冀北山地蒙古櫟林的生物量估計

孫浩倫

（承德市灤平國有林場管理處，河北 灤平 068250）

蒙古櫟（Quercus mongolica）為殼斗科櫟屬落葉高大喬木，是中國東北、華北山地森林的主要建群樹種。蒙古櫟抗干旱耐瘠薄能力強，適應性廣，在冀北山地形成大面積的次生林，是本區(qū)天然次生林中分布最為廣泛的林分類型。由于多代萌生，櫟林生長普遍較差，采伐后出材量較低，多產出廢木、枝椏材等，長期以來只能用作薪炭材或加工成小型的農具、家具。近年來，隨著山區(qū)食用菌種植規(guī)模的擴大，蒙古櫟作為優(yōu)質的食用菌樹種，是培育香菇等木腐菌的培養(yǎng)料，采伐后的樹干、樹枝等廢木、枝椏材均可就地加工成木屑用于加工食用菌培養(yǎng)料，因此生產上需要對蒙古櫟林的生物產量進行技術和經濟核算。本文通過對冀北山地蒙古櫟次生林的典型樣地調查，建立了生物量估計模型，以便于林業(yè)生產中應用。

1 材料與方法

1.1 研究區(qū)概況

研究區(qū)位于河北省北部的承德市灤平縣，屬冀北燕山山脈中段。本區(qū)中山、低山、丘陵、河谷、平地相間分布，山巒疊嶂、河谷縱橫交錯。本區(qū)氣候屬中溫帶向暖溫帶過渡的半干旱半濕潤大陸性季風型燕山山地氣候，年平均氣溫7.6℃，最冷月份為1月，平均氣溫-10.8℃，無霜期 149d；多年平均降水552.6mm，多集中在6-8月，占全年降水的70.5%；多年平均蒸發(fā)量1679mm。本區(qū)土壤隨海拔高度變化由低而高的變化為草甸土—褐土—棕壤。海拔700m以上山地，大都為非耕地，土壤發(fā)育以棕壤為主，土壤表層有機質含量豐富。本區(qū)屬華北植物區(qū)系，植被類型屬我國東部濕潤森林區(qū)溫濕帶半旱生落葉闊葉林。

1.2 研究材料

研究材料位于山地的陰坡，海拔約800m，土壤類型為山地棕壤。林分為多次皆伐后萌生的次生林，林齡約25a，蒙古櫟為群落建群種和優(yōu)勢種，伴生有少量的小葉白蠟（Fraxinus bungeana）、春榆（Ulmus davidiana）、糠椴（Tilia mandschurica）、白樺（Betula platyphylla）、山楊（Populus davidiana）等樹種；林相整齊，植株密集，林木密度 1600～2800株/hm2，平均胸徑10.0cm，平均樹高9.0m，喬木層郁閉度約0.9～1.0，林下灌草多生長不良，但人為干擾極少，枯落物積存較多。

1.3 研究方法

采用標準地調查法，根據地形布設約1000m2矩形樣地7塊。對樣地內胸徑大于4.0cm的喬木進行每木胸徑檢尺，林木胸徑按2cm進行徑階整化和株數統(tǒng)計，求算平均胸徑。在林內選取各徑階樣木，伐倒后測定樹干和樹枝的生物量鮮質量，并取少量鮮樣室內烘干稱重以求算含水率。共選取樣木30株，樣木胸徑（D）變化范圍 5.9～14.8cm，樹高（H）變化范圍 4.8～11.1m。以胸徑 D（cm）和 D2H（cm2·m）、單株材積V（m3）為自變量，林木的生物量鮮質量W濕（kg）和干質量W干（kg）為因變量，建立了林木地上部分生物量（僅包括樹干和樹枝）估計模型，以估算單位林分生物量的產出能力。

2 結果與分析

2.1 蒙古櫟樹干生物量估計

選擇生產上易于測量的D、D2H為自變量，建立樹干生物量（W濕、W干）回歸估計模型，詳見公式1～4。回歸結果表明，因變量和自變量間存在顯著的線性回歸關系，在0.01水平上經F值檢驗，對估計蒙古櫟樹干的生物量產出量有較好適用性。

其中：R2=0.9447； F=478.159

其中：R2=0.9735；F=1027.728

2.2 蒙古櫟樹枝生物量估計

樹枝的生物量不僅受胸徑和樹高影響，還在很大程度上受冠長和冠幅大小的影響，但回歸結果顯示自變量與因變量間仍表現為顯著的線性關系，估計模型詳見公式5～8。以上估計模型對于樹枝生物量有較強的適用性。

其中：R2=0.8171；F=125.125

其中：R2=0.8618；F=174.539

2.3 蒙古櫟地上部分生物量估計

由于樹干和樹枝均可就地用于加工食用菌培養(yǎng)料所用木屑，因此對蒙古櫟地上部分的生物量（不包含樹葉）估計具有較強的實用價值。回歸結果顯示因變量和自變量間表現為較好的線性回歸關系，回歸關系顯著，詳見公式9～12。

其中：R2=0.9493；F=524.794

其中：R2=0.9846；F=1793.340

2.4 蒙古櫟林木蓄積量和生物量的關系

林木蓄積量是林業(yè)生產上最常用的林分因子和生產調查指標。以林木單株蓄積量為自變量，對樹干的生物量進行了回歸估計，結果見公式13-14；地上部分生物量估計結果見公式15-16。結果顯示，林木蓄積量與樹干和地上部分生物量間表現為顯著的線性關系，可用于蒙古櫟樹干和地上部分生物量的估計。以上公式僅適用于單株林木生物量的估計，單位面積林分生物量估計時需要同時考慮林木密度、林木蓄積等因素，按徑級分布情況進行測算即可。

其中：R2=0.9743；F=1061.1458

其中：R2=0.9838；F=1697.1985

3 結論

本次研究結果顯示，蒙古櫟次生林中林木的樹干、樹枝和地上部分生物量同林木的胸徑、D2H和單株蓄積量間呈顯著的線性回歸關系，建立了生物量估計模型，可用于估計生物量鮮質量和干質量的產量。由于采用了現地采樣實測的方法，生產中集材、木材放置和加工過程中會存在部分生物量損失和水分的流失，實際應用時應適當計算損失量。本次研究僅適用于燕山山地中幼齡林的生物量估計，其它地區(qū)或林齡的林分應實地測定樣木以調整相關估算參數。