杉木人工林生物量估算模型的选择

采用11种形式的生物量模型,分别对杉木幼龄林（7年生）、中龄林(16年生)、成熟林(28年生)和不分林龄的单木各器官和全株生物量进行拟合,共得到生物量估算模型308个.结果表明: 11种生物量模型均能较好地模拟杉木单木生物量,其中幂函数模型的拟合效果最优,其次为指数模型,然后为多项式模型;共选出估算杉木幼龄林、中龄林和成熟林各器官和全株生物量的最优模型21个（包括18个器官模型、3个全株模型）,不分林龄的杉木单木各生物量的最优模型7个（包括6个器官模型、1个全株模型）,均为幂函数模型;不同林龄的杉木单木生物量最优模型的通用性较差,而不分龄林的杉木单木生物量最优模型具有一定的通用性,精度较高,可用于估算不同林龄的杉木单木生物量.应用福建邵武杉木单木生物量模型对江西28年生的杉木成熟林单木各生物量的预测结果显示,不分林龄的大样本生物量模型精度较高,可在较大范围内应用,而区域小样本模型仅限于在区域小范围内应用.     

鼎湖山马尾松林群落生物量生产对人为干扰的响应

通过处理 (根据当地习惯收割凋落物和林下层 )和保护 (无任何人为干扰 )样地的比较 ,在 10 a时间里研究了鼎湖山生物圈保护区马尾松 (Pinus massoniana)林群落生物量生产对人为干扰的响应。 1990～ 1995年 ,由于人为干扰活动而直接从处理样地取走的有机质总量为 2 1.2 1t/hm2 。 1990～ 2 0 0 0年 ,保护样地林下层生物量以 34%～ 5 3%的年增长速率从 2 .2 3t/hm2 逐年提高 ,至 1995年达到高峰 (11.10 t/hm2 ) ,之后因与乔木层马尾松生长竞争原因而下降至 9.4 4 t/hm2 ;地表凋落物主要来源于林下层植物且地表凋落物量变化与林下层生物量变化相类似。在整个试验过程 ,尽管保护样地和处理样地乔木层马尾松个体总数均随时间而减少 ,但它们的总生物量则随时间而增加且其增加的速率随时间和样地不同而异。 1990～ 1995年 ,保护样地总生物量增加了 38.3% (从 81.2 t/hm2增至 112 .3t/hm2 ) ,较处理样地 (收获林下层和凋落物 )总生物量增加的百分比高 4 .7个百分点 (33.6 % ,从 98.8t/hm2增至 132 .0 t/hm2 )。然而 ,1995～ 2 0 0 0年 ,保护样地总生物量增加的百分比为 2 9.1% (从 112 .3t/hm2 增至 14 5 .0 t/hm2 ) ,较处理样地 (1995～ 2 0 0 0年也停止人为干扰 )增加的百分比却低 3.2个百分点 (32 .3% ,从 13     

单木生物量模型估计区域尺度生物量的不确定性

采用系统抽样体系江西省固定样地杉木连续观测数据和生物量数据,通过Monte Carlo法反复模拟由单木生物量模型推算区域尺度地上生物量的过程,估计了江西省杉木地上总生物量。基于不同水平建模样本量n及不同决定系数R~2的设计,分别研究了单木生物量模型参数变异性及模型残差变异性对区域尺度生物量估计不确定性的影响。研究结果表明:2009年江西省杉木地上生物量估计值为(19.84±1.27)t/hm~2,不确定性占生物量估计值约6.41%。生物量估计值和不确定性值达到平稳状态所需的运算时间随建模样本量及决定系数R~2的增大而减小;相对于模型参数变异性,残差变异性对不确定性的影响更小。     

