第11章 森林生物量的测定

幻灯片1第11章森林生物量的测定l内容提要l基本概念l树木生物量的测定l林分生物量的测定幻灯片2第一节概述l森林生物量是森林生态系统的最基本数量特征。1994年联合国粮农组织在“国际森林资源监测大纲”中就明确规定：森林生物量是森林资源监测中的一项重要内容。l森林生产力的调查是正确认识、管理和利用森林生态系统的前提。l森林生物量数据是研究许多林业问题和生态问题的基础。如森林碳储量计算；森林生产力的测定；研究森林物质循环和能量流动；幻灯片3一、基本概念l总初级生产力(GrossPrimaryproductivity,GPP)：第一生产者通过光合作用每年生产的有机物质总量。l净初级生产力(NetPrimaryproductivity,NPP)：第一生产者通过光合作用每年生产的有机物质除去呼吸消耗部分。单位：g·m-2·a-1l森林生物量(ForestBiomass)：指在一定时间内单位空间中森林植物群落在其生命过程中所产干物质的累积量，也称现存量（StandingCropBiomass）。用干物质重量来表示，单位：kg／hm2、g／m2。l森林生产量(ForestProduction)：是指森林群落中持有绿色叶片的植物，由光合作用所产生的有机物质总量，称为总第一性生产量。幻灯片4二、树木生物量的组成l树木生物量可以分地上及地下两部分，地下部分是指根重量（WR）；地上部分则包括树干（WS）、树枝（WB）、树叶（WL）和花、果的重量等。乔木层中的生物量以树干约占全层生物量的65%-75%、枝量7%-13%，叶量2%-ll%、根量ll%-20%。l森林生物量包括：乔木、灌木、草本植物、苔藓植物、藤本植物以及凋落物生物量等。乔木层的生物量是森林生物量的主体，一般大约占森林总生物量的90%以上。幻灯片5二、树木生物量的组成l重量分配比：l重量测定三要素：D、H和冠量l冠量描述因子：树高（h）、枝下高（hb）、冠长（CL）、冠幅（CW）、冠长率（CR％）、树冠圆满度（＝CW/h）、树冠投影比（＝CW/D） 幻灯片6三、鲜重与干重l鲜重：树体在自然状态下含水时的重量l气干重：树木伐倒后，在自然大气状态下经过相当期间失去树体内大部分水时的重量。l干重（绝干重）：树木干燥后去掉结晶水的重量。测定方法：把试样放入烘箱干燥，一般在103℃±2℃，经6小时左右，取出称重，如二次重量有不等，再放人烘箱烘，经6小时后取出称重，直到绝干状态（恒重）。l干重比（Pw）：通过干重比把鲜重换算成绝干重。l含水率（P）：幻灯片7树体含水率变化l干重比（PW）与含水率成反比关系l纵向：树干不同部位含水率并部均匀，梢部和胸高以下含水率最大，胸高以上逐渐减少，再向上又增多。l横向：边材和心材因树种不同含水率也不同。l在取样时要分别树干的不同部位取样来测定干重比（PW）或含水率。幻灯片8四、叶面积测定1）阔叶树：叶片大、形状不规则。可采用激光（或光电）叶面积测定仪或将叶片轮廓绘在坐标纸上，用求积仪测定其面积。一般采用以下方法：分别各冠层（上、中、下）取100枚样叶，测其鲜重，用直径为acm的打孔器测100个acm直径园孔的面积和鲜重。100个样叶的面积＝100个叶鲜重×100小园片的面积/试样重标准木的叶面积＝标准木的叶鲜重×样叶面积/样叶鲜重幻灯片9四、叶面积测定2)针叶树：其形状比较规整，接近某种几何体，按相应的表面积计算公式计算其叶面积。例如：樟子松、赤松和黒松等针叶2针近似圆柱体，一个针叶为半圆柱体，其表面积公式为：红松每个针叶近似三棱形：S＝3al幻灯片10第二节树木生物量的测定l全部称重法：l这种方法是测定树木生物量最精确的方法，获得的数据可靠,但费时、费工，工作量极大，很少采用。