大岗山林区几种常见灌木生物量估算与分析

以江西省大岗山年株林场常绿阔叶林、人工杉木林、天然毛竹林3种典型森林类型为研究对象,调查研究了10种分布较广泛的灌木树种的高度、基径、冠幅范围和干湿比,通过回归分析构建各物种以植冠面积(A)、植株体积(V)、基径与株高乘积(DH)、基径平方与株高乘积(D2H)等为自变量的最优器官和全株生物量模型,并用最优模型对不同森林类型下这10种灌木生物量情况进行了研究。结果表明,单一物种器官和全株生物量最优模型多为二次或者三次方程,叶生物量最优模型采用的自变量多为V或者A,干、枝最优模型采用的自变量多为DH、D2H或者V,根最优模型采用的自变量多为D2H和V,全株生物量最优模型采用的自变量多为D2H或者V。常绿阔叶林、人工杉木林、天然毛竹林下这10种灌木的总生物量分别为1 284.38、1 088.08、968.13 kg·hm-2。     

北亚热带常绿阔叶林林下灌木生物量模型的建立

【目的】灌木是森林生产力的重要组成部分,探索北亚热带地区常绿阔叶林林下灌木生长模型,为森林生物量及其碳储量估算奠定基础。【方法】在安徽南部查湾自然保护区,选取4种常见林下灌木树种(老鼠矢、乌药、朱砂根和香桂),通过野外实测获得地径(D)、树高(H)、地径平方乘树高(D2 H)、冠径树高乘积(CH)、植冠面积(AC)和植冠体积(VC)等模型参数,拟合生物量模型,基于独立检验数据对模型进行验证,获得生物量最优模型。【结果】各灌木树种单器官及全株生物量模型以D2 H和CH为自变量都具有较高的拟合优度(0.815~0.983)和较小的标准误(SEE)。不同灌木树种、不同器官之间的生物量最优模型选用方程均存在一定差异,以幂函数、二项式方程为主,且模型检验精度均较高(总相对误差(RS)30%,平均相对误差绝对值(RMA)20%)。模型的普适性研究表明,叶、枝和根生物量最优通用模型为W=a+bX+cX2(X为D2 H(叶、枝)或CH(根)),拟合效果较优;而全株生物量最优模型为W=1.423 2(D2 H)0.832 4,拟合指数(FI)=0.960,适用于4种灌木叶、枝、根和全株生物量的估算,但根系通用模型的估算精度低于叶、枝与全株的最优生物量通用模型。【结论】基于生物量模型可以精准地估算亚热带地区的灌木生物量。     

吉林金沟岭林场不同密度天然云冷杉林林下主要灌木生物量模型

为了研究吉林省汪清县金沟岭林场林下灌木的生物量,以该林场3种不同郁闭度(0.6,0.8,1.0)的天然红皮云杉Picea koraiensis,鱼鳞云杉Picea jezoensis和冷杉Abies nephrolepis林为研究对象,以灌木生物量实测数据为基础,用R软件拟合了灌木层出现频率较高的13个物种单一物种生物量最优模型和各物种不同器官的最优模型,挑选判定系数R2和方差分析F值较大,剩余标准差E_SEE和平均相对误差E值较小的作为生物量最优模型,以及探索了不同主林层密度下各物种生物量的差异与分配。结果表明:各物种不同器官最优模型除了青楷槭Acer tegmentosum叶和根,花楷槭Acer ukurunduense干为幂函数外,其他多为一元二次方程或二元一次方程;单一物种混合模型多为一元二次方程或二元一次方程。枝、干最优模型的自变量多为D2H(D为地径,H为株高)和CH(C为冠幅,H为株高);根系多采用因子D2H。林下灌木生物量(W)随着林分密度的减小,出现先减小后增大的趋势,即W(0.6)＞W(1.0)＞W(0.8)。图2表4参27     

雾灵山灌木生物量模型研究

采用模型法研究了雾灵山自然保护区锦带花、木本香薷、小花溲疏、山楂叶悬钩子4种灌木生物量与地径(D)、株高(H)、冠幅(C)、植冠面积(A)、植株体积(V)、基径与株高乘积(DH)、基径平方与株高乘积(D2H)的相关关系。通过回归分析拟合了各灌木种器官生物量与总生物量模型,结果表明:W=a+b(D2H)+c(D2H)2、W=a+b(D2H)+c(D2H)2+d(D2H)3、W=aVb、W=a+bV+cV2+dV3、W=a+bV+cV2能较好地描述灌木种叶生物量、枝生物量、根生物量及总生物量与各形态因子的相关关系。     

