中国西南地区森林生物量及生产力研究综述.docx

1、中国西南地区森林生物量及生产力研究综述中国西南地区森林生物量及生产力研究综述作者：吴鹏 丁访军 陈骏来源：湖北农业科学2012年第08期摘要：在参考前人大量的研究结果基础上，按不同林分类型和林分起源对中国西南地区 （云南省、贵州省、四川省、重庆市） 的森林生物量和净生产力进行了总结概述。结果显示，西南地区的森林生物量为 ；若按不同的林分类型来划分，则阔叶林的森林生物量（ ） 大于针叶阔叶混交林 （ ）和针叶林（ ） 的；若按不同的林分起源进行划分，则天然林的森林生物量 （ ） 大于人工林 （ ） 的。西南地区的森林净生产力为 （），若按不同的林分类型来划分，则阔叶林的森林净生产力 （）大于针叶

2、林的 （） 和针叶阔叶混交林的 （）；若按不同的林分起源进行划分，则天然林的森林净生产力 （）大于人工林的 （）。同时对研究中发现的一些问题及以后的研究方向进行了讨论与展望。关键词：森林；林分类型；林分起源；生物量；生产力；中国西南地区中图分类号：；文献标识码：文章编号：0439全球性的温室效应、气候变暖等生态环境问题正在严重威胁着人类生存与社会经济的可持续发展，已成为全世界共同关注的焦点问题之一。森林是陆地生态系统的主体，在全球碳循环中具有重要的作用和地位；生物量的测定是研究森林生态系统生产力和自然界环境要素循环的基础工作，森林生产力作为陆地碳循环的重要组成部分，是判定森林碳源（汇）和调节生

3、态过程的主要因子。森林生物量和生产力特征是森林生态系统结构和功能的最基本要素之一，并且生态系统的能量和营养元素循环的研究首先也依赖于生物量和生产力的数据。森林的生物量积累和生产力发展是生态系统发展的根本动力，所以森林生物量和生产力的动态决定着森林生态系统的变化，因此森林生物量和生产力动态对人类进行森林的管理与利用也就具有重要的参考价值；考虑到森林及其变化对陆地生物圈的重要性，推算森林生物量和生产力便成为生态学和全球气候变化研究的重要内容之一，同时还可为系统研究森林植被碳库及其变化提供基础数据。在充分总结前人研究结果的基础上，课题组对中国西南地区（云南省、贵州省、四川省、重庆市）森林的主要优势树

4、种林型的生物量和生产力进行了汇总，旨在为该地区的森林生产力监测与评价提供基础数据支撑，为森林净生产力有关的信息查询、分析评价、辅助决策等提供综合服务。森林净生产力概念及计算方法净生产力指单位土地面积上、单位时间内有机物的净生产量。用净生产力确定林分的总生产量比较困难，所以在研究评价林分的净生产力时，往往采用其年净生物量作为衡量指标，即求算现有林分的年生长量、植物凋落和枯损的量、被采食（伐）量三者之和。但因后两者的量值很小，以往的研究几乎都将其忽略，因此所计算的森林年净生物量要比实际情况略低一些。森林年净生物量计算公式为：（）；式中，为森林单位面积现存的生物量，为单位时间前森林单位面积的生物量，

5、为从到的时间跨度（单位：年）；若为，则森林年净生物量为年的平均净生产量（），否则为连年净生物量。西南地区森林生物量和净生产力西南地区森林生物量和净生产力研究现状本研究收集了中国西南地区（云南省、贵州省、四川省、重庆市）自年以来，在森林生物量和净生产力研究领域里发表的相关研究结果，包括针叶林、针叶阔叶混交林、阔叶林的生物量和净生产力，并对其进行了整理、分析、汇总，其中涉及的树种有辐射松（ ）、云南松（ ）、海南五针松（ ）、油松（ ）、华山松（ ）、马尾松（ ）、思茅松 （）、高山松（ ）、日本落叶松 （）、红杉（ ）、峨眉冷杉 （）、长苞冷杉（ ）、云南紫果冷杉 （ ） 、杉木 （）、云杉（

