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不同林龄油茶林分生物量及其分配特征研究蒙青松（贵港市覃塘林场，广西贵港 537100）摘要本文以贵港地区陆川油茶人工林为研究对象，建立其生物量模型，分析幼林期（林龄 3 年）、初产期（林龄 6 年）和盛产期（林龄 9 年）3 种林分生物量，并探索生物量变化规律。结果表明：幼林期、初产期、盛产期油茶林分总生物量分别为 11.20、41.83、95.56 t/hm2，总生物量随着林龄的增加而增加，其占比表现为盛产期初产期幼林期。不同林龄油茶林分根系的生物量均以根桩为主体，占全根系生物量的 59.51%76.76%。细根的生物量占比最小，为 3.61%4.65%。不同林龄油茶林分根系各部分生物量随着林龄的增加而逐渐增加，根系生物量的占比依次为根桩粗根中根细根。幼林期、初产期、盛产期油茶林分林下生物量分别为 3.02、2.30、3.46 t/hm2。林下生物量各指标间占比差异不大，占比为 19.65%44.51%。关键词陆川油茶；生物量；分配特征中图分类号S794.4文献标识码A文章编号 1007-5739（2023）21-0107-05DOI：10.3969/j.issn.1007-5739.2023.21.028开放科学（资源服务）标识码（OSID）：Biomass and Allocation Characteristics of Camellia oleifera Stands of Different AgesMENG Qingsong(Guigang Qintang Forest Farm,Guigang Guangxi 537100)AbstractThis paper took the artificial forest of Luchuan Camellia oleifera in Guigang area as the research objectand established its biomass model,analyzed the biomass of three kinds of stands in young forest stage(forest age was3 a),primary production stage(forest age was 6 a)and full production stage(forest age was 9 a),explored the variationregulation of biomass.The results showed that the total biomass of Camellia oleifera stands in the young forest stage,primary production stage and full production stage was 11.20,41.83,95.56 t/hm2,respectively.The total biomassincreased with the increase of forest age,and its proportion was manifested as full production stageprimary productionstageyoung forest stage.The root biomass of different ages of Camellia oleifera stands was mainly composed of rootpiles,accounting for 59.51%-76.76%of total root biomass.The proportion of fine root biomass was the smallest,ac-counting for 3.61%-4.65%.The biomass of each part of the root system in Camellia oleifera stands of different forestages gradually increased with the increase of forest age,and the proportion of root biomass was in the order of root pilecoarse rootmedium rootfine root.The understory biomass of Camellia oleifera stands in