银杏生物量分配格局及异速生长模型

以苏北地区银杏人工林为研究对象,选取13株进行整株挖掘,分析不同器官生物量的分配格局,以及地上和地下生物量之间的关系;再分别以胸径(D)、树高(H)、D2H、DaHb为自变量建立银杏各器官生物量模型,选择调整决定系数(R_adj2)、残差平方和(SSE)、平均偏差(ME)、平均绝对偏差(MAE)和平均相对误差(MPE)作为选择最优模型的检验指标,根据检验结果筛选出各器官的最优模型。结果表明:13株银杏的整株生物量变化范围为28.50~320.27 kg,树干生物量占总生物量的49.4%~56.6%,树枝生物量占总生物量的12.1%~18.9%,树叶生物量占总生物量的3.8%~5.5%,根生物量占总生物量的26%;地上部分生物量与地下生物量线性方程的斜率为0.35,具有显著的线性相关性(P＜0.01);枝和叶生物量都集中于树冠中部,树冠上层和下层的枝、叶生物量明显低于树冠中层生物量(P＜0.05),上层和下层生物量之间差异不显著(P>0.05),70%根生物量集中0~1.0 m的土层;枝水平上,基于基径和枝长的枝生物量模型解释量超过95%;在各器官生物量最优模型选择上,以D为自变量的W=aDb的叶、枝、地上部分生物量模型要优于其他模型;树干、根和全株生物量则是以W=aDbHc模型最优。银杏各器官生物量表现为干>根>枝>叶,枝和叶生物量垂直分配上,中冠层占最大比例;基于树高和胸径的相对生长模型可以实现对银杏各器官生物量的准确拟合,银杏生物量及碳储量的有效估算。      

黄柳地上生物量估测模型的构建

为筛选出与生物量相关性显著、精度最高且拟合度最好的最优地上生物量估测模型,以赤峰敖汉旗北部沙地典型灌木黄柳(Salix gordejevii)为研究对象,利用6种函数和不同自变量来构建黄柳个体的地上生物量估测模型。结果表明:DH(纵断面周长)复合变量与黄柳地上生物量的相关性最显著,经精度检验(RS30%;RM.A20%)得出生物量的最优估测模型也是以DH为自变量的幂函数模型y=2.193x1.291(R2=0.915,P0.001),与灌木常用的自变量D2 H(纵断面面积)作为生物量模型相比,精度较高。实际的应用中,在保证黄柳估测模型精度的情况下,建议以D为自变量对黄柳地上生物量模型进行构建。     

广东红树植物木榄生物量模型

【目的】研究红树植物木榄的生物量预测模型,为有效估算红树植物各器官生物量奠定基础。【方法】以广东湛江红树林自然保护区的木榄(Bruguiera gymnorrhiza)为研究对象,将基径(D)和树高(H)这2个因子派生为多个一元及多元变量,包括D、H、D~2、DH和D~2H,用其作为变量构建直线方程和指数方程来预测木榄各器官(木材、树皮、树冠)、地上部分、地下部分以及全株总生物量,并对直线方程和指数方程的预测效果进行比较。【结果】指数方程对木榄各器官及全株总生物量的预测效果优于直线方程;在所有的一元回归方程中,木榄各器官及全株生物量与D之间具有较强的相关性,决定系数较高,且以D或D~2为预测变量所构建方程的残差平方和(RSS)、均方根误差(RMSE)和赤池信息准则(AIC)值较以H为变量构建的方程小,说明D的预测效果优于H。所有预测模型对木榄地上部分生物量的预测效果均优于地下部分,用D或D与H结合预测地下部分生物量的效果均不理想。双变量指数模型的RSS、RMSE和AIC值普遍较单变量模型小,说明DH和D~2H的统计效力更好,预测效果更佳。D~2H和DH与木榄各器官生物量之间具有较强的相关性,且以D~2H为预测变量的指数模型预测木榄各器官、地上部分及全株生物量的RSS、RMSE和AIC值,以及以DH为预测变量的指数模型预测木榄地下部分生物量的RSS、RMSE和AIC值均较其他模型小。【结论】以D~2H为预测变量的指数模型对木榄各器官、地上部分及全株生物量的预测拟合效果最好,以DH为预测变量的指数模型对木榄地下部分生物量的预测拟合效果最佳,可以将其作为最优的生物量预测模型用于木榄各器官及全株生物量估算。     

