森林生態因子野外調查和測定方法

2022-05-16 16:45:39 字數 4143 閱讀 9967

一、群落胸徑、樹高年生長量的測定

本標準規定了國家野外試驗台站中森林群落胸徑、樹高年生長量測定的方法。

本標準適用於國家野外試驗台站中森林群落胸徑、樹高年生長量的測定。

(1)儀器與裝置

測高器;測徑尺;公尺尺。

(2)測定方法

在固定樣地中,在優勢樹種各齡級(胸徑超過2cm者)中隨機選擇5株樣木並做標誌,每年測定其樹高和胸徑,相鄰兩年的數值之差即為生長量。分別樹種計算樣木生長量的算術平均值即為群落中該樹種的生長量。

樹高的年生長量測定:在進行林木的生物量測定的同時,量測樹木的胸徑和樹高,建立胸徑和樹高的回歸關係式,根據固定樣地的胸徑生長量資料,求算樹高的年生長量。

二、喬木層生物量調查

喬木層的生物量是森林群落生物量的最重要組成,其準確測定對於研究森林生長和森林生態系統的生產力有重要作用。

本標準規定了森林喬木層生物量的徑階等比標準木測定法。

本標準適用於森林喬木層生物量的測定,也適用於其它陸地生態系統中喬木層生物量的測定。

(1)引用標準

生物群落監測中的調查取樣;gb4086.3-83 統計分布數值表 t 分布。

(2)方法提要

徑階等比標準木法:按徑階等比選擇標準本,對每一株標準木的各器官分別測定其乾物質的質量,建立其與直徑或胸徑和高度的回歸方程。將樣地中各喬木的自變數(直徑、胸徑和高度等)代入方程,即可求得各標準木的生物量。

將各標準木的生物量求和後,即可得到樣地內喬木層的總生物量。此方法比原始收穫法的勞動強度小,比平均標準木法的精度高。

(3)儀器裝置

測繩; 測高器;測桿;捲尺;枝剪;木鋸;1.3m標高杆;標籤;麻袋;小布袋;鎬頭; 台秤;烘箱等。

(4)測定步聚

1)標準地的建立

根據標準「生物群落監測中的調查取樣」中的規定,建立具有代表性標準地若干地塊,一般塊數林大於6,每埠面積為0.1公頃,形狀為正方形或長方形,並用測繩圈好。破壞性調查不能在該固定標準地中進行。

2)標準地環境記錄

記錄森林的層次結構、鬱閉度、各樹種密度、林下植物的種類及狀況。

3)樣地內每木調查

在各樣地內,對樣地內全部樹木,逐一地測定其胸高直徑、樹高並記錄,每測一樹要進行編號,避免漏測。

胸高直徑d是採用1.3m高的標桿,在樹幹上坡一側地表面立上標桿,在齊杆的上端,用捲尺測定樹幹的圓周長,以此求出直徑(以cm為單位),或用測圍尺直接量得直徑。

樹高h的測定採用測桿或測高器為工具,在測樹高時一定要以測量者能看到樹木頂端為條件,儘量減少誤差,以m為計量單位。

4)徑階標準木的選擇和採伐

以2cm為乙個徑階,根據各徑階立木所佔比例來確定不同徑階的立木株數,分別選擇徑階標準木。立木株數最少的徑階選1棵標準木,其餘各徑階標準木株數按徑階等比要求確定。選擇標準木時要選沒有發生乾折或分叉的正常樹木,不要選林緣木,以免出現葉量、枝量過大。

將標準木伐倒後,每隔1m或2m鋸開(但第一段為1.3m),若樹木較高大,區分段可增加至4m,甚至8m,分別測定各區分段的樹幹、樹枝、樹皮、樹葉的鮮質量,取各部分的部分樣品,裝入袋中帶回實驗室,在80℃烘乾至恆重後稱取質量。計算樣品的含水率,根據各區分段的樹幹、樹枝、樹皮、樹葉的鮮質量和樣品的含水率計算其乾質量。

對不能用稱來稱量的大樹樹幹的質量,可測出每區分段兩頭截斷面積和長度,把兩個斷面積的平均值乘以長度,計算出體積,再換算成質量。

地下部分即根的質量測定是費力而費時的工作,在標準木株數較多時可適當酌減。對必須進行根質量測定的標準木,需將根全部挖出。根據樹的大小來估計所需挖根的面積和土壤深度。

標準木伐倒後,一般再圍繞樹的基部挖取1m2面積、0.5m深範圍內的根系(挖坑深度取決於根的分布深度),分別將根莖、粗根(2cm以上)、中根(1cm~2cm)、小根(0.2cm~1cm)、細根(0.

