第11章森林生物量的測(cè)定

1、第11章 森林生物量的測(cè)定森林生物量的測(cè)定 內(nèi)容提要內(nèi)容提要 基本概念基本概念 樹木生物量的測(cè)定樹木生物量的測(cè)定 林分生物量的測(cè)定林分生物量的測(cè)定 第一節(jié) 概述 森林生物量是森林生態(tài)系統(tǒng)的最基本數(shù)量特征。 1994年聯(lián)合國(guó)糧農(nóng)組織在“國(guó)際森林資源監(jiān)測(cè) 大綱”中就明確規(guī)定：森林生物量是森林資源 監(jiān)測(cè)中的一項(xiàng)重要內(nèi)容。 森林生產(chǎn)力的調(diào)查是正確認(rèn)識(shí)、管理和利用森 林生態(tài)系統(tǒng)的前提。 森林生物量數(shù)據(jù)是研究許多林業(yè)問(wèn)題和生態(tài)問(wèn) 題的基礎(chǔ)。如森林碳儲(chǔ)量計(jì)算；森林生產(chǎn)力的 測(cè)定；研究森林物質(zhì)循環(huán)和能量流動(dòng) ； 一、基本概念 總初級(jí)生產(chǎn)力(Gross Primary productivity,GPP) ：第一

2、 生產(chǎn)者通過(guò)光合作用每年生產(chǎn)的有機(jī)物質(zhì)總量 。 凈初級(jí)生產(chǎn)力(Net Primary productivity,NPP) ：第一生 產(chǎn)者通過(guò)光合作用每年生產(chǎn)的有機(jī)物質(zhì)除去呼吸消耗 部分 。單位：gm-2a-1 森林生物量(Forest Biomass) ：指在一定時(shí)間內(nèi)單位空 間中森林植物群落在其生命過(guò)程中所產(chǎn)干物質(zhì)的累積 量，也稱現(xiàn)存量（Standing Crop Biomass）。用干物質(zhì) 重量來(lái)表示，單位： kgh m2 、gm2 。 森林生產(chǎn)量(Forest Production)：是指森林群落中持有 綠色葉片的植物，由光合作用所產(chǎn)生的有機(jī)物質(zhì)總量， 稱為總第一性生產(chǎn)量 。 二、樹木生

3、物量的組成 樹木生物量可以分地上及地下兩部分，地下部 分是指根重量（WR）；地上部分則包括樹干 （WS） 、樹枝（WB） 、樹葉（WL）和花 、 果的重量等。喬木層中的生物量以樹干約占全 層生物量的65%-75%、枝量7%-13%，葉量2%- ll%、根量ll%-20%。 森林生物量包括：?jiǎn)棠?、灌木、草本植物、?蘚植物、藤本植物以及凋落物生物量等。 喬木 層的生物量是森林生物量的主體，一般大約占 森林總生物量的90%以上。 二、樹木生物量的組成 重量分配比： 重量測(cè)定三要素：D、H和冠量 冠量描述因子：樹高（h）、枝下高 （hb）、冠長(zhǎng)（CL）、冠幅（CW）、 冠長(zhǎng)率（CR）、樹冠圓滿度（

4、CW/h）、樹冠投影比（CW/D） 全樹總重量 根）重量各器官（干、枝、葉、 分配比 三、鮮重與干重 鮮重鮮重 ：樹體在自然狀態(tài)下含水時(shí)的重量 氣干重氣干重：樹木伐倒后，在自然大氣狀態(tài)下經(jīng)過(guò)相當(dāng)期間 失去樹體內(nèi)大部分水時(shí)的重量。 干重干重 （絕干重）（絕干重）：樹木干燥后去掉結(jié)晶水的重量 。測(cè)定 方法：把試樣放入烘箱干燥，一般在1032 ，經(jīng)6 小時(shí)左右，取出稱重，如二次重量有不等，再放人烘箱 烘，經(jīng)6小時(shí)后取出稱重，直到絕干狀態(tài)（恒重）。 干重比（干重比（Pw）：）： 通過(guò)干重比把鮮重?fù)Q算成絕干重。 含水率（含水率（P）：）： 鮮 干 W W P w 100 W P 鮮 干鮮 W W 樹體含

