栓皮櫟林生物量分配特征研究

森林生物量是森林生態(tài)系統(tǒng)積累的有機物質總量，反映了群落的健康狀況以及水分養(yǎng)分的利用效率，在森林生態(tài)系統(tǒng)物質和能量循環(huán)的研究中發(fā)揮著重要作用。栓皮櫟屬于殼斗科櫟屬樹種,主要分布在暖溫帶和亞熱帶落葉闊葉林內,是我國特產的木本糧油植物。栓皮櫟林在河南省太行、伏牛、桐柏、大別四大山系均有廣泛分布,垂直分布一般在海拔200~1500m1研究領域的總結選擇河南境內栓皮櫟人工林分布較密集的欒川、西峽、魯山、陜縣、羅山等5個縣區(qū)作為調查對象。各地栓皮櫟研究區(qū)自然狀況如表1所示。2學習方法2.1生物生態(tài)學特性分別在5個分布區(qū)設置20m×50m的標準樣地。各樣點布設遵循了代表河南省栓皮櫟人工林資源狀況的基本原則,所選林分均未經過間伐,生長正常,且每塊標準地的株數一般不少于80株。在每個樣地內進行植被的環(huán)境因子和群落學特征調查,包括物種數、物種個體數、胸徑、高度、蓋度、頻度、林齡、物種豐富度和郁閉度等;用羅盤儀、GPS等測定各樣地坡度、坡向、坡位及海拔等(表2)。2.2樣本量研究2.2.1林木干、枝、葉生物量樹種平均標準木生物量乘以單位面積株數得樹種單位面積生物量。對樣地內喬木進行每木調查,在每木調查的基礎上,計算出全部立木的平均胸徑,再以平均胸徑作為選擇標準木的依據,根據樣地樹木的平均數高與平均胸徑確定3株平均樹木,把這個3株立木作為標準木,伐倒稱重,測定干枝葉生物量。然后,用標準木的平均生物量值乘以單位面積的立木株數求出單位面積的林分生物量W,即:式中:N為林分內活立木的株數;ue07b為標準木的平均生物量。1)樹干生物量的測定。在標準地內根據平均胸徑選取標準木,將標準木沿地表根頸處鋸斷伐倒,按照Monsi的分層切割法,以2.0m為一區(qū)分段進行樹干解析,在每個區(qū)分段截取圓盤1個,當場測出圓盤的鮮重量和整株樹干的鮮重量,再將圓盤拿回實驗室置于105℃烘箱內烘干至恒重,根據公式(2)計算出樹干各區(qū)分段的含水率,再以該含水率計算出樹干各部分的干質量,通過公式(3)計算出整株標準木樹干的生物量。式中:P式中:W為整株標準木的樹干生物量;n為標準木的區(qū)分段數;W2)枝、葉生物量測定。樹木枝、葉生物量用平均標準枝法進行測定。標準枝法是指在樹木上選擇具有平均枝基徑與平均枝長的枝條,測定其枝、葉的重量用于推算整株樹木枝、葉的重量。平均標準枝法的具體操作步驟為:將樹木伐倒后,測定所有一級分枝和一級以上分枝的基徑和枝長,求二者的算數平均值和;以和為標準,分等級選擇標準枝,標準枝的個數根據調查精度確定,同時要保證標準之上的葉量是中等水平;分別稱其枝、葉鮮質量,并取樣品;按下列公式計算全樹的枝重和葉重:式中:N為全樹的枝數;n為標準枝數;W2.2.2灌木生物量測定林下植被生物量和凋落物層生物量調查采用樣方收獲法。在樣地內灌木層采用3m×3m的樣方,草木層和凋落物層采用2m×2m的樣方,測定其鮮重量,取樣后在70℃下烘干至恒質量,并計算其生物量。2.3統(tǒng)計分析實驗數據采用Excel進行初步處理,方差分析、相關性和回歸分析等基于SPSS19.0統(tǒng)計軟件完成。3結果與分析3.1灌木層生物量各分布區(qū)栓皮櫟人工林的生物量組成如表3所示,栓皮櫟的林分生物量,主要由喬木層、灌木層、草本層和凋落物層構成,其中以喬木層生物量最大,占林分總生物量的46.28%~59.29%;其次為灌木層,占林分總生物量的15.40%~25.30%;凋落物層占林分總生物量的14.97%~24.38%;草本層生物量最少,僅占林分總生物量的3.13%~11.76%。由于立地條件不同,栓皮櫟人工林的生長表現出明顯的差異,5種類型的樣地相比較可得出,羅山地區(qū)林分層生物量最大,而魯山地區(qū)的林分生物量最低,僅為羅山地區(qū)的60.19%,這表明栓皮櫟雖然是耐瘠薄樹種,但是在不同的立地條件下,生物量存在很大差異。3.2不同類型土壤生物量對不同土壤類型的15塊樣地進行方差分析,結果如表4所示,F值=333.38>F土壤類型不同,生物量也有很大的差異。其中,以黃棕壤上的栓皮櫟人工林生物量平均值最大,為1386.3kg/m3.3投資方向上析不同土層厚度對栓皮櫟人工林生物量的影方差分析如表5所示。結果表明,F值=10.10>F5個研究區(qū)不同土壤厚度的生物量大小順序分別為60~80cm(1450.00kg/m3.4不同坡向人工林生物量不同坡向河南栓皮櫟人工林生物量方差分析如表6所示。林齡相同或近似相同的栓皮櫟人工林,因坡向不同,其生物量也存在著明顯差異。F值=6.41>F不同坡向的栓皮櫟林生物量平均值大小順序為西南(1455.7kg/m3.5坡位生物量不同坡位對河南栓皮櫟人工林生物量方差分析如表7所示。F值=0.65<F河南省境內的栓皮櫟人工林不同坡位的林分生物量有所差異,呈現出林分生物量下坡>上坡>中坡,但差異不明顯,這可能與栓皮櫟林本身的生物學特性和生態(tài)學特征有很大的關系,從上坡位到下坡位,水分和養(yǎng)分變得相對充足,林木及林下植被可以獲取較好的水肥條件促進自身的生長,然而栓皮櫟林能耐瘠薄土壤,土壤的養(yǎng)分對栓皮櫟林的生物量沒有極其顯著的影響。3.6不同高度的生物量不同海拔對河南栓皮櫟人工林生物量方差分析如表8所示。F值=0.0094<F4不同坡位生物量1)土壤類型對河南省境內的栓皮櫟人工林影響顯著(F=333.38>F2)土層厚度對河南省境內栓皮櫟林的生物量影響顯著(F=