第11章 森林生物量的測(cè)定課件

第11章森林生物量的測(cè)定

內(nèi)容提要基本概念樹(shù)木生物量的測(cè)定林分生物量的測(cè)定第11章森林生物量的測(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)；第11章森林生物量的測(cè)定一、基本概念總初級(jí)生產(chǎn)力(GrossPrimaryproductivity,GPP)：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)總量。凈初級(jí)生產(chǎn)力(NetPrimaryproductivity,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：g·m-2·a-1

森林生物量(ForestBiomass)：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(chēng)現(xiàn)存量（StandingCropBiomass）。用干物質(zhì)重量來(lái)表示，單位：kg／hm2

、g／m2

。森林生產(chǎn)量(ForestProduction)：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(chēng)為總第一性生產(chǎn)量。第11章森林生物量的測(cè)定二、樹(shù)木生物量的組成樹(shù)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(shù)干（WS）、樹(shù)枝（WB）、樹(shù)葉（WL）和花、果的重量等。喬木層中的生物量以樹(shù)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、苔蘚植物、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。第11章森林生物量的測(cè)定二、樹(shù)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(shù)高（h）、枝下高（hb）、冠長(zhǎng)（CL）、冠幅（CW）、冠長(zhǎng)率（CR％）、樹(shù)冠圓滿(mǎn)度（＝CW/h）、樹(shù)冠投影比（＝CW/D）第11章森林生物量的測(cè)定三、鮮重與干重鮮重：樹(shù)體在自然狀態(tài)下含水時(shí)的重量氣干重：樹(shù)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(shù)體內(nèi)大部分水時(shí)的重量。干重（絕干重）：樹(shù)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103℃±2℃，經(jīng)6小時(shí)左右，取出稱(chēng)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(chēng)重，直到絕干狀態(tài)（恒重）。干重比（Pw）：

通過(guò)干重比把鮮重?fù)Q算成絕干重。含水率（P）：第11章森林生物量的測(cè)定樹(shù)體含水率變化干重比（PW）與含水率成反比關(guān)系縱向：樹(shù)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(shù)種不同含水率也不同。在取樣時(shí)要分別樹(shù)干的不同部位取樣來(lái)測(cè)定干重比（PW）或含水率。第11章森林生物量的測(cè)定四、葉面積測(cè)定1）闊葉樹(shù)：葉片大、形狀不規(guī)則?？刹捎眉す猓ɑ蚬怆姡┤~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acm的打孔器測(cè)100個(gè)acm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)木的葉鮮重×樣葉面積/樣葉鮮重第11章森林生物量的測(cè)定四、葉面積測(cè)定2)針葉樹(shù)：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：S＝3al第11章森林生物量的測(cè)定第二節(jié)樹(shù)木生物量的測(cè)定

全部稱(chēng)重法：這種方法是測(cè)定樹(shù)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(shù)木伐倒，摘除全部枝、葉，分別稱(chēng)其樹(shù)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。第11章森林生物量的測(cè)定一、樹(shù)干重量的測(cè)定樹(shù)干鮮重在野外采用全部稱(chēng)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(shù)干解析）把樹(shù)干分成若干段，并截取圓盤(pán)。測(cè)定各區(qū)分段和每個(gè)圓盤(pán)的鮮重。樹(shù)干鮮重＝各區(qū)分段重＋園盤(pán)＋梢頭將所有圓盤(pán)裝入塑料袋取回，在室內(nèi)從各圓盤(pán)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(pán)的干重，并計(jì)算各園盤(pán)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(shù)干的干重。第11章森林生物量的測(cè)定二、枝、葉生物量的測(cè)定

樹(shù)木的枝條分1年生和多年生枝。樹(shù)葉因所在樹(shù)冠部位（上、中、下）不同，其含水率不同；落葉樹(shù)的葉齡為1年，但常綠樹(shù)的葉齡不同，其含水率不同。樹(shù)木枝與葉生物量的測(cè)定方法：全數(shù)調(diào)查法、標(biāo)準(zhǔn)枝法、回歸法。第11章森林生物量的測(cè)定（一）全數(shù)調(diào)查法將樹(shù)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

≠WL＋WB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(shù)木的枝葉相混；5）測(cè)定工具、精度和計(jì)量單位要一致。第11章森林生物量的測(cè)定（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(shù)冠分上、中、下三層，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3－5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(shù)木的枝重與葉重。

第11章森林生物量的測(cè)定（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(shù)枝。測(cè)定方法：1）將樹(shù)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)，選取抽取3－5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(shù)木的枝重與葉重。

枝量：葉量：第11章森林生物量的測(cè)定（三）回歸估計(jì)法分別每株樹(shù)建立葉量（WL

）、枝量（WB

）與基徑（d0）和枝長(zhǎng)（l）的回歸模型：第11章森林生物量的測(cè)定三、樹(shù)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(shù)根挖出。分層(0—30—50—100cm)，邊挖邊揀出全部根系，不要草根。按粗度分級(jí)(<0.2cm為細(xì)根：0．2—0.5為小根，0．5—2．Ocm為中根；2．0—5．Ocm為大根；>5cm為粗根)，分別稱(chēng)其鮮重，并取樣供烘干用。根樁部分單獨(dú)稱(chēng)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11章森林生物量的測(cè)定第三節(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）生物量表法。第11章森林生物量的測(cè)定紅松生物量預(yù)估模型舉例：WS=0.03019