测树学第十二章.pptx
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1、第第1 1节节 概述概述 森林生物量是森林生态系统的最基本数量特征。森林生物量是森林生态系统的最基本数量特征。19941994年联合国粮农组织年联合国粮农组织在在“国际森林资源监测大纲国际森林资源监测大纲”中就明确规定:森林生物量是森林资源监测中就明确规定:森林生物量是森林资源监测中的一项重要内容。中的一项重要内容。森林生产力的调查是正确认识、管理和利用森林生态系统的前提。森林生产力的调查是正确认识、管理和利用森林生态系统的前提。森林生物量数据是研究许多林业问题和生态问题的基础。如森林碳储量计森林生物量数据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;研究森林物质循环
2、和能量流动。算;森林生产力的测定;研究森林物质循环和能量流动。第1页/共34页1 1 基本概念基本概念1.1 1.1 森林生产量和生产力森林生产量和生产力 总初级生产量总初级生产量:森林生态系统中所有绿色植物,由光合:森林生态系统中所有绿色植物,由光合作用所生产的有机物质总量,称为总第一性生产量。因作用所生产的有机物质总量,称为总第一性生产量。因绿色植物利用光能合成的绿色植物利用光能合成的 有机物质总量,是地球上最有机物质总量,是地球上最初和最基础的能量储存,故又称为总初级生产量(初和最基础的能量储存,故又称为总初级生产量(GPPGPP表示),可简称为总生产量。表示),可简称为总生产量。净初级
3、生产量净初级生产量:在初级生产量中,也就是说在植物所固:在初级生产量中,也就是说在植物所固定的能量或所制造的定的能量或所制造的 有机物质中,有一部分是被植物有机物质中,有一部分是被植物己的呼吸消耗掉了,剩下的部己的呼吸消耗掉了,剩下的部 分才以可见有机物质的分才以可见有机物质的形式用于植物的生长和生殖,所以我们把形式用于植物的生长和生殖,所以我们把 这部分生产这部分生产量称为净初级生产量(量称为净初级生产量(NPPNPP表示)。表示)。第2页/共34页 初级生产力初级生产力:绿色植物积累或固定有机物质的速率。单:绿色植物积累或固定有机物质的速率。单位时间和单位面积上积累的有机物质的量。初级生产
4、力位时间和单位面积上积累的有机物质的量。初级生产力通常是用每年每平方米所生产的有机物质干重(通常是用每年每平方米所生产的有机物质干重(gmgm-2 2aa-1-1)或每年每平方米所固定能量值()或每年每平方米所固定能量值(JmJm-2-2aa-1-1)表示。)表示。生产量与生产力这两个概念既有区别又有联系。二者的生产量与生产力这两个概念既有区别又有联系。二者的区别在于,前者所表示的是区别在于,前者所表示的是“量量”的大小,后者所表示的大小,后者所表示的是速率,是一个的是速率,是一个“速度速度”的概念;二者的联系是,当的概念;二者的联系是,当用单位时间和单位面积来表示生产量时,生产量与生产用单位
5、时间和单位面积来表示生产量时,生产量与生产力是一致的。力是一致的。第3页/共34页1.2 1.2 生物量和现存量生物量和现存量 生物量生物量:指任一时间区间(可以是:指任一时间区间(可以是1 1年、年、1010年或年或100100年)年)某一特定区域内生态系统中绿色植物净第一性生产量的某一特定区域内生态系统中绿色植物净第一性生产量的累积量累积量(即即NPP)NPP);即某一时刻的生物量也就是在此时刻;即某一时刻的生物量也就是在此时刻以前生态系统所累积下来的活有机质量的总和。通常是以前生态系统所累积下来的活有机质量的总和。通常是用平均每平方米生物体的干重用平均每平方米生物体的干重 kg/hmkg
6、/hm2 2、g/mg/m2 2,或能量,或能量kJ/mkJ/m2 2表示。表示。现存量现存量:指在某一特定时刻调查时,森林生态系统单位:指在某一特定时刻调查时,森林生态系统单位面积上所积存的有机质的重量。现存量的变化不等于净面积上所积存的有机质的重量。现存量的变化不等于净第一性生产量,必须加上各种损失量后才能算作净第一第一性生产量,必须加上各种损失量后才能算作净第一性生产量。性生产量。第4页/共34页1.3 1.3 净生产力和连年生产力净生产力和连年生产力 平均净生产力:是森林植物群落生物量(平均净生产力:是森林植物群落生物量(WW)被年龄)被年龄(a a)所除之商,一般用)所除之商,一般用