贵州普定喀斯特次生林乔灌层地上生物量

生物量是植物群落最重要的特征之一, 也是研究生态系统基本过程和功能的重要参数。我国西南喀斯特山地次生林是退化生态系统恢复过程中的重要阶段, 其生境特殊, 乔灌层种类繁杂且生长形态多样, 物种间体积质量密度差异悬殊, 生物量测定极为困难。所以, 有关其生物量的基础资料极为缺乏。该文根据对普定喀斯特生态站的窄叶石栎(Lithocarpus confinis)+云南鼠刺(Itea yunnanensis)林、圆果化香(Platycarya longipes)+云南鼠刺林、圆果化香+槲栎(Quercus aliena)林3个主要次生森林类型的样地调查资料, 采用样木回归模型法和收获法, 研究了群落乔灌层地上生物量及其分配格局。利用172株样木数据建立了圆果化香、窄叶石栎、云南鼠刺、刺楸(Kalopanax septemlobus)、安顺润楠(Machilus cavaleriei)、槲栎、香叶树(Lindera communis)、川钓樟(Lindera pulcherrima var. hemsleyana)、异叶鼠李(Rhamnus heterophylla)、倒卵叶旌节花(Stachyurus obovatus)、薄叶鼠李(Rhamnus leptophylla)、贵州花椒(Zanthoxylum esquirolii)、竹叶椒(Zanthoxylum planispinum)、铁仔(Myrsine africana)和刺异叶花椒(Zanthoxylum dimorphophyllum var. spinifolium)15个主要树种的分种生物量回归模型。同时, 利用这些样木建立了3个不同胸径(D)组(D＜1 cm、1 cm≤D≤5 cm和D>5 cm)的生物量回归模型。通过进一步分种和分组的计算得出: 这3个次生乔木林的乔灌层地上生物量分别为85.6×10³、65.3×10³和115.2×10³ kg·hm^-2; 层次分配上, 3个样地的乔木层地上生物量占绝对优势, 分别约占乔灌层地上生物量的98.5%、96.6%和99.0%; 径级分配上, 3个样地的生物量主要集中在大径级(D≥10 cm)的个体上; 物种分配上, 3个样地的生物量排序前10位的物种分别约占乔灌层地上生物量的99.3%、97.3%和99.0%, 并集中分配在少量优势树种中。     

杉木林采伐迹地撂荒后植被恢复早期的生物量与养分积累

撂荒是传统杉木经营制度中的重要内容 ,其目的是通过植被的自然演替来恢复土壤肥力 ,从而实现杉木人工林的可持续经营。通过对湖南会同杉木人工林采伐迹地撂荒后 1～ 5 a内的植被生物量和养分积累的定位观测 ,重点分析撂荒后植被恢复过程中植物生长对策和植物养分积累在杉木人工林可持续经营中的作用。结果表明 :会同杉木林采伐迹地撂荒后的 1～ 4a为草本植物阶段 ,五节芒 ( Misocanthusfloridu-lus)、荩草 ( Arthraxon hispidus)、一年蓬 ( Erigeron annuus)为优势种 ,5 a后进入灌木植物阶段 ,阳性喜光树种占绝对优势 ,且植物的树高生长分化明显 ,大于 3m的树高等级中拟赤杨 ( Alniphyllum fortunei)和小果冬青 ( Ilex micrococca)占有最大的比例 ,在 2～ 3m的高度等级中枫香 ( Liquidambar formosana)、苦楝( Melia azedarach)、山苍子 ( Litsea cubeba)等植株数量最多。植被总生物量从 1 .798t/hm2 增加到 1 6.2 35 t/hm2 ,其中灌木层生物量为 1 .0 4 8～ 7.773t/hm2 ,草本植物生物量为 0 .75～ 6.92 9t/hm2 ,第 5年植被系统的年生产力为 4.1 8t/( hm2 ·a) ,接近 7a生第 2代杉木林年平均生产力。撂荒 2 a后植被系统就开始产生枯落物 ,随植被恢复时间增加死地被物生物量从 0 .892 t/hm2 增加到 2 .0     