the young forest stage,primaryproduction stage and full production stage was 3.02,2.30,3.46 t/hm2,respectively.The proportion difference amongvarious indicators of understory biomass was not significant,accounting for 19.65%-44.51%.KeywordsLuchuan Camellia oleifera;biomass;allocation characteristic第一作者蒙青松（1978），男，本科，工程师，从事森林培育研究工作。E-mail：收稿日期 2023-03-06森林生物量（forest biomass）是衡量森林在一定时期及区域内所有干物质重量的特征性指标1，约占全球陆地植被生物量的 85%90%2。准确估算森林生物量是研究森林生态系统问题及碳储量的基础工作之一，有助于了解森林生态系统养分循环规律和能量高效利用的途径3。随着科技的进步，森林生物量研究得到飞速发展，相继开展了南洋杉（Araucaria cun-ninghamii）、银合欢（Leucaena leucocephala）、山毛榉（Fagus longipetiolata）、云杉（Picea asperata）、马尾松（Pinus massoniana）等人工林生物量的研究4-6。在生物量研究中考虑的影响因子越来越全面，内容包括经营方式、林木因子、林分密度和立地条件等7-8。研究者不断对森林生物量的研究方法进行探索，建立相关现代农业科技2023 年第 21 期林业科学107现代农业科技2023 年第 21 期林业科学生物量拟合模型9-12。对生长模型存在各分量模型与总量模型不相容问题进行非线性修正或引入哑变量，提高了模型精确度13-14。陆川油茶又名大果油茶、越南油茶15，为油茶栽培种之一，是山茶属的优良品种之一，具有产量高、果实大、出籽率和含油率较高、品质好等特点16。目前，对油茶林的研究大部分集中在油茶林产量性状方面17-19，而有关油茶林分群落生物量的研究较少20-22。截至 2017 年，广西油茶林面积为 45.3 万 hm2。陆川油茶是广西特色的经济林树种，是我国南缘油茶的主要品种，为优质油茶树种和生态经济型树种之一。油茶林生态系统将成为广西森林生态系统的重要组成部分23，具有良好的社会效益、经济效益和生态效益。本文以不同林龄陆川油茶林分为研究对象，研究陆川油茶林分生物量及其分配特征，通过对林分测定，建立生物量模型，揭示陆川油茶树体生物量及器官生物量分配特征，以期为陆川油茶高效利用提供理论依据和技术支撑。1材料与方法1.1试验地概况试验地位于贵港市覃塘林场（地理坐标东经 10928，北纬 2306），属南亚热带湿润季风气候，受季风影响显著，夏、秋季降水偏多，冬、春季降水偏少。年均日照数 1 885.5 h，年均无霜期 345 d，平均相对湿度为 86.7%，年平均气温 21.6，1 月平均为 9.5，7 月平均为 32.4。日均气温5 的平均日数 16 d,年降水量为 1 4501 950 mm。试验地地势平坦，以平原及低山丘陵为主，海拔多在 30150 m 之间。土壤主要为红壤或黄红壤类型，土壤质地疏松，土层深度 100 cm以上，土壤 pH 值为 5.75。该地区植被类型以马尾松、杉木（Cunninghamia lanceolata）、枫香树（Liquidamberformosana）以及其他常绿阔叶树种为主。灌木、草本植物主要有悬钩子（Rubus corchorifolius）、半边旗（Pterissemipinnata）、野漆（Toxicodendron succedaneum）、五节芒（Miscanthus floridulus）以及乌毛蕨（Blechnum orien-tale）等。1.2试验方法分别选择立地条件基本一致的树龄为 3 年（幼林期，林分密度 1 665 株/hm2）、6 年（初产期，林分密度1 450 株/hm2）、9 年（盛产期，林分密度 1 200 株/hm2）的普通油茶林分作为试验地。每个林分设置 3 块面积 660 m2（22 m30 m）的标准样方，并对样地内油茶进行每木检尺，记录油茶树高、冠幅、地径等指标。在每个样地内按照“品”字形设置 3 个 1 m1 m 小样方收集油茶林凋落物，同时对林下植被层（灌木层和草本层）进行多样性调查，并记录植被种类、个体数量、平均高度、盖度等指标。