l具体方法：将树木伐倒，摘除全部枝、叶，分别称其树干、枝、叶、根的鲜重，采样烘干得到样品干重与鲜重之比，从而计算样木各组分的干重。 幻灯片11一、树干重量的测定l树干鲜重在野外采用全部称重法l对选出的标准木(用径级标准木法)或样木伐倒，按区分求积法（树干解析）把树干分成若干段，并截取圆盘。测定各区分段和每个圆盘的鲜重。l树干鲜重＝各区分段重＋园盘＋梢头l将所有圆盘装入塑料袋取回，在室内从各圆盘再取样，测定试样鲜重后，把试样放入烘箱干燥，测得各园盘的干重，并计算各园盘的干重比（Pw），利用Pw推算各区分段绝干重，合计得到全树干的干重。幻灯片12二、枝、叶生物量的测定l树木的枝条分1年生和多年生枝。l树叶因所在树冠部位（上、中、下）不同，其含水率不同；落叶树的叶龄为1年，但常绿树的叶龄不同，其含水率不同。l树木枝与叶生物量的测定方法：全数调查法、标准枝法、回归法。幻灯片13（一）全数调查法将树冠中每个枝条砍下，先测定每个枝条的带叶枝鲜重（WBL)，再把全部叶摘掉分别测定叶量（WL）和枝量（WB）。但WBL≠WL＋WB注意事项：1）测定迅速，防止枝、叶水分蒸发；2）测定时间：叶伸展～落叶期间测定，不同季节叶量（鲜重）变化比较大；3）区分当年生和多年生枝、叶测定生物量；4)）不要与其他树木的枝叶相混；5）测定工具、精度和计量单位要一致。幻灯片14（二）标准枝法l（1）以重量为基准的分级标准枝法l标准枝—具有平均带叶枝鲜重，叶量中等的枝条。l测定方法：l1）将树冠分上、中、下三层，按顺序测定每个枝条带叶的枝鲜重，并计算出平均带叶枝鲜重，按平均重量选取抽取3－5个标准枝。l2）对标准枝摘叶，分别测定枝量和叶量，并在每一层取烘干样品（叶：50g；枝100g）。l3）根据每层标准枝推算出各层枝、叶的鲜重和干重，然后将各层枝、叶重量相加，得到树木的枝重与叶重。幻灯片15（二）标准枝法l（2）以基径和枝长为基准的分级标准枝法l标准枝—具有平均基径(d0)和平均枝长(l),且叶量中庸的树枝。 l测定方法：l1）将树冠分上、中、下三层，按顺序测定每个枝条基径(d0)和枝长(l),，并计算出各层平均基径和枝长，l2）选取标准枝：各层按平均基径和枝长，选取抽取3－5个标准枝。l3）标准枝摘叶，分别测定枝量和叶量，并在每一层取烘干样品（叶：50g；枝100g）。l4）根据每层标准枝推算出各层枝、叶的鲜重和干重，然后将各层枝、叶重量相加，得到树木的枝重与叶重。l枝量：叶量：幻灯片16（三）回归估计法l分别每株树建立叶量（WL）、枝量（WB）与基径（d0）和枝长（l）的回归模型：幻灯片17三、树根生物量测定l以标准木或样木之伐根为中心，将全部树根挖出。l分层(0—30—50—100cm)，边挖边拣出全部根系，不要草根。l按粗度分级(<0.2cm为细根：0．2—0.5为小根，0．5—2．Ocm为中根；2．0—5．Ocm为大根；>5cm为粗根)，分别称其鲜重，并取样供烘干用。根桩部分单独称重并取样。l根量测定费时又费工，且不易取得精确结果。经常采用比值（地上生物量与地下生物量）方法估计。幻灯片18第三节林分生物量的测定l林分生物量的测定方法与林分蓄积测定方法相同，采用标准地进行。l在标准地内采用分级标准木法选择标准木或样木测定其生物量，并以此为依据推算全林或样地生物量。l常用方法：1）标准木法；2）回归估计法；3）生物量表法。幻灯片19红松生物量预估模型举例：lWS=0.03019D1.32.67945lWS=0.030190(D1.32H)0.87542l相容性模型：lWL=37.9749D0.2173V-20.4105D0.3463VlWB=20.4105D0.3463VlWS=382.6716VlW上=WS+37.9749D0.2173V