贵州省森林生物量及其空间格局

利用1996—2000年贵州省森林资源连续清查5500个样地的资料,依据主要森林类型蓄积量-生物量的转换函数估算贵州省各种林地的生物量,分析其空间分布格局,以及喀斯特和非喀斯特地貌上森林生物量的差异.结果表明:贵州省林地和非林地乔灌木的总生物量为3.51×108 t,其中非喀斯特林木占82%,喀斯特林木占18%.不同林地类型的生物量存在差异,林分生物量最高,占总林地生物量的71.4%.喀斯特林地总生物量明显低于非喀斯特林地.不同优势种(组)中,杉木林总生物量最高,达5.38×107 t,硬阔类为4.99×107 t,马尾松、云南松及栎类在2.87×107～3.54×107 t,柏木和软阔叶类分别为1.52×107 t和1.43×107 t,其他优势种(组)均低于1.0×107 t.行政区划上,黔东南州的林地总生物量(9.83×107 t)和林分生物量(5.88×107 t)为遵义、铜仁和黔南地区的2～3倍,且远高于黔西南、毕节、贵阳、安顺和六盘水地区(总生物量为0.53×107～1.85×107 t,林分生物量为0.16×107～0.86×107t).高生物量(>400 t·hm-2)和中高生物量密度(100...     

中国南方3种主要人工林生物量和生产力的动态变化

基于中国南方杉木、马尾松、桉树3种主要人工林的幼龄林、中龄林、近熟林、成熟林、过熟林5个不同年龄各3块1000 m2样地(共计45块)的建立和调查,采用样木回归分析法(乔木层)和样方收获法(灌木层、草本层、地上凋落物)获取不同林型不同林龄径级样木和其它基本数据,探讨了3种人工林各组分各层次林分生物量和生产力的分配特征及随林龄的变化规律,结果表明,林分生物量和生产力与林龄密切相关,增长模型的拟合度均较高,相关显著;杉木、马尾松、桉树人工林的生物量随林龄的增长呈增加趋势,成熟林的生物量分别为192.30、191.53、105.77 Mg/hm2,其中活体植物分别占95.76%—98.39%、75.01%—99.14%、85.60%—97.61%;生物量的层次分配乔木层占绝对优势,并随年龄而增加,其它层次所占比例较小,总体趋势为凋落物草本层灌木层;乔木层的器官分配以干所占比例最高,杉木、马尾松、桉树分别占54.89%—75.97%、49.93%—83.10%、51.07%—98.48%,随年龄的增加而增加,根的比例次之,枝叶所占比例较小,随林龄而下降;灌木层器官分配以枝的相对生物量较大,草本层的地上和地下分配规律不明显;与其它森林类型相比,杉木和马尾松的生物量处于中上游水平,桉树的生物量较低,但3种人工林的生产力均很高,分别为12.37、8.98、21.10 Mg hm-2a-1,均是光合效率高、固碳潜力大的中国南方速生丰产优良造林树种。     

广西主要树种(组)异速生长模型及森林生物量特征

基于广西11类主要树种(组)5个龄组(245株样木、345块样地)的生物量实测调查,建立了各树种(组)的生物量优化异速生长模型,探讨广西森林生态系统总生物量及不同森林类型、不同龄组、不同层次的生物量组成与分配。结果表明:(1)广西11类树种(组)叶、枝、干、根、全株生物量(除了杉树叶、桉树叶生物量)、地上-地下、胸径-树高的优化回归模型均为幂函数,经t检验均达到显著水平(P0.05),其中11类树种(组)以全株生物量的模拟效果最好;(2)广西森林总生物量为1425.37 Tg,平均生物量为105.36 Mg/hm2,各森林类型总生物量为松树林(366.14 Tg)硬阔(291.08 Tg)软阔(239.75 Tg)石山林(165.51 Tg)杉木林(164.01 Tg)桉树林(99.55 Tg)栎类(46.34 Tg)八角林(20.21 Tg)油茶林(19.59 Tg)竹林(13.19 Tg),均随年龄的增加而增加,各层次生物量均以乔木层占绝对优势,所占比例为78.30%—97.47%,各龄组地上生物量均大于地下生物量;(3)考虑统计学与实际应用之间的平衡及异速生长模型的可解释量、回归系数的显著性,以胸径为变量的生物量模型能有效估算广西主要树种(组)各器官及总生物量;(4)优化筛选的广西各树种(组)的地上-地下优化异速生长模型及推算的地上-地下生物量比,对于估计广西森林地下生物量具有重要参考价值。     