5、水率變化 干重比（PW）與含水率成反比關(guān)系 縱向：樹干不同部位含水率并部均勻，梢部 和胸高以下含水率最大，胸高以上逐漸減少， 再向上又增多。 橫向：邊材和心材因樹種不同含水率也不同。 在取樣時(shí)要分別樹干的不同部位取樣來(lái)測(cè)定 干重比（PW）或含水率。 四、葉面積測(cè)定 1）闊葉樹：葉片大、形狀不規(guī)則?？刹捎眉す?（或光電）葉面積測(cè)定儀或?qū)⑷~片輪廓繪在坐 標(biāo)紙上，用求積儀測(cè)定其面積。一般采用以下 方法：分別各冠層（上、中、下）取100枚樣 葉，測(cè)其鮮重，用直徑為a cm的打孔器測(cè)100 個(gè)a cm直徑園孔的面積和鮮重。 100個(gè)樣葉的面積100個(gè)葉鮮重100小園片的面積 /試樣重 標(biāo)準(zhǔn)木的葉面積標(biāo)準(zhǔn)

6、木的葉鮮重樣葉面積/樣葉 鮮重 四、葉面積測(cè)定 2) 針葉樹：其形狀比較規(guī)整，接近某種幾 何體，按相應(yīng)的表面積計(jì)算公式計(jì)算其 葉面積。 例如：樟子松、赤松和黒松等針葉2針 近似圓柱體，一個(gè)針葉為半圓柱體，其 表面積公式為： 紅松每個(gè)針葉近似三棱形：S3al dldl 2 S 第二節(jié)第二節(jié) 樹木生物量的測(cè)定樹木生物量的測(cè)定 全部稱重法 ： 這種方法是測(cè)定樹木生物量最精確的方 法，獲得的數(shù)據(jù)可靠,但費(fèi)時(shí)、費(fèi)工，工 作量極大，很少采用。 具體方法：將樹木伐倒，摘除全部枝、 葉，分別稱其樹干、枝、葉、根的鮮重， 采樣烘干得到樣品干重與鮮重之比，從 而計(jì)算樣木各組分的干重。 一、樹干重量的測(cè)定 樹干鮮重

7、在野外采用全部稱重法 對(duì)選出的標(biāo)準(zhǔn)木(用徑級(jí)標(biāo)準(zhǔn)木法)或樣木伐倒， 按區(qū)分求積法（樹干解析）把樹干分成若干段， 并截取圓盤。測(cè)定各區(qū)分段和每個(gè)圓盤的鮮重。 樹干鮮重各區(qū)分段重園盤梢頭 將所有圓盤裝入塑料袋取回，在室內(nèi)從各圓 盤再取樣，測(cè)定試樣鮮重后，把試樣放入烘箱 干燥，測(cè)得各園盤的干重，并計(jì)算各園盤的干 重比（Pw），利用Pw推算各區(qū)分段絕干重 ， 合計(jì)得到全樹干的干重。 W WPW 鮮干 二、枝、葉生物量的測(cè)定枝、葉生物量的測(cè)定 樹木的枝條分1年生和多年生枝。 樹葉因所在樹冠部位（上、中、下） 不同，其含水率不同；落葉樹的葉齡 為1年，但常綠樹的葉齡不同，其含水 率不同。 樹木枝與葉生物量