刺槐立木地上生物量方程模型研建

以在河北省平泉县东山栽植的288株4年生菌料刺槐林为试验材料,以生长量因子树高、地径、冠幅以及地径平方与树高乘积为自变量,以立木地上部分(不含树叶)生物量即自然风干质量为因变量,应用SPSS 17.0软件对数据进行统计和回归分析,构建生物量估测模型。对初选出的20个估测模型采用决定系数R~2和SEE值进行模型拟合效果检验,优选出4个估测模型。对优选出的4个估测模型以总相对误差(RS)、平均相对误差(EE)、平均相对误差绝对值(RMA)和预估精度(P)进行预测精度验证,最后确定最优估测模型。结果显示,优选的4个估测模型为:以冠幅作自变量的线性方程y=4.746x-8.278、幂函数y=0.451x~(2.309)、对数函数y=14.867ln(x)-10.210和以地径作自变量的复合函数y=1.426×1.252~x,通过RS、EE、RMA、P预测精度验证,都可以用来预测刺槐地上部分(不含树叶)生物量。以冠幅作自变量的幂函数y=0.451x~(2.309)预测该生物量更为准确,预测精度更高,线性方程y=4.746x-8.278次之。相关性和回归分析表明,生长量因子树高、地径、冠幅相互之间均呈极显著正相关,冠幅与地径的相关系数高达0.905,冠幅与树高的相关系数最低,为0.695。对其线性回归方程检验后认为,以地径作自变量,以冠幅作因变量的线性方程y=0.282x+1.296,决定系数R~20.8,SEE值很小,可靠性比较高,可以通过地径来预测冠幅的大小。     

吉林蛟河天然阔叶红松林下5种灌木生物量估算模型

以吉林蛟河地区天然红松阔叶林林下常见的5种灌木为研究对象,分乔木型灌木﹝地面分枝少、主干明显,包括卫矛(Euonymus alatus)、东北鼠李(Rhamnus yoshinoi)﹞和典型灌木﹝地面分枝多、主干不明显,包括长白茶藨(Ribes komarovii)、暖木条荚蒾(Viburnum burejaeticum)、鸡树条荚蒾(Viburnum sargentii)﹞,以易测因子通过回归分析构建了单种各器官和全株(丛)生物量模型。结果表明:最优生物量模型均为幂函数模型或一次线性模型,除长白茶藨的丛当年枝生物量模型和丛多年枝生物量模型在0.01水平上显著以及暖木条荚蒾的当年枝生物量模型在0.05水平上显著外,其余模型均在0.001水平上显著。以植株个体为单位的生物量模型中,除东北鼠李叶生物量和枝生物量与植灌体积Vc相关性最好外,其余各器官生物量和全株生物量均与地径D或地径平方与树高的乘积D2H相关性最好。典型灌木的叶、当年枝、多年枝、枝、茎和地上生物量以分支个体为单位构建的生物量模型要好于以丛为单位构建的生物量模型,但地下生物量和全丛生物量模型正好相反,因此,以丛为单位构建地下生物量和全丛生物量模型为典型灌木的生物量估算提供了简便可行的方法。     

长白山金沟岭杨桦次生林下幼树生物量模型

为了对杨桦次生林下生物量模型进行补充研究,以长白山金沟岭林场杨桦次生林固定样地为研究对象,采用样地抽样的方法对林下主要树种幼树进行抽样,运用异速生长方程对幼树生物量模型进行拟合。结果表明,林下主要树种幼树生物量模型呈异速生长关系,自变量以地径D0,树高H最为紧密。其中,仅以地径D0作为单一自变量的模型精度明显低于以地径D0和树高H为自变量的模型精度;调整系数Radj2均在0.9以上,平均预测误差MPE范围在5%～49%之间,椴树的枝、叶、根和地上生物量,色木的枝生物量模型相对较差,平均预测误差均达到了40%以上;其次,根茎比与地径D0呈明显负相关关系,与树高H相关性不显著,调整系数Radj2较低,范围仅为0.053～0.507之间。最后,主要树种幼树生物量随着郁闭度的增大,表现依次下降的趋势,即W(0.6)W(0.8)W(1.0)。     