1.3测定内容与方法1.3.1乔木层生物量测定在 3 个林龄样地内分别选择标准木（按照地径径级分布特征，标准木为与各林龄林分平均树高、地径相近的单株）3 株作为样株，共 9 株。分别对样株进行全株生物量测定，样株按照树叶、树枝、树干、根系4 个部分进行分类，枝、叶部分采用标准枝法，地下部分采用全根挖掘法，取出后将土壤清除干净，全量收集。各器官全株测定鲜重后各取样 1 000 g，105 烘干至恒重，称重记录。采用相对生长法估算生物量，研究油茶生物量与测树指标之间的指数或对数关系24。其生物量模型计算方法：W=aDb（1）式（1）中，a、b 为回归参数，D 为地径，W 为生物量。1.3.2林下植被和凋落物生物量测定利用样方收获法测定林下植被生物量，即对不同林龄油茶林分中设置的 3 个具有代表性 1 m1 m 小样方内的全部调落物称重25。1.3.3根系生物量测定取回土芯样品后挑选根系，按照根桩、粗根（根直径0.5 cm）、中根（根直径 0.20.5 cm）、细根（根直径0.2 cm）进行分类，分别将各类根系放于 64 烘箱烘干至恒重，在电子天平上（精度 0.001 g）称量根系的干重，称重并计算根生物量26。计算方法：B=（m105）/（R2）（2）式（2）中，B 为根生物量（kg/hm2），m 为平均每个土芯根重（g），R 为土钻的半径（cm）。1.4数据统计分析方法采用 Excel 2010 对数据进行整理，采用 SPSS 19.0进行方差分析、回归分析等。2结果与分析2.1不同林龄油茶林分乔木层生物量由表 1 可知，不同生长阶段，油茶树体光合同化物质在不同器官中的分配特征不同。油茶林分乔木层生物量随着林龄的增加而增加，林龄 3 年、6 年和1089 年林分生物量依次为 8.18、39.53、92.10 t/hm2。不同林龄的各部分生物量均以地上部分占主要优势，而地上部分中树干生物量较大，占总生物量的 51.96%67.73%。此外，地上各部分生物量均随着林龄的增加而增加，相隔相同时间段生物量的增加量呈现增加趋势。当林分树龄由 3 年增加至 6 年时，地上树干部分生物量增加了 19.12 t/hm2；当林分树龄由 6 年增加至9 年时，树干生物量增加了 39.01 t/hm2。当林分树龄由 3 年增加至 6 年时，地下根系部分生物量增加了2.82 t/hm2；当树龄由 6 年增加至 9 年时，根系生物量增加了 7.68 t/hm2。树龄为 3 年油茶林分乔木层生物量在各器官的分配中以树干比重最高，为 51.96%；其次是树叶的生物量，占比为 23.35%；根系的生物量最小，占比仅为 10.51%。树龄为 6 年的油茶林分乔木层生物量中树干部分生物量最大，为 23.37 t/hm2；其次是树枝生物量，为 7.74 t/hm2，占比为 19.58%。树龄为 9 年的油茶林分乔木层生物量中树干生物量占比最高，达 67.73%；树枝生物量高于根系及树叶生物表 1不同林龄油茶林分乔木层各组分生物量林龄/a369树干生物量/（thm-2）4.2523.3762.38占比/%51.9659.1267.73树枝生物量/（thm-2）1.167.7412.25占比/%14.1819.5813.30树叶生物量/（thm-2）1.914.746.11占比/%23.3511.996.63根系生物量/（thm-2）0.863.6811.36占比/%10.519.3112.33总生物量/（thm-2）8.1839.5392.10林龄/a369根桩生物量/（thm-2）0.532.198.72占比/%61.6359.5176.76粗根生物量/（thm-2）0.180.791.58占比/%20.9321.4713.91中根生物量/（thm-2）0.110.530.65占比/%12.7914.405.72细根生物量/（thm-2）0.040.170.41占比/%4.654.623.61总生物量/（thm-2）0.863.6811.36表 2不同林龄油茶林根系各部分生物量表 3不同林龄油茶林下生物量分配特征林龄/a369灌木层生物量/（thm-2）1.120.770.68占比/%37.0933.4819.65草本层生物量/（thm-2）1.050.521.24占比/%34.7722.6135.84凋落物层生物量/（thm-2）0.851.011.54占比/%28.1443.9144.51总生物量/（thm-2）3.022.303.46量，为 12.25 t/hm2，占比达 13.30%。2.2不同林龄油茶林分根系生物量由表 2 可知：不同林龄油茶林分根系生物量均以根桩为主体，其生物量最大，占全根系生物量的59.51%76.76%；其次为粗根，占比 13.91%21.47%；而细根的生物量占比最小，仅在 3.61%4.65%之间。