6、）、紫果云杉（ ）、油麦吊云杉 （） （）、墨西哥柏（ ）、柏木（ ）、桤木（ ）、黄背栎（ ）、辽东栎（ ）、灰背栎（ ）、桦木（ ）、红桦（ ）、黄毛青冈 （）、杜鹃（ ）、杜仲（ ）、楠木（ ）、光果西南杨 （） （ ） 、连香树（ ）、竹（）、刺楸 （） 、赤桉（ ）、元江栲（ ）、短刺栲（ ）、木果石栎 （）等；其中针叶林的各树种生物量和净生产力汇总情况见表，针叶阔叶混交林的各树种生物量和净生产力汇总情况见表，阔叶林的各树种生物量和净生产力汇总情况见表。西南地区森林生物量和净生产力资料汇总综合表、表、表结果进一步汇总可以得出，中国西南地区的森林生物量为 ，其中乔木层生物量为 ，乔木层

7、、灌木层、草本层和枯落物层所占总生物量的比例分别为、和；森林净生产力为 （），其中乔木层净生产力为 （），乔木层、灌木层、草本层所占总净生产力的比例分别为、和。不同林分类型的生物量和净生产力若按林分类型来划分，则中国西南地区（云南省、贵州省、四川省、重庆市）的森林生物量和净生产力汇总情况见表，由表可知，各林分总生物量的大小顺序为阔叶林总生物量、针叶阔叶混交林总生物量、针叶林总生物量。针叶林的林分总生物量为 ，其中乔木层的生物量为 ，占针叶林林分总生物量的，灌木层、草本层和枯落物层的生物量分别占针叶林林分总生物量的、和。阔叶林的林分总生物量为 ，其中乔木层的生物量为 ，占阔叶林林分总生物量的，灌

8、木层、草本层和枯落物层的生物量分别占阔叶林林分总生物量的、和。针叶阔叶混交林的林分总生物量为 ，其中乔木层的生物量为 ，占针叶阔叶混交林林分总生物量的，灌木层、草本层和枯落物层的生物量分别占针叶阔叶混交林林分总生物量的、和。从表4还可知，各林分的总净生产力大小顺序为阔叶林总净生产力、针叶林总净生产力、针叶阔叶混交林总净生产力。针叶林的林分总净生产力为 （），其中乔木层的净生产力为 （），占针叶林林分总净生产力的 ，灌木层和草本层的净生产力分别占针叶林林分总净生产力的和。阔叶林的林分总净生产力为 （），其中乔木层的净生产力为 （），占阔叶林林分总净生产力的，灌木层和草本层的净生产力分别占阔叶林林

9、分总净生产力的和。针叶阔叶混交林的林分总净生产力为 （），其中乔木层的净生产力为 （），占针叶阔叶混交林林分总净生产力的，灌木层和草本层的净生产力分别占针叶阔叶混交林林分总净生产力的和。不同林分起源的生物量和净生产力若按林分起源来划分，则中国西南地区（云南省、贵州省、四川省、重庆市）的森林生物量和净生产力汇总情况见表，由表可知，天然林的林分总生物量大于人工林的。天然林的林分总生物量为 ，其中乔木层的生物量为 ，占天然林林分总生物量的，灌木层、草本层和枯落物层的生物量分别占天然林林分总生物量的、和%；人工林的林分总生物量为 ，其中乔木层的生物量为 ，占人工林林分总生物量的，灌木层、草本层和枯落物

10、层的生物量分别占人工林林分总生物量的、和。各林分的天然林总净生产力也大于人工林的。天然林的林分总净生产力为 （），其中乔木层的净生产力为 （），占天然林林分总净生产力的，灌木层和草本层的净生产力分别占天然林林分总净生产力的和；人工林的林分总净生产力为 （），其中乔木层的净生产力为 （），占人工林林分总净生产力的，灌木层和草本层分别占人工林林分总净生产力的和。西南地区森林生物量和净生产力影响因素谷晓平等研究了近年来的气候变化对云南省、贵州省、四川省和西藏自治区部分地区植被净初级生产力的影响，结果表明，这些地区总植被净初级生产力的空间分布与降水量呈显著的正相关，与海拔高度呈显著的负相关；从年际变化

11、来看，这些地区总植被净初级生产力有上升趋势；蒙吉军等也对近年来西南喀斯特地区（云南省、贵州省、广西壮族自治区）植被变化对气候变化的响应进行了研究，其结果表明，植被指数年际变化与气候因子年际变化的相关系数区域差异比较明显，世纪年代以来，西南喀斯特地区植被覆盖度和净初级生产力总体均呈增加的趋势，但差异不显著。王兆礼等对珠江流域（云南省、贵州省、广西壮族自治区、广东省）植被净初级生产力及其时空格局进行了研究，结果表明，受气候和土地利用变化的影响，近年来珠江流域植被净生产力整体上呈现减少的趋势，单位面积减少了约，不过差异不显著；这个结果同谷晓平等56和蒙吉军等57的研究结果存在一定的差异，其产生的原因

