河南森林生物量与生产力研究

agdsae

第40卷 第5期2006年 10月

河南农业大学学报JournalofHenanAgriculturalUniversity

Vol.40 No.5Oct.

2006

文章编号:1000-2340(2006)05-0493-05

河南森林生物量与生产力研究

光增云

(河南省林业调查规划院,河南郑州450045)

摘要:利用2003年河南森林资源清查数据,以生物量与蓄积量之间的关系模型为基础,对河南的森林生物量及生产力进行了估计.结果表明,河南森林的总生物量为11154149万t,其中,林分为9346118万t,经济林1677196万t,竹林130135万t,林分单位面积平均生物量为47127t#hm-2.全省林分总生产力为504184万t#a-1,单位面积平均生产力为2155t#hm-2#a-1.研究结果还表明,河南森林单位面积平均生物量低于全国平均水平,生物量与蓄积量的平均比值高于全国平均水平.

关键词:森林生物量;森林生产力;蓄积量;河南中图分类号:S7181556 文献标识码:A

StudyonForestBiomassandProductivityinHenan

GUANGZeng2yun

(HenanForestInventoryandPlanningInstitute,Zhengzhou450045,China)

Abstract:BasedonthedataofcontinuousforestinventoryofHenanProvincein2003,theforestbiomass

andproductivityinHenanareestimatedusingthebiomassexpansionfactors(BEF,definedastheratioofallstandbiomasstogrowingstockvolume)ofvariousforesttypes1TheresultshowthatthetotalbiomassinHenanforestvegetationwas11154149@10t,ofwhich9346118@10tforstands,1677196@10tfore2conomicforest,130135@104tforbambooforests;andthemeanbiomassis47127t#hm-21Thetotalpro2ductivityforstandswas504184@104t#a-1,withameanproductivityof2155t#hm-2#a-11TheresultalsoshowthatthemeanbiomassofHenanforestvegetationwaslowerthatofthenationallevel,andtheaverageratioofallstandbiomasstogrowingstockvolumewashigherthanthatofthenationallevel1Keywords:forestbiomass;forestproductivity;stockvolume;Henan 森林生物量和生产力是反映森林生态系统结构和功能的基本数据,研究森林生物量和生产力的数量和空间分布格局以及与气候因子、植物群落和环境因子之间的相互关系,可以为评价生态质量和森林的可持续经营、提高生物产量和生产力水平以及碳汇研究提供重要依据[1].河南是一个少林省份,根据全国第六次森林资源清查结果,河南森林覆盖率列居全国各省(市、区)的第21位,森林面积和森林蓄积分别列居全国的第22位和第21位,林分单位面积蓄积量为全国的1/2,人均森林面积仅

收稿日期:2006-05-18

基金项目:河南省重点科技攻关项目(0224060024)

:(),男,,4

4

4

为全国平均水平的1/5,人均森林蓄积仅为全国平

均水平的1/11[2].因此,研究和评估河南的森林生物量和生产力,对保护和经营利用森林资源、实现人与自然和谐发展、促进全省经济社会全面协调可持续发展、全面建设小康社会都具有十分重要的意义.

1 研究地概况

河南地处中原,地理坐标界于北纬30b23c~36b22c,东经110b21c~116b39c之间,总面积1617万

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494河 南 农 业 大 学 学 报第40卷

km2,地势西高东低,北、西、南三面分别由太行山、伏牛山和大别山环抱,东部为黄淮海平原,跨黄河、淮河、长江、海河4大流域,山地丘陵面积占全省总面积的4413%,平原占5517%.海拔山区多在1000m以上,平原多在100m以下,最高海拔241318m.气候处在我国北亚热带和暖温带过渡地带,属亚热带季风气候和暖温带大陆型季风气候过渡型,年均气温14e左右,年均降水量600~1200mm,太阳照射总时数(日照积累数)442811~443213h#a-1,实际日照时数2000~2600h#a,日照率为45%~58%,全年总辐射量460~523kJ#cm-2,光合有效辐射总量230~259kJ#cm-21主要森林土壤为棕壤、褐土、黄棕壤、黄褐土、潮土、沙礓黑土、风沙土、红黏土、紫色土等,森林植被地带性规律明显,淮河流域以北是落叶阔叶林,淮河流域以南为含有常绿的落叶阔叶混交林[3,4].

