周小琳

摘 要 以广西国有黄冕林场15年生马尾松人工林为调查对象，分析15年生马尾松林的生物量。结果表明：马尾松林分的总生物量主要取决于乔木层，乔木层的生物量主要由平均木来决定，以12～18径阶的马尾松生物量为主林层，优势木和被压木都不占优势，同时乔木层的生物量又以树干为主。

关键词 马尾松；生物量；测定

中图分类号：S791.248 文献标志码：B DOI：10.19415/j.cnki.1673-890x.2018.14.053

生物量是森林生态系统生产力的最好的指标，是森林生态系统结构优劣和功能高低的最直接表现，是森林生态系统环境质量的综合体现[1]。森林群落的生物量是指群落在一定时间内积累的有机质总量，通常用单位面积或单位时间积累的平均质量或能量来表示[2]。林分的生物量通常包含林木的地上部分和地下部分，分为乔木层、灌木层和草本层。

1 试验样地及林分概况

1.1 试验地概况

试验地位于广西国有黄冕林场沙塘分场，距离鹿寨县有30 km，试验地属亚热带季风气候区，气候温和，日照充足，雨水充沛[3]。试验地海拔350 m，属低山丘陵地，土层厚度70 cm以上，东南坡向，坡度平缓，土壤pH值4.74，呈酸性。

1.2 林分概况

该实验选取马尾松纯林作为试验地，调查时林分年龄为14年，林分密度为1440株·hm-2，郁闭度为0.8，林分平均树高为15.1 m，平均带皮胸径为14.4 cm。狗脊、盐肤木、鸭脚木、五节芒为该林分下的主要植被，林下植被盖度为55%，林下约有厚度为4～6 cm的枯落物層。

2 材料与方法

2.1 试验地的设置与林分调查

根据坡位、坡度及坡向相似，而且海拔高度基本相同，分别设置3块有代表性的马尾松人工林试验样地，设定标准地面积为20 m×30 m，分别测定3个标准地各林分树木的胸径、树高和冠幅，依据测量结果进行统计分析。

2.2 建立马尾松生物量的相对生长方程

根据林木相对生长定律，林木产量与其生长因子存在一定的生长关系[4]。但由于林木各器官生物量的生长和分配特性的不同，林木个体各组分与林木生长指标胸径和树高之间存在的相关性差异程度也表现不一。在估测林木生物量的过程中，采用多种模拟拟合，依据各器官与林木生长指标间的相关程度大小，选择各自的优化方程。

2.3 乔木层生物量测定

根据调查统计结果，选取有代表性的8株径阶依次为8、10、12、14、16、18、20、22的马尾松平均木作为标准样木。对8株马尾松标准木采用分层切割法测定样木的生物量，即将样木伐倒，地上部分采用Monsic分层切割法，每2 m为一区分段，分干材、干皮、活枝、枯枝和叶，地下部分根系采用全根挖掘法，按根蔸、粗根（根系直径≥2 cm）、中根（0.5～2 cm）、细根（<0.5 cm），野外测定鲜重，采集各组分部分样品200～300 g，带回实验室在85 ℃恒温下烘干至恒重。同时，多点取样供测定各器官的含水率、干重，以各器官的平均干重、质量来推算乔木层的生物量，测定各器官的含水率及干重，从而计算山标准木的生物量，以推算林分生物量。

2.4 测定林下植被的生物量

分别在标准地内设置面积1 m×1 m的5个小样方，在设定好的样方内调查植物种类、覆盖度和高度等。林下植被生物量的测定运用样方收获法，即样方内草本、灌木在调查样方内所有植被数量及种类的基础上进行收集，其中草本和灌木层分别按地下部分、地上部分进行收集。各层次取样200～300 g后，带回室内烘干测定含水率，计算各层次的生物量。

3 结果分析

3.1 建立马尾松生物量回归模型

依据选择标准木的树高、胸径和各器官生物量的数据，选择相对生长式W=a（D2H）b，建立马尾松各器官的生物量与胸径、树高的回归方程，采用改进单纯形法，求参数a、b的值，进而得到马尾松乔木层各器官生物量的回归模型（表1），该模型回归方程式的相关系数均很高，除最低的树叶相关系数0.93外，其他均在0.96%以上，整株的相关系数最高，为0.99。整体表明具有良好的相关性，均可用于计算乔木层的生物量。

