復合型防火林帶主要樺木樹種不同器官生物量積累的研究

郭穎濤　于景華

摘要 文章主要基于牡丹江江山嬌實驗林場復合型防火林帶，以白樺、黑樺和楓樺為研究對象，共選擇15塊標準樣地，利用相對生長法進行計算和分析。結果表明：白樺隨著樹齡和胸徑增大，干材、樹枝生物量在總生物量中占比逐漸上升并趨于穩定。白樺樹皮、樹葉、樹根生物量在總生物量所占比均有隨著樹齡和胸徑的增大逐漸下降的趨勢，且在后期趨于穩定。黑樺干材、樹根生物量在總生物量占比隨著樹齡增加具有明顯降低趨勢，其中樹根降低幅度較大，變化趨勢明顯，樹干降低幅度較小且變化均勻。樹枝、樹葉生物量隨樹齡增加有逐漸上升趨勢。干材生物量在單株總生物量中占比不足50%，樹葉生物量在單株總生物量中所占比基本維持在一個相對平衡狀態。楓樺干材和樹枝生物量在總生物量中占比隨著樹齡和胸徑增加有逐漸增加的趨勢，楓樺樹葉、樹皮和樹根生物量在總生物量中占比有隨著樹齡和胸徑的增加逐漸降低的變化趨勢，其中樹葉生物量占比變化均勻，樹皮和樹根生物量變化幅度較大。

關鍵詞：防火林帶；樺木；生物量；器官

中圖分類號：S762.3 文獻標識碼 A 文章編號 0517-6611（2015）08-128-02

生物防火林帶建設是森林防火的一項戰略性工程，是綠色生態防火的重要措施之一，能夠有效控制大規模森林火災的產生和蔓延[1]。復合型防火林帶是以防火樹種興安落葉松為主，附有少許闊葉樹種的針闊混交新型生物防火林帶，具有很強的代表性和推廣價值[2]。樺木樹種是復合型防火林帶重要的伴生闊葉樹種，主要包括黑樺、白樺和楓樺，均屬典型先鋒樹種，萌芽能力較強，抗火性居中，抗火等級為Ⅲ[3]。樺木樹種抗火能力除與樹種本身有關外，還與其各器官生物量積累密切相關。筆者基于牡丹江江山嬌實驗林場復合型防火林帶，以白樺、黑樺和楓樺為研究對象，研究其不同器官生物量積累情況。

1 研究地概況與研究方法

江山嬌實驗林場位于黑龍江省寧安市鏡泊湖鄉境內，總面積18 217 hm2，森林蓄積量168萬m3，是我國東北地區林業科學實驗示范和森林種子資源保存基地。研究區位于江山嬌場區南山80林班、85林班，地理坐標為128°57′11″E，43°51′04″N，以落葉松林為主，針闊混交林中主要的闊葉樹有白樺、黑樺、楓樺、水曲柳、胡桃楸、黃波羅、椴樹等[4]。

1.1 樣地設置

1.1.1 樣地選擇。

根據牡丹江林區江山嬌林場森林分布圖，在林區路線踏查的基礎上，在事先確定的復合型生物防火林帶內進行野外考察，選取立地條件、樹種構成、林齡大致一致的，具有森林完整性和代表性的地區設立樣地，采用GPS精確定位。

1.1.2 樣地面積。

樣地正常選用正方形或者長方形，常規在一般森林中可以取20 m×20 m。

1.1.3 樣地記載。

在測定樣地時，應按要求記錄編號、自然條件以及各種相關數據，如樣地喬木層樹種組成、林齡、土壤厚度、結構及下木的狀況等。

1.2 生物量測定方法 選用相對生長法進行測算，相對生長法也叫維量分析法、回歸式法或者相關曲線法[5]。該文采用實踐性較強的方程W=aDb，并據已有寒溫帶白樺、黑樺和楓樺各器官的回歸方程進行生物量計算[6]。