-1

查资料.根据2003年河南森林资源清查结果,河南森林面积为270130万hm2,林分面积为197172万

hm2,蓄积为8404164万m3,单位面积平均蓄积42151m3#hm-2,经济林面积7018万hm2,竹林面积1178万hm21按针阔类型分,河南针叶林分面积为35116万hm,蓄积为1142132万m,单位面积平均蓄积32149m3#hm-2;河南阔叶林分面积为162156万hm2,蓄积为7262132万m3,单位面积平均蓄积44167m3#hm-2.河南林分年均生长量为539159万m,单位面积年均生长量2173m#hm.针叶林分年均生长量为99134万m3,单位面积年均生长量2183m3#hm-2,阔叶林分年均生长量为440125万m,单位面积年均生长量2171m#hm1河南林分各优势树种面积、蓄积及生长量详见表1.212 方法

21211 生物量估计方法 森林生态系统生物量的构成包括乔木层、下木层、凋落物、消费者和土壤5个组成部分[1],其中乔木层的生物量最大,一般分为地上的树干、树枝、树叶和地下的树根等.

3

3

-2

3

3

-2

2

3

2 材料来源及方法

211 材料

所采用的基本资料为2003年河南森林资源清

表1 河南林分各优势树种面积、蓄积量及生长量

Table1 VolumeandincrementofstandsbydifferentdominanttreespeciesinHenan

优势树种Dominanttreespecies

合计Total

针叶林合计Sub2totalofConiferforest侧柏Platycladusorientalis落叶松Larixkaempferi油松Pinustabulaeformis马尾松Pinusmassoniana

杉木Cunninghamialanceolata

阔叶林合计Sub2totalofbroad-leafforest栎类Quercus

硬阔Nonmerchantablewoods杨树Populus泡桐Paulownia阔叶混Mixeddeciduous

面积/万hm2

Area19717235116415201488137191682111162156821081510029168514830132

蓄积/万m3Volume840416411421321051071410432610061312683195

7262132300912962817619391642691681414195

年平均生长量/万m3Annualmeanincrement

5391599913491831177221325418610156440125211138301931051221117580197

注:国家林业局华东森林资源监测中心,河南省林业厅,河南省森林资源连续清查第四次复查成果.

Note:EastChinaForestResourceMonitoringCenterofStateForestryAdministration,HenanProvincialForestryBureall1Theresultsofcontinuousforestin2ventoryofhenanprovince1

常用的森林生物量估算方法主要是利用树木(包括树干、树枝、树叶和树根)实测的生物量(B)与树木胸径(D)或胸径平方与树高的乘积(DH)

建立相对生长方程(如B=aDb,B=a(D2H)b等)来进行估算的,该方法的应用目前仅局限于个别地方的某些树种,无法对大尺度的森林生物量进行估计.

2

森林资源清查资料虽然准确地提供了森林的面积和蓄积(材积),但却无法了解它们的生物量.在森林生物量的组成当中,树干(材积)所占的比率依树种和立地条件不同而差距较大(如日本落叶松为5615%~6619%[5],泡桐4010%~4014%[6],沙兰杨5312%~6416%[6],杉木4419%~72%[7]),树干与总生物量和其他器官之间存在相关关系,所

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第5期光增云:河南森林生物量与生产力研究 495

以,由树干材积推算总生物量是可行的.BROWN&LUGO把用这种方法计算的生物量称作材积源生物量(Volume2derivedbiomass)[8,9].目前材积源生物量法被认为是一种较好的估测森林生物量的方法[10].

1996年方精云等收集了全国各地的758组生物量和生产力研究数据,建立了生物量与蓄积量回归方程及21个优势树种的计算参数

[11]

式中:B为每公顷生物量(t#hm-2),V为每公顷蓄积量(m3#hm-2),a和b为参数.

2003年河南森林资源清查中共10个优势树种,其中落叶松、杉木、杨树、泡桐4个优势树种河南进行过生物量研究[5~7,14],利用其研究资料通过回归确定其计算参数(其中杨树用的是毛白杨数据),其它6个优势树种通过对方精云等(2001年)提出的计算参数的对比分析发现,阔叶混交林的参数不符合河南的实际(因参数的b值高达9110013,而河南阔叶混交林的蓄积只有46167m3#hm-2),引用曾伟生提出的计算参数[13],而只采用其它5套参数.各优势树种的参数见表2.