浙江省常绿阔叶生态公益林生物量

由解析木资料用维量分析法建立浙江省各地区样木的D2H与地上生物量(B)的回归方程在浙江全省具有普适性。根据模型及样地调查结果发现50林龄前的浙江省常绿阔叶生态公益林群落生物量基本随林龄线性增加。与其他同区域的类似林型比较发现,常绿阔叶林在80林龄前群落生物量与林龄正相关,100a后则增长十分缓慢。根据浙江省公益林大多为幼中龄林的现状,预测当前的常绿阔叶林生物量在未来30a中将呈线性增加。随着多幼中龄林的常绿阔叶生态公益林的发展成熟,我省森林将是一个潜在的巨大碳汇。与针阔混交生态公益林比较,常绿阔叶生态公益林生物量在10~25a阶段没有明显优势,到25~50a则明显高于针阔混交生态公益林。由此可见亚热带的地带性植被常绿阔叶林作为生态公益林在碳积累方面具有优势。常绿阔叶林作为高碳储量森林,将会是浙江省甚至整个亚热带东部地区的森林碳储量的主要贡献者。     

西双版纳橡胶林的生物量及其模型

利用30株不同年龄和径阶的橡胶树样木数据,建立了以胸径(D)和胸径的平方乘以树高(D2H)为自变量的生物量回归模型.根据所建立的生物量回归模型,推算了15个1000 m2不同林龄橡胶林的生物量,并分析了其组成和分配特征及不同林龄生物量的变化趋势.林分的总生物量随林龄而增加,7、13、19、25和47年生橡胶林生物量分别为23.98、66.90、150.37、171.12和250.21 t·hm-2.生物量的器官分配以干材所占的比例最大,占50%以上,并随林龄而递增;枝生物量所占比例也随着林龄的增加而增大;叶和根的生物量所占比例则随林龄呈下降趋势.橡胶林生物量远低于本地区的热带季节雨林和石灰山季雨林,但高于本地区的热带次生林及其他热带地区年龄相近的人工林.     

基于地统计学和CFI样地的浙江省森林碳空间分布研究

基于浙江省2009年CFI固定样地数据、森林资源规划设计调查林相图,利用地统计学方法对浙江省森林碳空间分布进行了模拟分析。结果表明,CFI固定样地数据用于省域范围的森林碳汇空间特征研究是合适的。数据显示,浙江森林植被平均碳密度为22.07Mg/hm2;与四川、福建、海南等地相比,平均碳密度较低。受人类活动、自然环境等因素影响,浙江省森林碳分布主要表现为:总体上森林碳密度空间变化趋势自西向东逐渐降低,与自然空间(海拔、地势等)趋势一致。基于地统计学和CFI固定样地,对省域范围的森林资源空间分布的研究,可以为省域森林碳汇管理提供依据,为我国特别是亚热带南方集体林区利用国家CFI数据进行大区域同类研究提供借鉴。     

Biomass Expansion Factors of Natural Japanese Red Pine (<Emphasis Type="Italic">Pinus densiflora</Emphasis>) Forests in Korea

Biomass expansion factors, which convert the timber volume (or dry weight) to biomass, are used to estimate the forest biomass and account for the carbon budget at the national or regional level. This study estimated the biomass conversion and expansion factors (BCEF), root to shoot ratio (R), biomass expansion factors (BEF) of natural Japanese Red Pine (Pinus densiflora Sieb. et Zucc.) forests based on direct field measurements and publications in Korea. This study attempted to fit the non-linear relationships between the biomass expansion factors (BCEF and BEF) and main stand factors [stand age, tree height, and diameter at breast height (DBH)]. The relationship between BEF and each main stand factor was expressed as a simple logarithmical equation. The BCEF was also expressed as a logarithmical equation of the tree height, DBH, and stand volume, whereas there was no significant relationship between BCEF and stand age. The mean value for BCEF, BEF, and R was 0.5821 Mg m⁻³ (n = 22, SD = 0.1196), 1.4465 (n = 22, SD = 0.2905), and 0.2220 (n = 17, SD = 0.0687), respectively. The values of the biomass expansion factors in this study may indicate much representativeness to estimate forest biomass in natural Japanese Red Pine forests of Korea than the default values given by the IPCC (2003, 2006).     