3.2 马尾松单株生物量及其分配

林木的生物量及其分配受马尾松不同的胸径大小及生长特性差异的影响。从表1中可以看出，单株马尾松生物量和林木径阶成正比的关系，及随之增大而增大。如表1所示：径阶8、10、12、14、16、18、20、22的标准木生物量分别为188.66 kg、198.83 kg、224.50 kg、258.40 kg、283.09 kg、328.21 kg、392.85 kg和496.00 kg。而除了树叶生物量外，其他各器官生物量也均随径阶的增大成递增状态。分析树叶是受空间密度影响造成种间竞争和光照制约，而使树叶生物量并未随径阶的增长而增加。其他器官均随径阶增大而增大，但所占全株生物量的比例变化趋势却不尽相同，如活枝枯枝和树干等所占比例都出现上下波动的现象。同时，在马尾松林分各个器官中，干材所占比例最高，叶所占比例最小，以22径阶的马尾松干材所占比例最大，叶所占比例也最小。再则，地上部分各生物量占全株生物量的比例也与径阶成正比，而地下部分的各器官生物量比例却和径阶成反比，都是随径阶增大而减小。

3.2 林下植被的生物量

林下植被在维持土地肥力、促进人工林养分循环中起到了重要的作用，在人工林生态系统中是一个重要的组成部分。分析表2中数据可见，马尾松人工林林下植被生物量3个层次之间存在较大的差异，灌木层>凋落物层>草本层，林下植被以灌木层为主，平均占林下植被生物量的67.4%，而灌木层的地上部分平均为5.12 t·hm-2，占总林下生物量的30.7%，生物量最高，草本层平均生物量仅占19.7%。主要因为在林分的生长过程中，林分逐渐郁闭的结果，造成光照和生长空间不足，抑制了草本类林下植被的生长，因而其生物量较小；灌木类植物生长周期长，受到的影响较小。草本和灌木的生物量都有随样地号递增的规律，表明其分布极为不均匀，林下植被平均生物量为10.07 t·hm-2，而样地号生物量最小仅有5.4 t·hm-2，最大的有14.1 t·hm-2，是生物量最小的2.6倍。由于人工林地会在一定程度受人为干预，且地形和光照分布不均会造成林下植被分布不均，但总体林下植被生长发育状况良好。

凋落物层生物量分布较为均匀，最大为7.8 t·hm-2，最小为5.4 t·hm-2，且平均生物量为6.6 t·hm-2。马尾松人工林林下植被的这种变化规律有利于改善马尾松人工林的群落结构、林地土壤肥力及保持生物的多样性。

4 结果与讨论

马尾松人工林的单株生物量达到8径阶标准木为188.66 kg，10径阶的为198.83 kg，12径阶的为224.50 kg，14径阶的为258.40 kg，16径阶的为283.09 kg，18径阶的为328.21 kg，20径阶的为392.85 kg，22径阶的为469.00 kg。其中树干的经济生物量就占了60%以上，而22径阶的最大达到76.40%。干材生物量百分比虽然没有马尾松和杉木多，但却比很多造林树种都要高，因此马尾松具有作为工业用材林的潜力和经济价值，这是同科其他树种无法相比的。同时林下植被也较为丰富，马尾松人工林有着较强的自肥能力，有利于林木的生长发育和森林抚育。

林分群落的总生物量主要取决于乔木层，乔木层的生物量主要由平均木决定，以12到18径阶的马尾松生物量占优势为主林层，优势木和被压木都不占优势，同时乔木层的生物量又以树干为主。马尾松乔木层总平均净生产力为5.34 kg·（hm2·a-1），其总净生产力低于马尾松和杉木等速生树种，说明马尾松虽然是不错的速生用材造林树种，干材的生物量百分比比马尾松和杉木都要高，但是总净生产力较低，优势不明显。

参考文献：

[1] 方磊.马尾松生物量模型的研究[D].南京：南京林业大学，2000.

[2] 王轶夫，孙玉军.马尾松生物量模型的对比研究[J].中南林业科技大学学报，2012，32（10）：29-33.

[3] 陈模芳，丁贵杰，翟帅帅，等.不同马尾松群落类型的生物量及碳储量[J].中南林业科技大学学报，2016，36（7）：76-80.

[4] 徐小惠.不同马尾松群落类型的生物量及碳储量特点分析[J].科技经济导刊，2017，15（8）：31-32.

（责任编辑：刘昀）