2cm以下)挖出,並稱其鮮質量。取各部分樣品帶回室內,烘乾後求出含水量,保算出總的根幹質量。在稱鮮質量時應盡量將根上附著的泥沙去掉,對於細根可放入篩內用水沖洗,然後用紙或布把附著的水吸乾後晾一晾再稱質量。

細根(直徑0.2cm以下的根)生物量的測定有十分重要的生態意義,因為其周轉速率較快。細根生物量的精確測定採用內生長土心法。

內生長土心法首先構建乙個無根土柱,直徑5cm~10cm,深度為0.5m~1m。在製造無根土柱時可以借用一種有一定孔徑的網袋,這樣便於土柱成型。

將土柱(並網袋)放入事先準備好的坑中,周圍縫隙用無根土填滿,周圍也用無根土填滿,最後將模子抽出。構成土柱的無根土也可以用沙子代替,好處是容易將根從沙子中分離,但形成了與周圍完全不同的環境,會對根的生長有一定程度的影響。在土柱埋入一年後,再從土壤中取出,在取出前須切斷土柱與周圍根的連線。

將土柱用水沖洗,取出其中的細根,稱鮮質量和幹質量,作為細根年生產量的近似值。

(5)結果計算

1)回歸方程的建立

根據各樣地中各徑階的標準木的生物量(部分或全株),求出不同徑階相應指標的平均值,與各位階數用最小二乘法建立回歸方程。

方程的形成見公式(1)和(2):

w=adb1)

或w=a×(d2×h)b2)

式中:w —— 整個標準木的質量(也可用標準木各部位的質量作為因變數),kg;

d —— 胸高直徑,m;

h —— 立木高度,m;

a —— 係數,kg·m-3;

b —— 常數項。

回歸方程要經顯著檢驗(一般用f檢驗),只有顯著檢驗超過要求者才可使用。

2)喬木層生物量的計算

各樣地的喬木層生物量按公式(3)計算:

3)式中:bi —— 第i個樣地的喬木層生物量,kg;

mi —— 第i個樣地的喬木徑階數;

nij —— 第i個樣地中第j個徑階的株數;

wj —— 由公式(1)或(2)計算出來的第j個徑階的平均生物量,kg。

平均喬木層生物量按公式(4)計算:

4)式中:b —— 平均喬木層生物量,kg·m-2;

bi —— 第i 塊樣地生物量,kg;

n —— 樣地數;

a —— 每塊樣地面積,m2。

(6)允許偏差

置信區間為[b-δ,b+δ],b為平均喬木層生物量,δ為誤差寬度,kg,按公式(5)、(6)、(7)、(8)、(9)順序計算。

5)式中:q —— 回歸方程(1)或(2)的剩餘平方和;

lnwi —— 第i個徑階的平均生物量的對數;

m —— 樣地的總徑階數;

lw —— 各徑階的對數生物量的算術平均值。

6)式中:lxx —— 回歸方程(1)或(2)的自變數餘平方和;

m —— 樣地總徑階數;

lnxi —— 第i個徑階自變數(公式(1)中的d,公式(2)中的d2h)的對數;

lx —— 各徑階lnxi的算術平均值。

7)式中:δyij —— 徑階i的第j株樹的**誤差寬度對數;

a —— 可靠性水平,一般取0.05或更小;

m —— 樣地的總徑階數;

ta(m-2) —— 自由度為m-2,可靠性水平為a的t分布數值;

q —— 意義同公式(5);

xij —— 徑階i的第j株樹的自變數(公式(1)中的d,公式(2)中的d2h);

lx —— 同公式(6)。

δij=exp(δyij8)

式中:δij ——徑階i的第j株樹生物量**的誤差寬度,kg;

δyij —— 意義同公式(7);

9)式中:δ —— 生物量**的誤差寬度,kg;

δij —— 意義同公式(8);

m —— 樣地的徑階數;

mi —— 徑階i的株數,個

n —— 樣地總數,個;

a —— 樣地的面積,m2。

三、森林灌木層生物量的測定

本標準規定了森林灌木層生物量測定的方法。

本標準適用於森林灌木層生物量的測定,也適用於濕潤地區灌木層生物量的測定。

引用標準:生物群落研究中樣地、樣線和樣方的設定。

森林喬木層生物量的測定——徑級標準木法。

(1)儀器裝置

測繩;枝剪;小鋸;鐵鎬;塑膠袋;布(紙)口袋;天平;台秤;烘箱。

(2)測定方法一 —— 對於灌木種類單一的樣方

1)根據標準「生物群落研究中樣地、樣線和樣方的設定」中規定,設定有代表性的面積為0.1公頃的灌木樣地若干塊,一般要多於6塊。

2)在每塊樣地上,對灌木的株數的分枝情況,各主要分枝的徑級進行測定,求出平均值,找出一株標準木。

3)根據標準「森林喬木層生物量的測定徑級標準木法5.4的規定,對各樣地標準株的地上(莖幹和葉應分開)、地下兩部分全部收穫,測它們的鮮質量、幹質量。」

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