桂东不同林龄马尾松人工林的生物量及其分配特征

根据5a、15a、21a、32a、60a生的5个不同林龄的15块1 000m2样地(3次重复)调查资料,利用21株不同年龄和径阶的马尾松样木数据,建立以胸径(D)为单变量的生物量回归方程.采用样木回归分析法(乔木层)和样方收获法(灌木层、草本层、地上凋落物)获取不同林龄马尾松人工林的生物量,并分析了其组成、分配特征及不同林龄生物量的变化趋势.结果表明:(1)林分的总生物量随林龄而增加,5a、15a、21a、32a和60a生马尾松人工林生物量分别为15.03、125.93、183.51、191.53、405.31 Mg/hm2,其中活体植物占75.01％～94.19％,地上凋落物占0.86％～24.99％.(2)层次分配方面乔木层占绝对优势,占90.20％～98.35％,且随林龄的增加而增大,其次为地上凋落物,占0.86％～24.99％;草本层和灌木层生物量较小,分别占0.47％～34.85％和0.32％～27.00％,均随林龄的增加呈递减趋势.(3)乔木层器官分配以干所占比例最高,占49.93％～83.10％,且随林龄而增加;根相对比较稳定,占6.97％～12.82％;枝、叶分别占11.75％～14.83％、1.33％～23.65％,均随林龄增大而下降.灌木层器官分配除幼龄林为根＞枝＞叶,其余的均呈枝＞根＞叶的趋势.草本层中龄林和近熟林生物量地下＞地上,其他林龄生物量地上＞地下.(4)各林龄凋落物生物量在3.48～6.68Mg/hm2,规律性不强.(5)马尾松人工林乔木层各器官及林分生物量具有良好的优化增长模型,其32a生林分生物量高于同林龄的楠木人工林,低于热带雨林,是一种速生丰产、固碳潜力大的优良造林树种.     

杉木风景游憩林冠径与胸径关系研究

为研究杉木风景游憩林标准林分密度（立木株数）,确定合理抚育间伐强度提供科学依据。本文在福建将乐国有林场通过设置杉木人工林39块标准地和2 906株每木检尺实测数据,建立了福建将乐杉木人工林树冠径与胸径以及冠径与胸径比值(cd/D)关系,并分析了冠径与胸径比值在风景游憩林树木空间、林分密度和间伐强度中的应用。研究表明:胸径在2~43 cm之间时,相关系数(R²)达0.919 5,呈显著线性相关,其中2~35 cm模型精度较高,35~43 cm误差较大。通过对不同大小的杉木(cd/D)比值进行分析,得出随着胸径增大比值是逐渐减小的,并且减小的趋势随着胸径的增大趋于平稳,最后趋于一个常数。     

Forest biomass estimation at regional and global levels, with special reference to China’s forest biomass

Accurate estimation of forest biomass size and regional distribution is a prerequisite in answering a long-standing debate on the role of forest vegetation in the regional and global carbon cycle. Appropriate biomass estimation methods and available forest data sources are two key factors for this purpose. Among the estimation methods, the continuous Biomass Expansion Factor (BEF; defined as the ratio of all stand biomass to stem volume or biomass) method is considered to be the best. We applied the continuous BEF to forest inventory data of China and estimated a biomass carbon of 4.6 PgC and a biomass carbon density of 38.4 Mg ha^–1. A review of recent literature shows that forest carbon density in major temperate and boreal forest regions in the Northern Hemisphere has a narrow variance ranging from 29 Mg ha^–1 to 50 Mg ha^–1, with a global mean of 36.9 Mg ha^–1. This suggests that the forest biomass density in China is closely coincident with the global mean.     