7、Q QWW表示。表示。连年净生产力是森林群落某年(连年净生产力是森林群落某年(a a)的生物量()的生物量(WWa a),),与其上一年(与其上一年(a-1a-1)生物量()生物量(WWa a-1-1)之差,以表示具体)之差,以表示具体某一年的净生产力,一般用某一年的净生产力,一般用Z ZWW表示。表示。1.4 1.4 次级生产量次级生产量 动物和其他异养生物的生产量称为次级生产量或第二性动物和其他异养生物的生产量称为次级生产量或第二性生产量,其生产力也相应地称为次级生产力或第二性生生产量,其生产力也相应地称为次级生产力或第二性生产力。产力。一般来讲,我们所谈及的森林生产力就是指森林生态系一般
8、来讲,我们所谈及的森林生产力就是指森林生态系统中的初级生产力。统中的初级生产力。第5页/共34页2 2 森林生产力的组成与结构森林生产力的组成与结构2.1 2.1 森林不同组分的生物量森林不同组分的生物量 森林构成的主要生物组分包括:乔木、灌木、草本植物、森林构成的主要生物组分包括:乔木、灌木、草本植物、苔藓植物、藤本植物以及凋落物层等。乔木层的生物量苔藓植物、藤本植物以及凋落物层等。乔木层的生物量是森林生物量的主体,一般大约占森林总生物量的是森林生物量的主体,一般大约占森林总生物量的90%90%以上。在人工林中乔木生物量占以上。在人工林中乔木生物量占99%99%,灌木和草本植物,灌木和草本植
9、物所占的比例很少。所占的比例很少。第6页/共34页2.2 2.2 森林植物不同组成分量的生物量结构森林植物不同组成分量的生物量结构 植物体各部分所占总生物量的比例是很不相同的。根据植物体各部分所占总生物量的比例是很不相同的。根据对一对一 个栎林幼年期的研究,树干约占生物量的个栎林幼年期的研究,树干约占生物量的25%25%,树,树根占根占40%40%,树枝和树叶占,树枝和树叶占33%33%,而花和种子只占,而花和种子只占2%2%。在林下灌木的生物量中,根占在林下灌木的生物量中,根占 54%54%、茎占、茎占21%21%、叶占、叶占23%23%。第7页/共34页 植物的地下生物量和地上生物量有时差
10、异也很大。地下植物的地下生物量和地上生物量有时差异也很大。地下生生 物量(根)和地上生物量(茎、叶、花等)的比值物量(根)和地上生物量(茎、叶、花等)的比值(简称(简称R/SR/S)如果很高,就表明植物对于水分和营养物如果很高,就表明植物对于水分和营养物质具有比较强的竞争能力,能够生活在比较贫瘠恶劣的质具有比较强的竞争能力,能够生活在比较贫瘠恶劣的环境中,因为它们把大部分净生产量都用于发展根系了。环境中,因为它们把大部分净生产量都用于发展根系了。如果如果/S/S比值很低,说明植物能够利用较多的日光能,具比值很低,说明植物能够利用较多的日光能,具有比较高的生产能力。有比较高的生产能力。在森林生态
11、系统中,在森林生态系统中,R/SR/S比值比值 一般都很低,从森林的树一般都很低,从森林的树冠层到底层,各层植物的冠层到底层,各层植物的R/SR/S比值是逐比值是逐 渐增加的。渐增加的。第8页/共34页 乔木层中的生物量以树干部分所占比例最高,约占全层乔木层中的生物量以树干部分所占比例最高,约占全层生物量的生物量的65-75%65-75%、枝量、枝量7-13%7-13%,叶量,叶量2-ll%2-ll%、根量、根量ll-ll-20%20%,各部分器官所占比例依各种条件不同而异。每年,各部分器官所占比例依各种条件不同而异。每年生物量存贮于干的比例是随年龄的增加而增加。相反,生物量存贮于干的比例是随
