張海東 田有亮 何炎紅 郭連生
摘要大青山生態(tài)系統(tǒng)近些年來遭到嚴(yán)重破壞,森林逐漸減少,荒漠化加劇。為了恢復(fù)大青山生態(tài)系統(tǒng),防止大青山進(jìn)一步荒漠化,對能防風(fēng)固沙抗旱性好的虎榛子生物量的分布規(guī)律進(jìn)行研究,結(jié)果表明:虎榛子的地上生物量以干枝為主,花、葉只占較小部分。地下生物量主要分布在20cm深度之內(nèi),40cm深度分布較少,40cm以下幾乎沒有。而虎榛子總生物量與基徑、枝長有較大關(guān)系,其中又以基徑影響較大。虎榛子干枝生物量與基徑、枝長有較大關(guān)系,尤其基徑對生物量影響較大,生物量均隨基徑﹑枝長增大而增大。
關(guān)鍵詞虎榛子;生物量;分布規(guī)律;大青山
中圖分類號S793.9文獻(xiàn)標(biāo)識碼A文章編號 1007-5739(2009)01-0009-02
生物量通常是指生態(tài)系統(tǒng)中某特定成分現(xiàn)有單位面積上有機(jī)物質(zhì)的重量,其直接反映了生態(tài)系統(tǒng)生產(chǎn)者的物質(zhì)生產(chǎn)量,是生態(tài)系統(tǒng)生產(chǎn)力的重要體現(xiàn)。灌木在我國干旱、草原地區(qū)和森林生態(tài)系統(tǒng)中都有大量的分布,其生物量的研究對于生態(tài)系統(tǒng)的恢復(fù)和森林生態(tài)系統(tǒng)物質(zhì)和能量的固定、消耗、分配、積累、轉(zhuǎn)化,以及在天然更新和系統(tǒng)養(yǎng)分積累方面起具有要意義?;㈤蛔樱∣stryopsis davidiana)隸屬于樺木科(Betulaceae)、虎榛子屬(Ostryopsis),耐旱、耐寒、耐貧瘠,是我國特有優(yōu)良護(hù)土灌木。主要分布于遼寧西部、內(nèi)蒙古、河北、山西、陜西、甘肅、四川北部,是陰山山脈極度退化生態(tài)系統(tǒng)中殘存的重要灌木樹種。大青山東西走向,太陽直射時間長,蒸騰異常強(qiáng)烈,蒸騰量是降水量的4~8倍。而且樹木生物學(xué)上最適合造林的春季和夏初恰是一年中最干旱、氣候最惡劣的時候,干旱、大風(fēng)和植被稀疏均同步發(fā)生。特別是干旱陽坡巖石多、土層薄、植被少、水土流失嚴(yán)重,一直被認(rèn)為是造林的困難地。對內(nèi)蒙古大青山退化生態(tài)系統(tǒng)的研究發(fā)現(xiàn):在其他植被不斷退化的同時,虎榛子的存活卻比較穩(wěn)定,由此推測虎榛子有其獨(dú)特的適應(yīng)機(jī)制。
1材料與方法
1.1試驗(yàn)區(qū)概況
試驗(yàn)區(qū)位于內(nèi)蒙古自治區(qū)呼和浩特市新城區(qū)的古路板林場水磨作業(yè)區(qū)(東經(jīng)111°58′,北緯40°50′)。該地區(qū)屬干旱半干旱的大陸性季風(fēng)氣候地帶,春季旱風(fēng)頻繁,夏季溫?zé)岫嘤?,秋季短而涼爽,冬季寒冷干燥,季?jié)交替明顯,晝夜溫差大,尤其是春秋兩季。該區(qū)年平均氣溫5.6℃,年平均風(fēng)速1.8m/s,最大風(fēng)速28m/s,全年主導(dǎo)風(fēng)向是西北風(fēng),年降水量350~450mm,年蒸發(fā)量1 800~2 300mm,濕潤度0.3~0.6,試驗(yàn)區(qū)海拔為1 367~1 437m,土壤類型為栗鈣土,土層平均厚度為40~60cm。
1.2研究方法
在試驗(yàn)區(qū)內(nèi)選擇生長良好的灌木林,設(shè)置10m×10m的樣地3塊,所選樣地的植被為虎榛子(Ostryopsis davidiana Decne.)。在虎榛子樣地中心打1m×1m樣方,采用收獲法割取樣地內(nèi)的全部木本植物,測量每樣株基徑、枝長,分別將花、葉、枝帶回實(shí)驗(yàn)室,在105℃溫度下烘干,分別稱每樣株枝、葉、花生物量。將樣方內(nèi)根挖出,測量其基徑和長度以及生物量。標(biāo)準(zhǔn)地概況如表1。
2結(jié)果與分析