Estimation of aboveground biomass and net biomass increment in a cool temperate forest on a landscape scale

I clarified aboveground biomass (AGB), net biomass increment (NBI) and its spatial heterogeneity in a cool temperate forest on a landscape scale (>2,200 ha). The relationships among AGB, NBI, and the size frequency distribution of trees of each stand were examined by combining an analysis of vegetation using aerial photographs, and data from 146 inventory plots (28.8 ha in total). This area included natural broad-leaved stands, harvested broad-leaved stands, and artificial conifer plantations. A –3/2 power distribution density function was applied to the individual mass frequency distribution of each plot. Estimated AGB in carbon (C) equivalent was 480–5,615 g C m^–2 (3,130 g C m^–2 on average), and NBI was –98 to 436 g C m^–2 year^–1 (83.0 g C m^–2 year^–1 on average). NBI had a single significant relationship with the reciprocal of theoretical maximum individual mass, while NBI was not significantly related to AGB. My results showed that, on a landscape scale, AGB and NBI strongly depend on the size structure of forest stands.     

Composition,biomass and structure of mangroves within the Zambezi River Delta

We used a stratified random sampling design to inventory the mangrove vegetation within the Zambezi River Delta, Mozambique, to provide a basis for estimating biomass pools. We used canopy height, derived from remote sensing data, to stratify the inventory area, and then applied a spatial decision support system to objectively allocate sample plots among five strata. Height and diameter were measured on overstory trees, saplings and standing dead trees in nested plots, and biomass was calculated using allometric equations. Each of the eight mangrove species occurring in Mozambique exist within the Delta. They are distributed in heterogeneous mixtures within each of the five canopy height classes, not reflecting obvious zonation. Overstory trees averaged approximately 2000 trees ha^?1, and average basal area ranged from 14 to 41 m² ha^?1 among height classes. The composition of the saplings tended to mirror the overstory, and the diameter frequency distributions suggest all-aged stands. Above-ground biomass ranged from 111 to 483 Mg ha^?1 with 95 % confidence interval generally within 15 % of the height class mean. Despite over 3000 trees ha^?1 in the small-tree component, 92 % of the vegetation biomass is in the overstory live trees. The objective inventory design proved effective in estimating forest biomass within the 30,267 ha mangrove forest.     

Annual production of moss layer in dark coniferous forests of Ket-Chulym forest district (by the example of moss <Emphasis Type="Italic">Hylocomium splendens</Emphasis>)

The biological production of the moss layer was analyzed in dark coniferous stands in progressive succession in the southern taiga in West Siberia. The rate of organic matter production by mosses changed from 15–22.2 g/(m² y) in 50–90-year-old fir forests to 51.6 g/(m² y) in 170-year-old mixed Siberian pine-spruce-fir stands. In forest phytocenosis that were formed with species replacement (after cuttings with understory clearing), the annual moss production (net primary production) ranged from 2.8 to 20.6 g/(m² y). The annual moss cover production amounted to 35–36% of the moss photosynthetic biomass irrespective of the type of native stand progressive succession and the stand age.     

Effects of population density on forest structure and species richness and diversity of trees in Kampong Thom Province, Cambodia

This study examined differences in stand structure, tree species richness, and tree species diversity in relation to population density in Kampong Thom Province, Cambodia. Tree data were obtained from a 1997 forest inventory involving 60 clusters (540 plots) systematically distributed over 30% of the provincial forest area. Spatially referenced population data were obtained from the 1998 national population census. The average number of trees per cluster was 356/ha, the average basal area, 23 m²/ha, the average stand volume, 217 m³/ha, and the average aboveground biomass, 273 Mg/ha for all trees of DBH 10 cm and larger. The average species richness per cluster was 37 species, while average species diversity was measured as 0.916 using Simpson’s index and 2.98 by Shannon’s index. Significant negative correlations were generally found between population density surrounding clusters and tree density, basal area, stand volume, aboveground biomass, and species richness and diversity for three examined diameter classes (DBH of 10–30, ≥30, and ≥10 cm). As the distance from clusters for calculating population density increased, the correlation levels increased up to 5 or 7 km, depending on the variables and diameter class, and then stayed relatively constant for stand structure variables and decreased for species richness and diversity. The results indicate that evidence of disturbance was more pronounced at higher population density up to around 5 to 7 km. We suggest that introduction of greater controls on human disturbance should be a high priority for resource management and conservation in Kampong Thom Province and, presumably, Cambodia as a whole.