不同林龄根系各部分生物量均表现为随着林龄的增加而逐渐增大，且各部分根系生物量的占比从大到小依次为根桩粗根中根细根。综合林龄等因素可知，粗根及中根的生物量在林龄为 6 年时均为同期占比最高，而同期的根桩部分生物量占比最低。分析结果表明，油茶作为深根系树种，具有主根系明显、侧根系发达的生物学特征，确保其能在干旱贫瘠的土壤中正常生长。2.3不同林龄油茶林林下生物量由不同林龄油茶林下生物量（表 3）统计可知，树龄为 3、6、9 年油茶林下总生物量分别为 3.02、2.30、3.46 t/hm2。林龄为 3 年油茶灌木层生物量所占林下生物量的比例最高，占比 37.09%；其次为草本层，占比 34.77%；凋落物层最小，占比 28.14%。林龄为 6 年油茶凋落物层生物量占林下生物量的比例最高，达到43.91%；其次为灌木层与草本层，占比分别为 33.48%、22.61%。林龄为 9 年油茶林分凋落物层及草本层生物量的占比较为接近，均高于灌木层。总体而言，不同林龄油茶林分林下生物量各指标间占比差异不大，占比在 19.65%44.51%之间。对不同林龄油茶林分林下不同层次生物量进行双因素分析，结果见表 4。可以看出，灌木层、草本层、凋落物层生物量无显著差异，不同林龄林下生物量也无显著差异。2.4不同林龄油茶林生态系统生物量分配由表 5 可知，油茶总生物量随着林龄的增加而增蒙青松：不同林龄油茶林分生物量及其分配特征研究109现代农业科技2023 年第 21 期林业科学加，并且随着林龄的增加，乔木层生物量所占比重越来越大，其占比具体表现为盛产期林分初产期林分幼林期林分。不同林龄油茶林分中，乔木层占比最大，树龄为 6、9 年油茶林分乔木层生物量占比分别达到94.50%及 96.38%。油茶盛产期林分灌木层生物量为0.68 t/hm2，是同时期各个林层中最小的，占比仅为0.71%。初产期灌木层生物量为 0.77 t/hm2，占同期整个生态系统生物量的 1.84%。幼林期灌木层生物量仅次于乔木层，为 1.12 t/hm2，占比 10.00%。灌木层生物量随着林龄的增长有所下降。在草本层方面，油茶盛产期生物量最大，为 1.24 t/hm2，占比为 1.30%；其次为幼林期生物量；初产期生物量最小，仅占 1.25%。油茶林下草本层生物量表现为盛产期幼林期初产期。在凋落物层方面，凋落物层生物量以盛产期最大，为 1.54 t/hm2，占比达 1.61%；其次为初产期，生物量为1.01 t/hm2，占比达 2.41%。对不同林龄和不同林层油茶生物量进行双因素方差分析，结果见表 6。可见，不同林层对油茶生物量有显著影响，而不同林龄对油茶生物量影响不显著。3结论与讨论随着林龄的增大，森林积累的有机物越来越多。油茶生物量在树体各部分的分配反映着其生产力结构的比例关系。树龄为 3 年、6 年和 9 年油茶林分乔木层生物量依次为 8.18、39.53、92.10 t/hm2。在不同林龄油茶林分乔木层各部分生物量中均以地上部分占主要优势，而地上部分中树干生物量占绝对优势，占比为 51.96%67.73%。随着林龄的增加，林分密度减小，但林分生物量不断增加，这是因为在生物量积累过程中存在水分、光照、有机质养分和生存空间的竞争，个体占据的资源优势大于个体数量优势。树木根系的空间分布与树种、年龄、土壤水分、养分和土壤透气性等有关27。林木根系生物量是森林生态系统总生物量的重要组成部分28。本研究中，不同林龄油茶林分根系生物量均以根桩最大，占比为59.51%76.76%；其次为粗根，占比为 13.91%21.47%；细根的生物量占比最小，仅为 3.61%4.65%。不同林龄油茶根系各部分生物量均表现为随着林龄的增加而逐渐增加，根系生物量的占比依次为根桩粗根中根细根。林龄为 3 年、6 年和 9 年油茶林下生物量分别为3.02、2.30、3.46 t/hm2。林下生物量的各指标间占比差异不大，占比在 19.65%44.51%之间。这主要是由于盛产期油茶林分郁闭度较大，林下光照减少，耐阴性草本生长状况优于灌木，同时随着林木生长减缓，种间竞争变小，有利于枯落物分解，使凋落物层生物量有所增加，而幼林期及初产期油茶林分林下光照条件较好，凋落物分解减缓，林下灌木、草本的生物量有所增加。总生物量随着林龄的增加而增加，并且随着林龄的增加，乔木层生物量所占比重越来越大，其占比表现为盛产期初产期幼林期。不同林龄油茶林分中盛产期总生物量最多，为 95.56 t/hm2。参考文献1 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