园林生态综合实验调查报告-1
城市森林林分生长调查和生物量估测
吴怡
上海交通大学农业与生物学院园林系
2011年12月
一、前言
1、森林生物量测定的意义
森林生物量是森林植物群落在其生命过程中所产干物质的累积量，是森林生态系统的最基本数量特征，森林生物量的测定是正确认识、管理和利用森林生态系统的前提，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、森林生产力的测定等。
2、林分尺度上林木生物量测定方法
主要有皆伐实测法、标准木法、回归估算法等三种方法。
①皆伐实测法通过在小面积内所有乔、灌、草等皆伐，测定总生物量，进而推算出全林分面积的生物量，比较准确，但花时间和人工多，一般很少采用，仅适合灌、草所占比例较大的林分生物量的测定。
表达式为：i W S
A
W ∑=
式中：A ——全林分面积 S ——皆伐林地面积
W i ——所测面积内所有植物的生物量 W ——全林分生物量 ②标准木法指通过将以一定依据选择出来的标准木伐倒称重，然后用标准木的平均值乘以单位面积上的立木株数，从而计算出单位面积林分生物量总值。
表达式为：-
=W N W
式中：N ——单位面积上的立木株数 -
W ——标准木生物量的平均值
W ——单位面积上的林分生物量
③回归估算法通过构建林木生物量模型，即反映树木各分量干重与其他测树因子之间内在关系的表达式，达到用树木的胸径、树高等易测因子的调查结果来估计不易测因子的目的。
主要分为线性模型、非线性模型、多项式模型，非线性模型应用最为广泛，其中相对生长模型最具有代表性，是所有模型中应用最为普遍的一类模型，本次估测即使用该类模型。
本次实验采用林木胸径（D ）、树高（H ）等测树因子建立林木生物量回归估计方程：W=aD b W=a(D 2H)b 式中：W ——林木生物量
D ——林木胸径 H ——林木树高 a 、b ——回归常数
3、水杉人工林碳储量在上海的重要性
全球气候变暖已成为21世纪人类共同面临的严峻挑战，通过构建森林来实现间接减排，是目前应对气候变化最经济、有效的重要途径。
水杉树干通直挺拔，适应力很强，较耐水湿，生长极为迅速，是上海市绿化的主要树种之一。
水杉人工林的大量营建一定程度上大大提高了上海市的碳储量，不仅起到了涵养水源、固土防沙、美化环境等作用，还为节能减排、改善环境作出了重要贡献。
二、本次实习目的
1、了解林分尺度上林木生物量方程构建方法
2、学会异速生长方程估测水杉林分林木生物量和碳储量 三、林分生物量估测方法
1、水杉林分样地的建立
选择具有代表性的、林分特征及立地条件相一致的区域作为样地，通过布置塑料包装绳围出一块15x15（单位：m 2）的正方形样地，在包装绳范围内测定所有水杉的相关数据。
2、样地林木胸径和树高的测定
对样地内全部树木，逐一地测定其胸高直径、树高并记录，并进行编号，避免漏测或重测，数据记录见附表2。
3、应用生物量回归方程计算样地各林木不同器官的生物量
采用以下方程计算：
M AG = 0.06291 D 2.4841 M s = 0.02163 D 2.7593 M b = 0.02998 D 2.0946 M f = 0.10842 D 1.3673
∑=N
t X M M 1
式中：M AG ——地上部分生物量（kg ） D ——胸径（cm ） N ——水杉数量
M s ——干生物量（kg ） M b ——枝生物量（kg ） M f ——叶生物量（kg ）
4、单位面积林分生物量（t/hm 2）计算
表达式为：S
M M i
∑⨯=10
式中：M i （kg ）——每棵水杉的地上部分生物量
S （m 2）——样地总面积
M （t/hm 2）——单位面积林分生物量
5、林分碳储量换算
表达式为：C p C M C ⨯= p C S C ⨯=
式中：C p （t/hm 2）——单位面积林分碳储量（林分碳密度） M （t/hm 2）——单位面积林分生物量 C c ——植物含碳系数，常取0.5 C （t ）——水杉林样地林分碳储量 S （hm 2）——样地面积
四、结果
1、林分生长胸径和树高
样地一水杉林分胸径和树高统计表
2、林分生物量（叶、枝、干及其总量）
水杉林分各部分生物量
3、林分碳储量
水杉林分碳储量
五、讨论
1、影响生物量估测精度因素
①样地的设置及抽样误差：由于采用简单抽样的方法进行分析，且样地面积较小，因此样地的设置会对估算结果产生一定的影响。
②样地每木的测量误差：在对每棵水杉进行测量时，由于是人为测量和读数，难免存在误差，直接影响生物量的精度。
③生物量模型误差：虽然计算所使用的回归方程的相关系数很高，但也不
免存在一定的误差。
2、该水杉林分林木生物量与其它有关林分的比较
水杉是喜光速生树种，在土层深厚、肥沃的沟谷中生长良好，且生长周期较短,是极有价值的造林树种。
从生物量垂直分布情况可知，由于水杉高度较高且生长迅速，在混交种植时，与其他树种相比，水杉在高度约10米以上的范围内占明显优势，光合效率明显较其他树种高，一般情况下，生物量也较大，属于高产林分。
本次调查样地中的水杉林林龄一般在20年以上，属于比较成熟的水杉种群，而一般情况下，树木的胸径和林龄成正相关关系，林龄越大，生物量越大，碳储量也越大，因此本次调查所得的水杉生物量较其他林龄较小的林分大。
六、参考文献
[1]薛立, 杨鹏, 森林生物量研究综述. 福建林学院学报. 2004.24(3):283-288
[2]王瑞静, 赵敏, 高俊, 城市森林主要植被类型碳储量研究——以崇明岛为例. 地理科学. 2011.31(4):491-494
[3]胥辉, 林木生物量模型构建及估计方法的研究[D] . 北京: 北京林业大学,1998.
[4]胥辉, 张会儒著, 林木生物量模型研究. 昆明:云南科技出版社.2002
[5]百度文库, 林分生物量测定
[6]冯仲科, 罗旭, 石丽萍. 森林生物量研究的若干问题及完善途径[J].世界林业研究, 2005,18 (3):25 - 28.
附表1 水杉人工林地上部分异速生长方程（n = 10）
Models r2 p Biomass-D models
M AG = 0.06291 D 2.4841 0.972 < 0.001
M s = 0.02163 D 2.7593 0.950 < 0.001
M b = 0.02998 D 2.0946 0.956 < 0.001
M f = 0.10842 D 1.3673 0.917 < 0.001
Biomass-D2H models
M AG = 0.05488 (D2H) 0.8583 0.997 < 0.001
M s = 0.01749 (D2H) 0.96080.991 < 0.001
M b = 0.03037 (D2H) 0.70820.933 < 0.001
M f = 0.11079 (D2H) 0.46070.887 < 0.001
* M AG—地上部分生物量（kg），D—胸径（cm），H—树高（m），M s—干生物量；M b—枝生物量；M f—叶生物量。
附表2 林分立木生长调查表
样地一
调查地点南体调查时间___________ 调查人____________ 样地面积_____________ 地理坐标_____________ 树种水杉
样地二
调查地点包图北面调查时间___________ 调查人____________ 样地面积_____________ 地理坐标_____________ 树种水杉。