长白山金沟岭杨桦次生林下幼树生物量模型

为了对杨桦次生林下生物量模型进行补充研究,以长白山金沟岭林场杨桦次生林固定样地为研究对象,采用样地抽样的方法对林下主要树种幼树进行抽样,运用异速生长方程对幼树生物量模型进行拟合。结果表明,林下主要树种幼树生物量模型呈异速生长关系,自变量以地径D0,树高H最为紧密。其中,仅以地径D0作为单一自变量的模型精度明显低于以地径D0和树高H为自变量的模型精度;调整系数Radj2均在0.9以上,平均预测误差MPE范围在5%～49%之间,椴树的枝、叶、根和地上生物量,色木的枝生物量模型相对较差,平均预测误差均达到了40%以上;其次,根茎比与地径D0呈明显负相关关系,与树高H相关性不显著,调整系数Radj2较低,范围仅为0.053～0.507之间。最后,主要树种幼树生物量随着郁闭度的增大,表现依次下降的趋势,即W(0.6)>W(0.8)>W(1.0)。     

长白山云冷杉林下主要树种幼树生物量

为了对林下灌木草本生物量进行补充和完善,提供更为详实、丰富的灌木层、草本层生物量数据,将长白山云杉Piceajezoensis一冷杉Abiesnephrolepis林（云冷杉林）样地按郁闭度0．6,0．8,1．O分类,以林下主要树种幼树生物量进行模型拟合并估算了主要树种幼树生物量。结果表明,云冷杉林主要树种器官（干、枝、叶、根）生物量模型自变量与DW和DH（D为地径,H为树高）关系最为紧密,最优函数以线性函数为主。其次,随着郁闭度的增加．幼树生物量（W）呈现先减小后增加的趋势。再次,郁闭度为0．6,0-8和1．0时,冷杉对林下幼树生物量贡献率较大．分别达到了34．94％,40．79％和50．26％;云杉对林下幼树贡献率较小,只有6．03％,8．58％和8．03％。图1表4参16     

林分密度对观赏型南方红豆杉幼树生长及形态可塑性的影响

通过调查测定福建明溪县不同密度观赏型南方红豆杉人工林幼树的生长指标和形态指标,研究其生长及形态学特征与林分密度的关系。结果表明,不同密度林分的幼树在冠长、冠幅、地径、枝下高、侧枝数量等树冠特征性状和圆满度、枝叶浓密度等观赏性状方面均存在显著差异,在树高及叶色间不存在显著差异。林分密度对生物量的分布格局有着显著影响,对不同器官生物量、生物量分配比等指标均有显著影响;单株不同器官生物量和叶枝干等器官生物量分配比,根生物量分配比和地上/地下生物量比均随林分密度增加而降低。林分密度对1级侧枝分枝角、1级侧枝数量、1级侧枝密度及平均长度有着显著影响,且随着林分密度增加而下降,幼树树冠对林分密度有着显著可塑性响应,表现出强烈的可塑性反应。     

杉木分布区中带不同发育阶段人工林生物量估测模型

在收集杉木分布区中带不同发育阶段杉木人工林生物量资料基础上,选择10种不同的生物量估测模型,对杉木幼龄林、中龄林、近熟林和成熟林各器官（地上部分、叶、枝、皮、干、根）生物量与主要测树因子进行拟合,筛选不同发育阶段杉木不同器官生物量估测模型.结果表明：拟合效果最好的为幂函数模型,其次为指数函数模型,再次为多项式模型;共筛选出估算杉木幼龄林、中龄林、近熟林和成熟林各器官和总生物量的最优模型42个（包括36个不同器官生物量模型、6个全株生物量模型）;从杉木各器官生物量的拟合效果看,拟合度最高的模型均是以胸径和树高为自变量的模型.这些模型为分布区中带不同发育阶段杉木人工林生物量的确定和碳储量评价提供科学依据.     