,2001年通

过充实和完善,对计算参数又进行了修订[12].本研究采用其建立的回归方程进行森林生物量估计[13],有

B=aV+b

(1)

表2 各优势树种生物量和蓄积量回归方程参数

Table2 Parametersusedtocalculatebiomassofstandsbydifferentdominanttreespecies

序号l12345678910

优势树种

Dominanttreespecies侧柏Platycladusorientalis落叶松Larixkaempferi油松Pinustabulaeformis马尾松Pinusmassoniana杉木Cunninghamialanceolata栎类Quercus

硬阔Nonmerchantablewoods杨树Populus泡桐Paulownia阔叶混Mixeddeciduous

a016129015442017554015101015371111453017564019810018956018392

b461145116112355109281104511119858815473813103010040010048914157

N113582122912111022

r019811000198019611000199019901990199

资料来源Datasource[12][5][12][12][7][12][12][14][6][13]

21212 生产力估计方法 生产力是指单位面积、单位时间内有机物的净生产量.可以用单位面积和时间内所积累的生物量表示生产力,其中间隔期内的生物量可用蓄积生长量按前述转换系数进行推算.根据(1),

B1=aV1+b

n的每公顷蓄积量(m#hm),a,b为参数.

B2=aV2+b

式中:B2为n+1年的公顷生物量(t#hm 从而有v

-2

3

-2

t,单位面积平均生物量为47127t#hm-2.按针阔类型分,河南针叶林分总生物量为981109万t,单位

面积平均生物量27190t#hm-2;阔叶林分总生物量为8365109万t,单位面积平均生物量51146t#hm-2.阔叶林单位面积平均蓄积是针叶林的1137倍,但其生物量却是针叶林的1184倍.按优势树种分,总生物量最大的是栎类,达4147150万t,占河南林分总生物量的4414%,总生物量最小的是落叶松,仅15138万t,只占全省林分总生物量的012%.单位面积平均生物量最大的是杨树,达64111t#hm-2,是河南林分单位面积平均生物量的1136倍,单位面积平均生物量最小的是马尾松,仅为16194t#hm-2,只是河南林分单位面积平均生物量的0136倍.各优势树种林分的总生物量及平均生物量详见表3.

根据方精云等对全国经济林、竹林生物量的估计结果[9],其单位生物量分别为23170t#hm-2,73123t#hm.以此为依据推算,河南经济林、竹林的生物量分别为1677196万t,130135万t.全省森-2

(2)

式中:B1为n年的每公顷生物量(t#hm-2),V1为

(3)),V2为

n+1的每公顷蓄积量(m3#hm-2),a,b为参数.

B-B

2

1

=a(V2-V1)因此,从蓄积生长

量转换为生物量,只需利用前面的参数a,用a与生长量的乘积可得到生物量[13].

3 结果与分析

311 河南森林生物量

根据表2的参数分别计算各优势树种林分的

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496河 南 农 业 大 学 学 报表3 河南林分的生物量及生产力

Table3 BiomassandproductivityofstandsinHenan

第40卷

优势树种Dominanttreespecies合计Total

针叶林合计Sub-totalofConiferforest侧柏Platycladusorientalis落叶松Larixkaempferi油松Pinustabulaeformis马尾松Pinusmassoniana杉木Cunninghamialanceolata

阔叶林合计Sub-totalofbroad-leafforest栎类Quercus

硬阔Nonmerchantablewoods杨树Populus

泡桐Paulownia

阔叶混Mixeddeciduous

平均生物量/(t#hm-2)

Meanbiomass

47127271906014032104341521619433136511465015340102641114410848158

总生物量/(万t)Totalbiomass934611898110927310115138288193333138701398365109414715060013019021782411561472195

平均生产力/(t#hm-2#a-1)总生产力/(万t#a-1)