12、可能是由于行政区划范围的不同造成的。杨亚梅等和王玉娟等分别研究了季节变化对贵州省植被净初级生产力的影响，前者研究结果表明，在年期间，春季和秋季的植被净生产力都呈显著增加的趋势，而夏季和冬季的植被净生产力都呈减少的趋势，春季是植被净生产力增加速率最快的季节，夏季是植被净生产力减少速率最快的季节；后者研究结果表明，植被的净生产力大小顺序为春季净生产力、秋季净生产力、冬季净生产力。小结）在总结前人大量研究结果的基础上，将西南地区（云南省、贵州省、四川省、重庆市）的森林生物量和净生产力按不同林分类型和林分起源进行了总结概述，结果显示，该地区的森林生物量为 ，净生产力为 （），这比于维莲等的研究结果广西

13、壮族自治区、云南省、贵州省、四川省、重庆市、湖南省，年平均总森林生物量为 ，净生产力 （）和方精云等的研究结果云南省、贵州省、四川省，森林生物量为 ，净生产力为 （）稍高；就是按不同林分起源来划分，同于维莲等的研究结果天然林林分生物量为 、人工林林分生物量为 ，天然林林分净生产力为 （）、人工林林分净生产力为 （）也存在一些差异。产生以上差异的原因可能是所选参考文献的范围、年限等不一致造成的，也可能是计算方法上的差异造成的，其具体原因还有待进一步深入查找分析。）在查阅大量文献资料的基础上，笔者发现不同林分类型乔木层的净生产力及灌木层、草本层的净生产力计算方法差异较大，主要是在林龄的确定上没有一

14、个统一的标准。丁贵杰等认为，林龄、年的马尾松林分松针叶龄应分别取、和年；吴兆录等对林龄和年的高山松林分松针叶龄取的则是年；宿以明等对年生的峨眉冷杉林分针叶叶龄取的是年，林内灌木层和草本层林龄分别取的是年和年，而在“川西采伐迹地早期植被生物量与生产力动态初步研究”一文中，草本层的年龄取的则是年；潘攀等在对杜仲人工林生产力研究中，草本层的林龄取的则是林分年龄年；江洪等对云南松林分松针叶龄取的是林分年龄年等。基于以上种种差异，笔者认为有必要对其进行更深入的研究，根据不同林龄、不同林分类型等来划分，统一其林龄或叶龄取舍及其计算方法。）本研究共收集了有关西南地区（云南省、贵州省、四川省、重庆市）森林生物

15、量和净生产力相关文献60篇，但针对针叶阔叶混交林生物量和净生产力的研究文献仅有篇，60篇文献中只有篇的林分净生产力包括了枯落物，其他的文献则没有。基于此，笔者认为，今后对针叶阔叶混交林林分的生物量和净生产力、林分枯落物的净生产力研究还有待进一步拓展。另外，收集的60篇相关文献中，有多达4篇是年以前发表的，由此可反映出西南地区（云南省、贵州省、四川省、重庆市）森林净生产力的相关研究还是相对滞后的。参考文献： 方精云 中国森林生产力及其对全球气候变化的响应 植物生态学报，（）： 刘彦春，张远东，刘世荣，等 川西亚高山针阔混交林乔木层生物量、生产力随海拔梯度的变化 生态学报，（）： 刘彦春，张远东，

16、刘世荣 川西亚高山次生桦木林恢复过程中的生物量、生产力与材积变化 生态学报，（）： 郑征，刘宏茂，刘伦辉，等 西双版纳原始热带季节雨林生物量的研究 广西植物，（）： 夏焕柏 茂兰喀斯特植被不同演替阶段的生物量和净初级生产力估算 贵州林业科技，（）： 何海，乔永康，刘庆，等 亚高山针叶林人工恢复过程中生物量和材积动态研究应用生态学报，（）： 罗辑，杨忠，杨清伟贡嘎山森林生物量和生产力的研究 植物生态学报，（）： 丁贵杰，王鹏程 马尾松人工林生物量及生产力变化规律研究.不同林龄生物量及生产力 林业科学研究， ， （1）： 潘攀，慕长龙，牟菊英，等 辐射松人工幼林生物量和生产力研究 四川林业科技，（