2 結果與分析

2.1 白樺 以在樣地調查中獲得的江山嬌復合型防火林帶中白樺標準木胸徑D為X軸，干材、樹枝、樹皮、樹葉、樹根以及地上部分生物量W為Y軸，繪制白樺各器官生物量與胸徑的關系曲線（圖1）。白樺各器官生物量隨胸徑的增長有增大的趨勢，而且這種趨勢愈來愈明顯。單株白樺生物量主要集中于干材和樹根，其他依次為樹枝、樹皮、樹葉。

2.2 黑樺 由表1可知，黑樺干材、樹根生物量在總生物量中占比隨著樹齡增加具有明顯的降低趨勢，其中樹根生物量降低幅度比較大，變化趨勢明顯，而樹干生物量降低幅度較小且變化均勻。樹枝、樹葉生物量有隨樹齡增加而逐漸上升的趨勢。120 a樹齡黑樺干材生物量僅占單株總生物量的49.83%。這和黑樺成熟林生態習性緊密相關，此時樹干基本停止生長，單株營養絕大部分被運輸到樹枝部分。黑樺樹葉生物量在其整個生長過程中變化不大，在單株總生物量中所占比例基本維持在一個平衡狀態，不管是在幼齡期、中齡期，還是在成熟期、過熟期，均基本保持在10%～11%之間。

2.3 楓樺 由表2可知，楓樺干材和樹枝生物量在總生物量中占比隨著樹齡和胸徑的增加有逐漸增加的趨勢，楓樺樹葉、樹皮和樹根生物量在總生物量中占比有隨著樹齡和胸徑的增加逐漸降低的變化趨勢，其中樹葉生物量占比變化均勻，幅度不大，而樹皮和樹根生物量變化幅度較大。

3 結論

（1）白樺隨著林齡和胸徑的增大，干材、樹枝生物量在總生物量中占比增大，具有逐漸上升并趨于穩定的趨勢。白樺樹皮、樹葉、樹根生物量在總生物量所占比例趨勢基本一致，都有隨著林齡和胸徑的增大逐漸下降的趨勢，且在后期趨于穩定。白樺的樹根在單株總生物量占比較大，10 a齡木的樹根生物量在總生物量中占比高達30.36%。

（2）黑樺干材、樹根生物量在總生物量中占比隨著樹齡增加具有明顯降低趨勢，其中樹根生物量降低幅度較大，變化趨勢明顯，樹干生物量降低幅度較小且變化均勻。樹枝、樹葉生物量隨樹齡增加有逐漸上升趨勢。120 a齡木干材生物量在單株總生物量中占比不足50%，樹葉生物量在單株總生物量中所占比基本維持在一個相對平衡狀態，變化不大。

（3）楓樺干材和樹枝生物量在總生物量中占比隨著樹齡和胸徑的增加有逐漸增加的變化趨勢，楓樺樹葉、樹皮和樹根生物量在總生物量中占比有隨著樹齡和胸徑的增加逐漸降低的變化趨勢，其中樹葉生物量占比變化均勻，幅度不大，而樹皮和樹根生物量變化幅度較大，較明顯。

參考文獻

[1] 鄭煥能，胡海清.生物工程防火展望[J].生物防火研究，1995（5）：24-27.

[2] 張立坤，顏元庭.森林防火綜合阻隔帶的研究[J].林業科技，1994（5）：24-25.

[3] 單延龍，劉乃安，杜建華.大興安嶺主要樹種抗火性的分析與排序[J].東北林業大學學報，2005（6）：23-26.

[4] 崔先江.江山嬌林場森林資源狀況分析[J].林業勘察設計，2013（4）：31-32.

[5] 羅云建，張小全，王效科，等.森林生物量的估算方法及其研究進展[J].林業科學，2009（8）：129-134.

[6] 李飛.中國北方主要森林樹種生物量格局的研究[D].北京：華北電力大學，2010.