2.1生物量分布規(guī)律
2.1.1地上生物量分布規(guī)律。地上生物量包括干、枝、葉、花、果等器官,由于試驗(yàn)時間為5月份,地上生物量只有干枝、葉、花,甚至沒有花和葉,所選3塊樣方內(nèi)花、葉、枝生物量所占比例如表2。
由表2可看出,每塊樣方內(nèi)干枝生物量所占比重最大,多達(dá)90%,花和葉所占比例較小。
2.1.2地下生物量分布規(guī)律。由表3可看出,虎榛子地下生物量以地下20cm的根生物量為最多,達(dá)80%以上,40cm根生物量其次,60cm根生物量最少,甚至沒有。
2.2枝生物量與基徑和枝長的關(guān)系
2.2.1枝生物量與基徑的關(guān)系。由圖1可看出,虎榛子枝生物量與基徑均成冪指數(shù)關(guān)系,且呈極大正相關(guān)關(guān)系,線性相關(guān)顯著,相關(guān)系數(shù)達(dá)0.89以上?;㈤蛔拥闹ι锪侩S基徑的增大而增大,當(dāng)基徑增大到一定程度,虎榛子枝生物量趨于穩(wěn)定。
2.2.2枝生物量與枝長的關(guān)系。由圖2可看出,枝生物量與枝長關(guān)系較與基徑關(guān)系小,相關(guān)系數(shù)最大達(dá)0.85,最小也達(dá)到0.58,虎榛子的枝生物量隨枝長的增大而增大,當(dāng)枝長增大到一定程度,虎榛子枝生物量趨于穩(wěn)定。
2.3總生物量與基徑、枝長的關(guān)系
2.3.1總生物量與基徑關(guān)系。由圖3可看出,總生物量與基徑有極大關(guān)系,相關(guān)系數(shù)達(dá)0.9以上,且呈正相關(guān),總生物量隨基徑的增大而增大?;鶑皆酱蟊砻鞲稍酱执螅缮锪繒S之增大,枝、葉、花著生位置較多,枝、葉、花生物量較多。
2.3.2總生物量與枝長關(guān)系。由圖4可看出,虎榛子總生物量與枝長相關(guān)系數(shù)最大達(dá)0.85,最小達(dá)0.59。枝長越大總生物量越大,總生物量與枝長呈正相關(guān)。枝長越大,花、葉著生位置相對增多,花、葉生物量也相對增加。
3結(jié)論
虎榛子地上生物量以干枝為主,花、葉只占較小部分,根主要分布在20cm深度處?;㈤蛔又ι锪颗c基徑有較大相關(guān)性,相關(guān)系數(shù)達(dá)0.89;枝生物量與枝長也有較大關(guān)系,相關(guān)系數(shù)達(dá)0.58以上。其基徑對生物量影響較大,但枝長對生物量也有較大影響。生物量均隨基徑、枝長增大而增大?;㈤蛔涌偵锪颗c基徑、枝長有較大關(guān)系,其中又以基徑影響較大。
4參考文獻(xiàn)
[1] 李文華.森林生物生產(chǎn)量的概念及其研究的基本途徑[J].自然資源,1980(1):71-92.
[2] 張峰,上官鐵梁,李素珍.關(guān)于灌木生物量建模方法的改進(jìn)[J].生態(tài)學(xué)報,1993,12(6):67-69.
[3] 趙雪,張小由,李啟森.額濟(jì)納綠洲沙漠化對檉柳群落影響的研究[J].中國沙漠,2004,24(4):467-472.
[4] 閆文德,田大倫,何功秀.湖南會同第二代杉木人工林喬木層生物量的分布格局[J].林業(yè)資源管理,2003(2):5-7.
[5] 武阿梅,羅曉莉,張林靜.虎榛子小孢子發(fā)育與雄配子體形成研究[J].西北植物學(xué)報,2008(6):1122-1127.
[6] 閆偉,韓秀麗,白淑蘭,等.虎榛子幾種菌根苗抗旱機(jī)制的研究[J].林業(yè)科學(xué),2006(12):73-76.
[7] 陳遐林,馬欽彥,康峰峰,等.山西太岳山典型灌木林生物量及生產(chǎn)力研究[J].林業(yè)科學(xué)研究,2002(3):304-309.
[8] 上宮鐵梁,張峰.云頂山虎榛子灌叢群落學(xué)特性及生物量[J].山西大學(xué)學(xué)報(自然科學(xué)版),1989(3):347-352.
[9] 李鋼鐵,秦富倉,賈守義,等.旱生灌木生物量預(yù)測模型的研究[J].內(nèi)蒙古林學(xué)院學(xué)報,1998(2):26-32.