Meannetproduction

215511641133210121021142216921752195115631481193

2124

Totalnetproduction

504184571516101019616191271955168447133242114231401031291015867192

312 河南森林生产力

按前述方法分别计算各优势树种林分的生产

力,汇总得到河南林分总生产力为504184万t#a-1,单位面积平均生产力为2155t#hm-2#a-1.按针阔类型分,针叶林分总生产力为57151万t#a-1,单位面积平均生产力为1164t#hm-2#a-1;阔叶林分总生产力为447133万t#a,单位面积平均生产力为2175t#hm#a1阔叶林的平均生产力是针叶林的1168倍.按优势树种分,单位面积平均生产力最大的是杨树,达3148t#hm-2#a-1,是河南平均值的1136倍,单位面积平均生产力最小的是侧柏,仅为1133t#hm#a,是河南平均值的0153倍.各优势树种林分的总生产力及单位面积平均生产力详见表3.

-2

-1-2

-1

-1

只是全国平均值84173m3#hm-2的1/2[2]1根据方精云等的研究结果,1988年河南林分单位面积蓄积量为32172m#hm,为全国平均值79118m3#hm-2的4113%,河南林分生物量为56164t#hm-2,为全国平均值84108t#hm-2的6714%,全国生物量和蓄积量的平均比值为1106t#m-3,而河南为1173t#m-3,河南林分蓄积量只占全国的015%,但生物量却占018%

[11]

3

-2

.作者研究结果河南

-3

林分生物量和蓄积量的比值为1111t#m1(目前没有2003年全国生物量研究的文献资料,但根据曾伟生研究结果,云南为0185t#m-[11]

3[13]

).其主要

原因是阔叶林生物量和蓄积量的比值大于针叶林,河南阔叶林蓄积占林分蓄积的8614%,其生物量却占了8915%,阔叶林分生物量和蓄积量的比值为1115t#m-3,针叶林蓄积占林分蓄积的1316%,其生物量只占1015%,针叶林分生物量和蓄积量的比值为0186t#m-3.在阔叶林中又以栎类的比值最大,河南栎类蓄积占林分蓄积的3518%,其生物量却占了4414%,栎类生物量和蓄积量的比值达1138t#m-3.

3)根据总生物量和平均生产力推算,大约相当于积累到目前的生物量平均需要1815a,其中针叶林为1710a,阔叶林为1817a.如果按照森林蓄积量和平均生长量推算,则相当于积累到目前的蓄积量约需1516a,其中针叶林为1115a,阔叶林为1615a.由此可知,根据生产力推算的时间略长,尤其是针叶林比较明显,说明平均生产力的估计结果偏小,因为作者对生产力的估计方法是直接按公式v=a(V2-V1)计算的,参数b的影响得不到体4 结论与讨论

1)河南目前的森林总生物量为11154149万t.其中林分总生物量9346118万t,林分单位面积生物量47127t#hm-2.在林分中,针叶林分总生物量981109万t,单位面积平均生物量27190t#hm,阔叶林分总生物量8365109万t,单位面积平均生物量51146t#hm-2.全省林分总生产力为504184万t#a-1,平均生产力为2155t#hm-2#a-1.其中针叶林分总生产力为57151万t#a-1,平均生产力为1164t#hm#a;阔叶林分总生产力为447133万t#a,平均生产力为2175t#hm#a1

2)河南林分生物量的平均值变动于16~64t#hm-2,平均为47127t#hm-2,低于全国的平均水平,但生物量和蓄积量的比值高于全国平均水平.13

-2

-2

-1

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第5期光增云:河南森林生物量与生产力研究 497

变的情况是基本合适的,而对于前后两次测定时地类、优势树种等发生了变化的情况则是不合适的,树种不同,其影响大小也不一样,b值越大的树种影响越大.因为平均而言,针叶树种的b值较大,阔叶树种的b值较小,因此对针叶树种的生产力估计值,其偏小的程度可能就大一些.

4)由于估计生物量所依据的转换模型参数只有落叶松、杉木、杨树、泡桐4个优势树种来自河南的专题研究文献资料,其它优势树种则是来自全国的专题研究文献资料,因此结果的准确性可能会受到一定的影响.

