论文部分内容阅读
柠条（Caragana microphyla Lam）是豆科锦鸡儿属（Caragana）植物栽培种的统称,具有速生、高热值、生物量大、萌蘖能力强、适应性强等特性,广泛分布和栽培于我国北方干旱半干旱地区,在黄土丘陵地区栽培面积非常广阔。本文以典型的黄土丘陵地区-山西省偏关县的柠条现有林为研究对象,对柠条的适生种、立地条件和合理密度进行了研究,并用多谱辐射仪探索了一套柠条林生物量研究的新方法。本文取得的主要研究成果如下:（1）通过对现存两种立地类型下的两种柠条年平均生物量对比,柠条均好于白柠条,白柠条长的高而粗,但分枝数少,柠条的灌丛分枝较多,生物量大,两者的营养成分差异很小,该地区的适生种为柠条。黄土丘陵阴向陡坡4年生柠条单丛年平均生物量为0.51kg,超出14年生白柠条70%,年平均单位面积生物量为2.12 t/hm2,超出后者3.4倍。黄土丘陵阳向陡坡4年生柠条年平均单位面积生物量为1.19 t/hm2,超出14年生白柠条1.12倍。（2）通过对比合理密度及相同密度不同立地类型的生物量,得出柠条在各立地类型条件下的适宜程度:黄土丘陵阴向陡坡和黄土丘陵阳向陡坡最适合,黄土丘陵平沙地较为适合,黄土丘陵阴向斜缓坡,黄土丘陵梁峁顶及黄土丘陵阳向斜缓坡不很适合。但黄土丘陵阴向斜缓坡、黄土丘陵梁峁顶及黄土丘陵阳向斜缓坡这3种立地类型的柠条面积达到70%以上,所以在生产实践中不应放弃这3种立地类型。（3）各立地类型合理密度分别为黄土丘陵梁峁顶密度3301-5000丛/hm2,单位面积总生物量达到7.28t/hm2;黄土丘陵平沙地3301-5000丛/hm2,单位面积总生物量达到11.54t/hm2;黄土丘陵阴向斜缓坡3301-5000丛/hm2,单位面积总生物量达到7.86t/hm2;黄土丘陵阳向斜缓坡2501-3300丛/hm2,单位面积总生物量达到6.32t/hm2;黄土丘陵阴向陡坡密度3301-5000丛/hm2,单位面积总生物量达到14.44t/hm2;黄土丘陵阳向陡坡密度5000-10000丛/hm2,单位面积总生物量达到13.88t/hm2。（4）以偏关县二类清查数据为基础,利用调查数据估算整个地区的柠条生物量。偏关县柠条资源量约为8.25万t,其中饲用生物量约为2.17万t,能用生物量约为6.08万t,能用生物量相当于3.73万t标准煤。整个晋北地区柠条资源约为71.44万t,饲用资源约为18.82万t,能用资源约为52.62万t,折合为32.28万t标准煤。总生物量为98.56万t,饲用生物量为25.97万t,能用生物量为72.59万t,相当于44.53万t标准煤。柠条的开发利用方面,应该饲能两用结合,以能源利用为主,兼顾柠条的其它功能。（5）CROPSCAN多谱辐射仪560nm光谱值与黄土丘陵区柠条林地上部分干生物量的相关系数r是7个波段中最大的,达到了0.635,所以选择560nm光谱值与柠条地上部分干生物量建立回归模型。柠条生物量与光谱值建立的模型均在0.01水平上显著。柠条鲜重与光谱值建立的模型中黄土丘陵阴向斜缓坡最优模型乘幂曲线w=1.653r0.628的相对误差为2.54%,均方根差（RMSE）为0.501;黄土丘陵阳向斜缓坡最优模型线性方程w=2.108+0.5013r的相对误差为7.59%,均方根差为0.524;整个地区综合立地条件最优.模型乘幂曲线w=1.89h0.535的相对误差为0.62%,均方根差为0.438。柠条干重与光谱值建立的模型中黄土丘陵阴向斜缓坡最优模型乘幂曲线w=0.965r0.626的相对误差为1.81%,均方根差为0.279;黄土丘陵阳向斜缓坡最优模型线性方程w=1.056+0.243r的相对误差为10.64%,均方根差为0.395;整个地区综合立地条件最优模型对数方程w=0.937+0.949lnr的相对误差为21.17%,均方根差为0.565。本次研究初步筛选出柠条的适生立地条件,及各立地条件下柠条能源林的合理密度,这为柠条的深入研究提供了重要的理论基础,对实际生产也有实践指导意义。论文建议继续推动对柠条能源林的研究、开发和利用,大力发展柠条能源林并合理经营,为我国能源安全及生态环境改善做出贡献。