宁夏中部干旱带老压砂地枣树生物量模型研究

为准确建立宁夏中部干旱带老压砂地枣树生物量模型,采用一种不伤害枣树的方法,分别以枝条直径和长度、枣吊长度及直径,单枝上的叶片数目M和叶片面积S、枣果纵径和横径等为自变量,以各器官生物量为因变量,使用线性和非线性模型对其地上各器官生物量进行拟合,以决定系数(R~2)、均方根误差(RMSE)、总相对误差(TRE)以及平均预估误差(MPE)为评价指标,综合评价选出最优模型。使用同年9月中旬采集的数据对模型进行验证,采用预测精度A和决定系数R~2作为验证指标。结果表明,所建立的生物量模型均具有较高的精度,其中生物量模型的R2为0.89～0.97,RMSE为0.30～3.67 g,TRE为0.01%～1.55%,MPE为0%～0.14%;经过验证可知,其预测精度A在80.4%～98.5%之间,决定系数R~2在0.81～0.99之间;枣树各器官和枣果生物量模型残差均呈正态分布,整体没有呈现出发散的现象,均分布在直线上下两端。计算及分析表明所建立的老压砂地枣树生物量模型具有一定的准确性以及可靠性。     

椽竹各器官生物量模型

 对耐寒丛生竹种椽竹Bambusa textilis var. tasca 种群的生物量结构进行了研究,并对其各器官生物量与胸径和平均壁厚的相关模型进行了拟合。结果表明：椽竹各器官生物量的分配中,竹秆所占比例最大,为总生物量的74.62%,远超过毛竹Phyllostachys pubescens等竹种的相应值。椽竹的胸径和平均壁厚与各器官生物量之间均呈极显著相关性,其中竹枝生物量干质量（B_t）,竹叶生物量干质量（B_f）,竹秆生物量干质量（B_s）,地上部分生物量干质量（B_a）,全竹生物量干质量（W_bt）与胸径（D）和平均壁厚（A）间相关关系的拟合模型分别B_t ＝－2 672.765 + 1 299.919D + 59.298D² －36.222D³,B_f ＝－2 756.615 + 1 290.910D + 95.822D² －34.991D³,B_s ＝－4 016.535 + 2 161.650D + 21.755D² －45.453D³,B_a ＝－7 445.916 + 3 952.480D + 45.439D² －96.666D³,W_bt ＝－7 360.122 + 3 933.155D + 41.158D² －93.171D³,B_t ＝－1 914.129 + 739.465A + 30.261A² －61.285A³,B_f ＝－3 342.800 + 1 228.745A －1.165A² －104.356A³,B_s ＝－6 103.838 + 1 790.994A + 44.430A² －13.674A³,B_a ＝－9 770.036 + 2 464.708A + 19.688A² － 23.782A³,W_bt ＝－9 914.842 + 2 912.175A + 25.624A² －23.513A³。根据以上公式估算出椽竹林单株平均秆生物量为1.52 kg·株^－1,单株平均全竹生物量2.31 kg·株^－1,单位面积秆生物量3.28 kg·m^－2;单位面积全竹生物量4.96 kg·m^－2。表8参29     

黄土高原马栏林区主要乔木种更新研究

对黄土高原马栏林区以辽东栎(Quercus liaotungensis)和油松(Pinus tabulaeformis)为优势种的森林群落中5种主要乔木的幼苗和幼树种群进行统计学研究.结果表明:辽东栎、茶条械(Acer ginnala)和葛萝械(Acer grosseri)的幼苗和幼树在林冠层下占优势,具有较高的密度和出现频率.油松和漆树(Taxicodendron vernicifluum)幼苗虽较多,但幼树数量却较少.辽东栎逆J字型大小级结构表明其幼苗和幼树库的持续存在和较好的更新;辽东栎幼苗倾向于在林窗下出现,说明林窗可能有利于该种的更新;表明辽东栎种群林冠下幼苗库的更新和林窗更新对于维持该种群的稳定都具有较重要的作用.茶条械和葛萝械幼苗和幼树耐荫的生态学特性,使其倾向于占据林冠下层,说明茶条械和葛萝械林冠下充足的幼苗和幼树库是其更新的主要策略之一.从更新策略的角度来讲,更新生态位的差异可能是物种共存的原因,当然也包括其他的影响因素比如幼苗和幼树不同的生态学特性等.     

印度块菌菌根对苗木生长的影响

用印度块菌接种云南松、华山松和板栗3种宿主植物幼苗,研究幼苗形成菌根后对苗高、地径和生物量的影响．结果表明：接种印度块菌形成菌根后对3种植物生长有促进作用,其中对苗高生长促进效果不明显,对地径生长促进效果较明显,对生物量增加的促进效果也较明显．不同宿主植物促生效果不同,对块菌菌根的依赖性也不同．