参考文献:

[1] 项文化,田大伦,闫文德1森林生物量与生产力研究

综述[J]1中南林业调查规划,2003,22(3):57-641[2] 雷加富1中国森林资源[M]1北京:中国林业出版社,

20051

[3] 赵义民1河南森林资源连续清查体系研究[J]1河南

农业大学学报,2005,39(4):402-4051

[4] 5河南森林6编辑委员会1河南森林[M]1北京:中国

林业出版社,20001

[5] 赵体顺,光增云,赵义民,等1日本落叶松人工林生物

量及生产力的研究[J]1河南农业大学学报,1999,33(4):350-3531

[6] 冯宗炜,王效科,吴 刚,等.农林系统结构和功能

[M].北京:中国科学技术出版社,19921

[7] 王其吉1河南杉木[M]1郑州:黄河水利出版社,

19991

[8] BROWNS,LUGOAE1Biomassoftropicalforest:Anew

estimatebasedonforestvolumes[J]1Science,1984,223:1290-12931

[9] LIETHH,WHITTAKERRH1productivityofthebiosphere

[M]1NewYork:Spring-Verlag,19751

[10]刘国华,傅伯杰,方精云.中国森林碳动态及其对全球

碳平衡的贡献[J].生态学报,2000,20(5):733-7401[11]方精云,刘国华,徐嵩龄.我国森林植被的生物量和净

生产量[J]1生态学报,1996,16(5):497-5081[12]FANGJ,CHENA,PENGC,etal1Changesinforest

biomasscarbonstorageinChinabetween1949and1998[J].Science,2001(292):2320-23221

[13]曾伟生1云南森林生物量与生产力研究[J]1中南林

业调查规划,2005,24(4):1-131

[14]赵体顺1林农复合生态系统物质循环的研究[A].农

田林网杨树生物量的研究[C].农村生态环境,1989(2):1-51

(上接第485页)

从表3中可以看出,黄金晴排名第一,名列前10名的还有新稻五号、自选5号,82-1,838-1,31495、高301、豫粳6号、9901、豫粳6号141系.另外水晶3号、98-04等都是较为优质的品种,可根据沿黄稻区的实际情况进行选择种植.

社,20021

[4] 李梦琴,赵全志,张 剑,等.沿黄稻区引进粳稻品种

商品品质的综合评价[J].河南农业大学学报,2005,39(2):131-1341

[5] 刘思峰,郭天榜,党耀国.灰色系统理论及应用[M].

北京:科学出版社,1999.

[6] 罗庆成,史开泉,王庆印,等.灰色系统新方法[M].

北京:农业出版社,19931

[7] 何 勇,鲍一丹,陈发荣.粮食产后处理模式的通用

代数建模系统(GAMS)仿真与优化[J].农业工程学报,2001,17(4):102-106.

[8] 赵全志.粳稻商品品质综合评价指标体系的构建[J].

农业系统科学与系统研究,2002,(3):210-214[9] FRASCONIP,GORIM,SODAG.DataCategorizationUs2

ingDecisionTrellises[J].IEEETransactionsonKnowledgeandDataEngineering.1999,11(5):697-7121

[10]LEEES.Neuro2fuzzyEstimationinSpatialStatistics.Jour2

nalofMathematicalAnalysisandApplications[J].2000,249:221-2311

[11]JIANGW.BridgingtheInformationGap:Computational

ToolsforIntermediateResolutionStructureInterpretation[J].JournalofMolecularBiology,2001,308:1033-1044.

3 结论

本文采用单目标化灰色局势决策理论的优化

分析处理方法,对沿黄稻区54个主要粳稻品种商品品质进行综合评价,优选出了黄金晴、新稻五号、自选5号,82-1,838-1等适合于沿黄稻区推广种植的优质稻谷品种.该项研究对今后沿黄稻区稻谷的品种选育、种植及加工具有一定的参考意义.

参考文献:

[1] 周少川,李 宏,王家生,等.华南籼稻晚造稻米蒸煮、

外观和碾米品质与食味品质的相关性研究[J].杂交水稻,2002,17(2):53-55.

[2] 李天真.稻谷的加工品质与其它品质的关系粮食与饲

料工业[J].2005,(7):4-51

[3] 刘四麟.粮食工程设计手册[M].郑州:郑州大学出版

本文来源：https://www.bwwdw.com/article/ofyl.html