不到位，造成林木間的相互競爭，林木分化程度較大，減緩了林木的生長。為提高林分生物生產力，特別是增加單株林木的生物產量以期提高林分的經濟效益，也為了保持林地肥力，減少林分郁閉度大而引發的問題，對林分適當地撫育間伐、保持合理的密度或進行多層經營是非常必要的。

近年來，廣西速生豐產林的快速發展，林地土壤肥力問題已日趨嚴峻，特別是桉樹大面積和多代連栽，對林地產生了較大影響，林地有機質和養分庫的嚴重退化是林地地力衰退的主要原因，目前，桉樹的經營更是注重于經濟效益方面。因此，選栽適應性強、生長迅速、具較高經濟效益，對林地土壤結構、保水持水能力強的樹種，對維護生態平衡，防止林地地力衰退等方面具重要作用。山白蘭樹干通直、樹形優美、材質優良、能適應多種類型土壤，是山地造林的好樹種。從桂西南地區栽植情況看來，其對桂西南的氣候適應性好，生長速度快，可廣泛進行引種。這不僅從理論上為山白蘭的造林、撫育管理等方面提供參考依據，也為人們更好地了解山白蘭這一樹種的各種特性，廣泛引種山白蘭打下堅實的基礎。就目前對山白蘭的研究情況來看，對山白蘭人工林的土壤理化性質、林下植被養分狀況、林分碳儲量等方面均未見研究報道，隨著各種營林管理技術的日趨進步，學者對林木的各組分研究也日趨成熟，儀器設備不斷更新，精度更加準確，在今后的山白蘭各方面研究中，將會取得更大的成果。

［1］錢崇澍，陳煥鏞，吳征鎰，等.《中國植物志》的編研［R］.北京：中國科學院植物研究所，中國科學院華南植物園，中國科學院昆明植物研究所，中山大學，2010.

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