臭冷杉生物量分配格局及异速生长模型

臭冷杉是长白山阔叶红松林中重要针叶树种,采用整株收获法分析21株臭冷杉地上地下生物量分配格局。在枝条水平上采用样枝直径(bd)、样枝长度(bl)、样枝所在轮生枝位置(wp)建立活枝、针叶生物量异速生长模型,在植株水平上采用胸径(dbh)、树高(h)、年龄(age)、树冠长度(cl)、树冠比率(cr)、南北向冠幅(cw1)、东西向冠幅(cw2)等变量建立树干木质、树皮、活枝、针叶、粗根及整株生物量模型。并利用逐步线性回归法获得不同器官生物量最优模型。结果表明:(1)活枝生物量主要集中在树冠中下层,针叶生物量集中在树冠中层。树冠中层和下层枝叶生物量无显著差异(p>0.05);(2)21株臭冷杉地上生物量和地下生物量变动范围分别为1.026-506.047kg/株和0.241-112.000kg/株。粗根、活枝、针叶、树干木质、树皮及枯枝生物量占整株生物量的相对比例分别为18.68%、18.39%、12.02%、39.29%、8.70%和2.92%;(3)地上生物量与地下生物量呈显著线性相关(p<0.001),拟合线性方程斜率为0.23;(4)枝条水平上,活枝生物量模型解释量超过95%,平均预测误差小于30%。与单变量(bd)活枝生物量模型相比,2变量(bd、bl)和3变量(bd、bl、wp)模型解释量分别提高1.2%和2.0%,平均预测误差分别下降6.26%和9.27%。针叶生物量相对较难预测,模型解释量仅为82.7%,平均预测误差接近50%,模型中增加bl和wp变量并未提高针叶生物量的预测精度。活枝生物量与bd、bl、wp正相关,针叶生物量与bd正相关,与bl、wp负相关;(5)植株水平上,基于胸径的单变量模型可解释量大于90%,增加树高变量未能显著提高生物量模型的预测精度。年龄决定了臭冷杉的树干生物量,忽视年龄变量将会产生生物量预测误差。树冠特征是影响枝叶生物量预测精度的重要变量。综合考虑模型的可解释量及回归系数显著性可知,胸径是预测臭冷杉不同器官生物量的可靠变量。