三峡库区不同植被类型生物量与生产力研究

摘要

本文以三峡库区的森林分布区为研究区域，实地调查109块标准地，获得7个树种/林分类型的95株树的树干解析数据，建立主要树种生物量生长模型。利用三峡库区1999年的森林资源连续清查数据建立三峡库区植被空间分布地理信息系统，以三峡库区周边17个气象观测站/观测点累年平均的年均气温和年降水量，建立了温度和降水的地理空间分布模型。在此基础上对三峡库区主要森林类型生物量分配和生产力格局进行了较为全面和系统的研究，取得如下几个方面的结果： 1.不同树种所有营养器官的生物量中，树干所占的比例最大，其它部分因树种的不同而有所差异。随着单株生物量的增加，各营养器官的比例没有明显的变化规律，树枝比例与树干比例的变化趋势完全相反，而树叶比例与树枝比例变化趋势相同，树根的比例受其它部分影响较小。同一林分中各层次生物量的高低顺序为乔木层>枯落物层>灌草层，在灌木林中则是灌草层>枯落物层。 2.在三峡库区，不同类型植被叶面积指数的大小顺序为：竹林(34.15)>常绿阔叶林(9.02)>落叶阔叶林(4.48)>杉木林(4.09)>针阔混交林(4.05)>温性松林(3.78)>针叶混交林(3.47)>柏木林(3.20)>马尾松林(2.20)。研究结果表明，在所有乔木林分中，乔木层叶面积与其生物量之间存在明显的线性关系。 3.三峡库区有林地面积(包括灌木林和经济林)为2.69×10<'6>hm<'2>，占整个库区的50.37％，其中乔木林占整个库区面积的33.25％，总生物量为117.40×10<'6>t，年净生产量为17.68×10<'6>t，分别占全国森林的1.10％和5.31％。从植被类型来看，总生物量的大小顺序为：马尾松林(35.27％)>落叶阔叶林(14.18％)>灌木林(12.95％)>针阔混交林(10.43％)>针叶混交林(9.57％)>常绿阔叶林(4.99％)>经济林(3.99％)>柏木林(3.56％)>杉木林(2.51％)>温性松林(1.50％)>竹林(1.08％)。总生产力的大小顺序为：马尾松林(30.65％)>灌木林(25.86％)>落叶阔叶林(10.92％)>针叶混交林(8.24％)>针阔混交林(7.57％)>经济林(4.08％)>常绿阔叶林(3.52％)>柏木林(2.91％)>杉木林(2.57％)>竹林(1.88％》温性松林(1.79％)。平均生物量最大的为常绿阔叶林85.6t.hm<'-2>，最小的灌木林只有18.68 t·hm<'-2>。平均生产力最高的为竹林10.10 t·a<'-1>·hm<'-2>，最低的柏木林只有4.21 t·a<'-1>·hm<'-2>。 4.总体上看，三峡库区植被生物量和生产力的分布格局都是东高西低，北高南低，生物量分布较高的部分可以分为四大块：巫溪兴山北部，与神农架接壤区域；秭归磨坪-巴东绿葱坡-巫山南部区域；武隆北部-涪陵南部-丰都南部-石柱南部区域；江津南部四面山区域。从区县市来看，生物量最多的兴山、巴东、夷陵、奉节、巫溪、石柱、秭归和涪陵占整个库区生物量的60.66％，其中兴山、巴东、夷陵分列前三位，生物量在9.06×106t以上。而生物量最少的十个县却仅占库区总量的11.55％；年净生物产量最多的巴东、巫溪、夷陵、奉节、兴山、石柱、云阳和秭归等8个区县市占整个库区年生物总产量的59.09％，其中巴东、巫溪、夷陵分列前三位，生产力在1.00×l0<'6> t·a<'-1>以上。生产力最小的十个区县市却只占库区总量的12.60％。 5.在海拔上，植被的生物量和生产力都随着海拔的增加而先增加后减小，2700m以上很少有森林植被分布。林分的总生物量主要集中在300m～1500m，本区段内林分总生物量为81.51×10<'6>t，占整个库区生物量的83.58％，平均生物量最高的则在1500m～1800m，达到59.05 t·hm<'-2>，2400m～2700m最低，只有33.33(t·hm<'-2>)；林分生产力主要集中在300m～1500m，本区段内林分总生产力为10.38×10<'6>t·a<'-1>，占整个库区生产力的83.83％。林分平均生产力在900m～1200m区段达到最大的7.07t·a<'-1>·hm<'-2>，最小的在2400m～2700m，为5.62 t·a<'-1>·hm<'-2>； 6.采用地理信息系统技术绘制了三峡库区主要植被类型生物量与生产力分布图，初步实现了调查数据从个体到群落再到区域的尺度转换，为绘制更大区域的植被生物生产力分布图提供了可行的方法和技术。通过比较生产力分布图我们发现，在三峡库区植被生物量和生产力的分布格局与海拔和降雨的分布格局比较一致，可以初步判断海拔和降雨是影响三峡库区植被生长和分布的主要因素。

目录

文摘

英文文摘

声明

1前言

1.1研究目的和意义

1.2生物量及生产力研究综述

1.2.1生物量、生产力及相关概念

1.2.2生物量和生产力的国内外研究进展

1.2.3生物量和生产力的测量方法

1.2.4存在的问题和发展趋势

2研究区域概况

2.1三峡库区位置概况

2.2地质地貌

2.3气候特征

2.4土壤特征

2.5植被概况及其分布

3研究的内容和方法

3.1研究内容和目标

3.2技术路线

3.3研究方法

3.3.1资料的收集和植被类型的划分

3.3.2样地的设置

3.3.3生物量的测定

3.3.4叶面积的测定

3.3.5数据库的建立

3.3.6数据的处理

4三峡库区各类型植被生物量生长规律研究

4.1生物量模型的建立

4.1.1单株乔木生物量模型建立

4.1.2单株乔木叶面积模型建立

4.1.3枯落物生物量模型的建立

4.2单株生物量分配规律

4.2.1马尾松单株生物量分配规律

4.2.2杉木林单株生物量分配规律

4.2.3柏木林单株生物量分配规律

4.2.4温性松单株生物量分配规律

4.2.5常绿阔叶树种单株生物量分配规律

4.2.6落叶阔叶树种单株生物量分配规律

4.2.7竹的单株生物量分配规律

4.2.8不同树种单株生物量分配规律小结

4.3林分不同层次生物量分配规律

4.4叶面积与生物量关系分析

5三峡库区各类型植被生物量和生产力分布格局分析

5.1三峡库区总体生物量和生产力的估算

5.1.1三峡库区不同植被类型生物量和生产力的比较

5.1.2各区县市森林植被生物量和生产力的比较

5.2三峡库区各类型植被生物量分布规律

5.2.1马尾松林生物量分布规律

5.2.2杉木林生物量分布规律

5.2.3柏木林生物量分布规律

5.2.4温性松林生物量分布规律

5.2.5针叶混交林生物量分布规律

5.2.6针阔混交林生物量分布规律

5.2.7常绿阔叶林生物量分布规律

5.2.8落叶阔叶林生物量分布规律

5.2.9竹林生物量分布规律

5.2.10灌木林生物量分布规律

5.2.11经济林生物量分布规律

5.3三峡库区植被总生物量和总生产力的分布格局

5.3.1植被总生物量的分布格局

5.3.2植被总生产力的分布格局

5.4三峡库区主要植被类型生物量和生产力分布图

6结论与讨论

6.1主要结论

6.2讨论和展望

参考文献

附图1

附图2

致 谢