17、）： 宿以明 日本落叶松人工林生物量和生产力的研究四川林业科技，（）： 江洪，林鸿荣飞播云南松林分生物量和生产力的系统研究 四川林业科技，（）： 张家贤，袁永珍 海南五针松人工林林分生物量的研究 植物生态学与地植物学学报，（）： 周世强，黄金燕 四川红杉人工林林分生物量和生产力的研究 植物生态学与地植物学学报，（）： 宿以明，刘兴良，向成华 峨眉冷杉人工林林分生物量和生产力研究 四川林业科技，（）： 鄢武先，宿以明，刘兴良，等 云杉人工林生物量和生产力的研究 四川林业科技，（）： 潘攀，李荣伟，向成华，等 墨西哥柏人工林生物量和生产力研究 长江流域资源与环境，（）： 杨洪国 长江上游柏木人工林

18、林分生物量研究四川林勘设计，（）： 王江 桤柏混交幼林群落特征及生物量调查四川林业科技，（）： 杨韧，邓朝经，覃模昌，等 川中丘陵区柏木人工林生物量的测定 四川林业科技， ，（）： 江洪 紫果云杉天然中龄林林分生物量和生产力的研究 植物生态学与地植物学学报，（）： 马明东，江洪，罗承德，等 四川西北部亚高山云杉天然林生态系统碳密度、净生产量和碳贮量的初步研究 植物生态学报，（）： 江洪，朱家骏 云杉天然林林分生物量和生产力的研究 四川林业科技，（）： 张治军，王彦辉，袁玉欣，等 马尾松天然次生林生物量的结构与分布 河北农业大学学报，（）： 吴兆录，党承林 云南普洱地区思茅松林的生物量 云南大学

19、学报（自然科学版），（）： 吴兆录，党承林云南普洱地区思茅松林的净第一性生产力 云南大学学报（自然科学版），（）： 吴兆录，党承林 云南昌宁县思茅松林的生物量和净第一性生产力 云南大学学报（自然科学版），（）： 石培礼，钟章成， 李旭光 四川桤柏混交林生物量的研究 植物生态学报，（）： 吴兆录，党承林，王崇云，等 滇西北高山松林生物量的初步研究 云南大学学报（自然科学版），（）： 吴兆录，党承林，王崇云，等 滇西北高山松林净第一性生产力的初步研究 云南大学学报（自然科学版），（）： 党承林，吴兆录 黄毛青冈群落的生物量研究 云南大学学报（自然科学版），（）： 党承林，吴兆录 黄毛青冈群落的净第

20、一性生产力研究 云南大学学报（自然科学版），（）： 党承林，吴兆录，王崇云，等 云南中甸长苞冷杉群落的生物量和净生产力研究 云南大学学报（自然科学版），（）： 吴兆录，党承林，和兆荣，等 滇西北油麦吊云杉林生物量的初步研究 云南大学学报（自然科学版），（）： 吴兆录，党承林，和兆荣，等 滇西北油麦吊云杉林净第一性生产力的初步研究云南大学学报（自然科学版），（）： 潘攀，李荣伟，覃志刚，等杜仲人工林生物量和生产力研究 长江流域资源与环境，（）： 马明东，江洪，杨俊义 四川盆地西缘楠木人工林林分生物量的研究 四川林业科技，（）： 彭培好，彭俊生，王成善，等 川西高原光果西南杨人工林生物量及生产力的研究 林业科技，（）： 刘文耀 昆明北郊水源保护区圣诞树人工林林分生物量及生产力的研究 广西植物，（）： 孔维静，郑征 岷江上游茂县退化生态系统及人工恢复植被地上生物量及净初级生产力研究 山地学报，（）： 方向京，李贵祥，张正海 滇东北不同退耕还林类型生物生产量及水土保持效益分析 水土保持研究，（）： 林伟宏，陈克明，刘照光 川西南干热河谷赤桉人工林生物量和营养元素含量 山地研究，（）： 宿以明，慕长龙，潘攀，等 岷江上游辽东栎天然次生林生物量测定 南京林业大学学报（自然科学版）， ， （）： 吴兆录，党承林，和兆