12、年龄的增加而增加。相反,枝、叶和根的生物量比例比随年龄增加而减小。立地条枝、叶和根的生物量比例比随年龄增加而减小。立地条件愈好、立木密度愈高、干的比例也愈件愈好、立木密度愈高、干的比例也愈 高,而枝、叶高,而枝、叶和根的比例则愈低。果实生物量的估算值常在和根的比例则愈低。果实生物量的估算值常在1%-5%1%-5%之间,花和芽鳞的生物量较小,大约为之间,花和芽鳞的生物量较小,大约为0.2-0.8%0.2-0.8%。第9页/共34页第第2 2节节 树木生物量的测定树木生物量的测定1 1 树木生物量的组成树木生物量的组成 树木的生物量可以分为地下及地上两部分,地下部分是指树树木的生物量可以分为地下及
13、地上两部分,地下部分是指树 根系的生物量根系的生物量(WWR R);地上部分主要包括树干生物量();地上部分主要包括树干生物量(WWS S)、枝生物量()、枝生物量(WWB B)和叶生)和叶生物量(物量(WWL L)。在生物量的测定中,除称量各)。在生物量的测定中,除称量各 部分生物量的干重量外,有部分生物量的干重量外,有时还要计算它们占全树总生物量干重时还要计算它们占全树总生物量干重 的百分数,此百分数称为分配比。树的百分数,此百分数称为分配比。树干占地上部分的分配比最大(一般为干占地上部分的分配比最大(一般为656570%70%),而枝叶部分的分配比约),而枝叶部分的分配比约各占各占15%
14、15%左右。左右。第10页/共34页 树木生物量与树木胸径、树高等测树因子之间也有着密树木生物量与树木胸径、树高等测树因子之间也有着密切的关系,这些关系也为树木生物量测定提供了依据。切的关系,这些关系也为树木生物量测定提供了依据。在树木生物量测定中,树冠量的大小与形状对枝、叶量在树木生物量测定中,树冠量的大小与形状对枝、叶量的多少有着显著的影响,因此,在实际工作中,要研究的多少有着显著的影响,因此,在实际工作中,要研究反映冠形和冠量的因子。反映冠形和冠量的因子。描述因子:树高(描述因子:树高(h h)、枝下高()、枝下高(h hb b)、冠长()、冠长(CLCL)、)、冠幅(冠幅(CWCW)、
15、)、冠长率(冠长率(CRCR)、树冠圆满度()、树冠圆满度(CW/CW/CL CL)、树冠投影比()、树冠投影比(CW/DCW/D)第11页/共34页2 2 鲜重与干重鲜重与干重 鲜重鲜重:树体在自然状态下含水时的重量:树体在自然状态下含水时的重量 气干重气干重:树木伐倒后,在自然大气状态下经过相当期间:树木伐倒后,在自然大气状态下经过相当期间失去树体内大部分水时的重量。失去树体内大部分水时的重量。干重干重 (绝干重)(绝干重):树木干燥后去掉结晶水的重量:树木干燥后去掉结晶水的重量 。测。测定方法:把试样放入烘箱干燥,一般在定方法:把试样放入烘箱干燥,一般在1031032 2 ,经经6 6小
16、时左右,取出称重,如二次重量有不等,再放人小时左右,取出称重,如二次重量有不等,再放人烘箱烘,经烘箱烘,经6 6小时后取出称重,直到绝干状态(恒重)。小时后取出称重,直到绝干状态(恒重)。第12页/共34页 在外业中只能测得树木的鲜重,然后采用各种方法将鲜在外业中只能测得树木的鲜重,然后采用各种方法将鲜重换算为干重,最常用的换算方法是计算树木的干重比重换算为干重,最常用的换算方法是计算树木的干重比(P(Pw w)。树体含水率树体含水率第13页/共34页树木含水率的变化树木含水率的变化:干重比(干重比(P PWW)与含水率成反比关系)与含水率成反比关系 纵向:树干不同部位含水率并部均匀,梢部和胸
17、高以下纵向:树干不同部位含水率并部均匀,梢部和胸高以下含水率最大,胸高以上逐渐减少,再向上又增多。含水率最大,胸高以上逐渐减少,再向上又增多。横向:边材和心材因树种不同含水率也不同。横向:边材和心材因树种不同含水率也不同。在取样时要分别树干的不同部位取样来测定干重比在取样时要分别树干的不同部位取样来测定干重比(P PWW)或含水率。)或含水率。第14页/共34页3 3 叶面积叶面积 1)1)阔叶树:叶片大、形状不规则。可采用激光(或光阔叶树:叶片大、形状不规则。可采用激光(或光电)叶面积测定仪或将叶片轮廓绘在坐标纸上,用求积电)叶面积测定仪或将叶片轮廓绘在坐标纸上,用求积仪测定其面积。一般采用
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