8、的測(cè)定方法：全數(shù) 調(diào)查法、標(biāo)準(zhǔn)枝法、回歸法。 （一）全數(shù)調(diào)查法 將樹冠中每個(gè)枝條砍下，先測(cè)定每個(gè)枝條的帶葉枝 鮮重（WBL) ，再把全部葉摘掉分別測(cè)定葉量 （ WL ）和枝量（ WB ）。但WBL WLWB 注意事項(xiàng)： 1）測(cè)定迅速，防止枝、葉水分蒸發(fā)； 2）測(cè)定時(shí)間：葉伸展落葉期間測(cè)定，不同季節(jié)葉量（鮮 重）變化比較大； 3）區(qū)分當(dāng)年生和多年生枝、葉測(cè)定生物量； 4)）不要與其他樹木的枝葉相混； 5）測(cè)定工具、精度和計(jì)量單位要一致。 （二）標(biāo)準(zhǔn)枝法 （1）以重量為基準(zhǔn)的分級(jí)標(biāo)準(zhǔn)枝法）以重量為基準(zhǔn)的分級(jí)標(biāo)準(zhǔn)枝法 標(biāo)準(zhǔn)枝具有平均帶葉枝鮮重，葉量中等的枝條。 測(cè)定方法： 1）將樹冠分上、中、下三層

9、，按順序測(cè)定每個(gè)枝條帶葉 的枝鮮重，并計(jì)算出平均帶葉枝鮮重，按平均重量選 取抽取35個(gè)標(biāo)準(zhǔn)枝。 2）對(duì)標(biāo)準(zhǔn)枝摘葉，分別測(cè)定枝量和葉量，并在每一層取 烘干樣品（葉：50g；枝100g）。 3）根據(jù)每層標(biāo)準(zhǔn)枝推算出各層枝、葉的鮮重和干重，然 后將各層枝、葉重量相加，得到樹木的枝重與葉重。 （二）標(biāo)準(zhǔn)枝法 （2）以基徑和枝長(zhǎng)為基準(zhǔn)的分級(jí)標(biāo)準(zhǔn)枝法）以基徑和枝長(zhǎng)為基準(zhǔn)的分級(jí)標(biāo)準(zhǔn)枝法 標(biāo)準(zhǔn)枝具有平均基徑(d0)和平均枝長(zhǎng)(l),且葉量中庸 的樹枝 。 測(cè)定方法： 1）將樹冠分上、中、下三層，按順序測(cè)定每個(gè)枝條基徑(d0)和枝長(zhǎng) (l), ，并計(jì)算出各層平均基徑和枝長(zhǎng)， 2）選取標(biāo)準(zhǔn)枝：各層按平均基徑和枝長(zhǎng)

10、，選取抽取35個(gè)標(biāo)準(zhǔn)枝。 3）標(biāo)準(zhǔn)枝摘葉，分別測(cè)定枝量和葉量，并在每一層取烘干樣品（葉： 50g；枝100g）。 4）根據(jù)每層標(biāo)準(zhǔn)枝推算出各層枝、葉的鮮重和干重，然后將各層枝、 葉重量相加，得到樹木的枝重與葉重。 枝量： 葉量： n i Bi W n N W 1 B n i LiL W n N W 1 （三）回歸估計(jì)法 分別每株樹建立葉量（WL ）、枝量（ WB ） 與基徑（d0）和枝長(zhǎng)（l）的回歸模型： b 0 adW cbl 0 adW 三、樹根生物量測(cè)定 以標(biāo)準(zhǔn)木或樣木之伐根為中心，將全部樹根挖出。 分層(03050100cm)，邊挖邊揀出全部根系， 不要草根。 按粗度分級(jí)(5cm為粗根)，分別稱其鮮重，并取樣供烘干用。 根樁部分單獨(dú)稱重并取樣。 根量測(cè)定費(fèi)時(shí)又費(fèi)工，且不易取得精確結(jié)果。經(jīng) 常采用比值（地上生物量與地下生物量）方法 估計(jì)。 第三節(jié) 林分生物量的測(cè)定 林分生物量的測(cè)定方法與林分蓄積測(cè)定 方法相同，采用標(biāo)準(zhǔn)地進(jìn)行。 在標(biāo)準(zhǔn)地內(nèi)采用分級(jí)標(biāo)準(zhǔn)木法選擇標(biāo)準(zhǔn) 木或樣木測(cè)定其生物量，并以此為依據(jù) 推算全林或樣地生物量。 常用方法：1）標(biāo)準(zhǔn)木法；2）回歸估計(jì) 法；3）生