林木生物量分析

三、林木生物量分析

植物群落生物量是指单位群落面积上所有植物体的总量，是一个密度的概念。生物量的度量单位是t·hm^-2或kg·m^-2。生物量测定是建立在对植物群落的光合产物进行收获的基础上的。本研究对海岸防护林树种生物量测定的具体过程如下：

（一）生物量的测定与估算方法

1.标准木的选择

根据样地内每木调查的结果，在样地外选择相应胸径的同样树种。选择没有发生折干或者分叉的正常树木作为标准木。本研究以1cm为径阶距划分样地树木径阶，每个径阶距内选择标准木2株。

2.生物量测定

地上部分的测定—

乔木：将被选的标准木伐倒后，每隔1m处锯开（但第一段为1.3m），分别测定各区分段的树干、树枝、树叶的鲜重，并取其各部分的部分样品，装入袋中带回实验室，在80℃烘干至恒重后称重。计算样品的含水量，并在野外测定鲜重值的基础上将其换算成干重；

灌木：根据样方中统计的灌木的种类，对每种灌木，依其冠幅和高度相对地划分大、中、小三个等级组。在每一等级组内，选取2丛标准丛，齐地面分别收获灌木的枝叶，并分主枝、侧枝、叶等分别称鲜重。并挖出地下部分，称重。取适量的主枝、侧枝、叶的样品，置于80℃烘箱内烘干后，再称干重，分别求出各部分的“干/鲜重”比值，再计算出根、主枝、侧枝、叶的干重。各灌木的四部分重量之和即为该灌木的生物量（kg·m^-2）。

地下部分的测定—

将根全部挖出，将根分为根茎、粗根（2cm以上）、中根（1cm-2cm）、小根（0.2cm-1cm）和细根（0.2cm以下），并称其鲜重，分别取各部分样品带回室内，烘干后求出含水量，再估算出总的根干重。

3.生物量估算

径级标准木法在所有径级选择标准木，对每一株标准木的各器官分别测定其干物质重，并建立与胸径的回归方程。回归方程建立后，剩下所需要做的就是在方程中进行一些变量的代换，对样方内各径级单木器官的干物质量进行求和，即可得到该样方此刻的生物量。

在径级标准木的测定基础上，用胸径做自变量，求出立木各部位生物量的回归模型。回归模型形式如下：

W=a×EXP（b×D）（1）

式中：W——标准木各部位的重量（kg）;

　D——胸径（m）；

　a——系数（kg/m³）;

　b——常数项。

（二）不同树种各器官与径阶生物量的回归方程（以木麻黄为例）

1.样地内木麻黄径阶与株数比例关系

样地内木麻黄不同径阶单木数量不同（见图3）。因此，在应用生物量回归方程来计算样地的生物量时，必须考虑不同径级范围内木麻黄单木数量比例，分别计算各径级木麻黄生物量，然后相加。

图3　木麻黄胸径株树分配示意图

2.各器官生物量与胸径的变化趋势及回归方程

分别以木麻黄各个单株的根、树干、树枝和树叶等器官的生物量为因变量，以相应胸径为自变量，采用公式（1）进行拟合。各器官生物量随胸径变化趋势及拟合方程见图4图7及表15。

图4　树根生物量趋势图

图5　树干生物量趋势图

图5　树枝生物量趋势图

图7　树叶生物量趋势图

表14　木麻黄各器官生物量回归方程及数据统计表

3.不同径阶距单木生物量的计算

（1）乔木生物量计算

以1cm为径阶距，统计调查样地（每块样地800m²）木麻黄在不同径阶距分布的数量（见表15）。

表15　不同径阶距对应木麻黄单株数量统计表

3cm径阶木麻黄生物量为：

全株：0.015816+0.0188+0.00528+0.005774=0.06447(kg.m^-2)。

其余各径阶距生物量见表16。

木麻黄单位面积生物量：

表16　不同径阶距各器官生物量统计表（一）

表16　不同径阶距各器官生物量统计表（二）

0.06447+0.066518+0.126348+0.244184+0.50635+0.572992+0. 303998+0.110884=1.931274(kg·m^-2)

其余乔木树种单位面积生物量见表17

（2）灌木生物量计算

灌木树种具体计算过程从略。

（3）草本生物量计算

取样方调查结果的平均值。

（三）林木生物量计算结果

1.各树种生物量

计算结果见表15

2.防护林带生物量估算

由于植物群落生物量是指单位群落面积上所有植物体的总量。因此，杭州湾海岸防护林2008年单位面积生物量为：

1.931274+0.5988+0.78+0.655716+1.0984+1.2672+1.1844+0. 023228+1.9116+0.41146+0.19987+0.432158+0.145672+0.061076+ 1.3136+1.1436+0.6314+0.087+0.38359+0.098=14.586172（kg·m^-2）

根据2011年的调查结果，采用相似办法，计算得到2011年杭州湾海岸防护林单位面积生物量为：

3.5401+1.3611+1.2909+1.1193+1.8209+1.9934+2.6804+0. 2597+5.4004+0.6170+0.3652+0.7202+0.0881+0.5568+1.3855+1. 7789+1.0172+0.0653+0.5562+0.0529=26.6693（kg·m^-2）

因此，杭州湾海岸防护林2008年～2011年年均生物量增加：

2.6865吨/亩（40.2973吨/公顷）

表17　调查区各树种2008年和2011年生物量统计表(单位：kg·m^-2）