亚热带典型森林凋落物及细根的生物量和碳储量研究

细根和地上凋落物分解和周转,是建模和预测土壤碳汇需要测量的2个关键生态过程,通过对亚热带典型常绿阔叶林、杉木、马尾松林和毛竹林110个样地内凋落物和细根的生物量和碳储量进行研究,分析了森林细根和地上凋落物的生物量和碳储量以及彼此之间的差异和相互关系。结果表明:杉木林凋落物生物量(4.415±0.390)t/hm2最大,毛竹林(2.918±0.310)t/hm2最小,且与其他森林差异显著;凋落物碳储量毛竹林(1.176±0.260)t/hm2最小,与其他森林碳储量差异显著,最大的是常绿阔叶林(1.725±0.16)t/hm2;4种不同森林类型细根生物量和碳储量差异显著,同一森林类型不同土层活和死细根生物量差异显著;从活/死根值中可知,常绿阔叶林细根周转要比针叶林(杉木、马尾松)快。     

秦岭火地塘林区3种森林类型乔木层碳密度和碳储量研究

以秦岭火地塘林区锐齿栎(Quercus aliena var.acuteserrata)、华山松(Pinus armandi)和油松(Pinus tabulaeformis)3种主要森林类型为研究对象,通过标准地调查和生物量回归模型计算其碳储量,并在此基础上估算了碳密度以及不同器官的碳储量。结果表明:不同森林类型碳密度具有显著差异,其中锐齿栎最高(118.724t/hm2),油松次之(106.062t/hm2),华山松最低(94.227t/hm2);3种森林类型的碳储量均随着林分径级的增大呈现出上升、下降和再上升的趋势,而大径级碳储量的上升主要取决于大径级单株林木的出现,具有明显的随机性;碳储量在不同树种各器官的分布表现为:干>枝>根>皮>叶(锐齿栎),干>枝>根>叶>皮(华山松),干>枝>叶>根>皮(油松),且不同树种同一器官及同一树种不同器官之间的碳储量所占比重差异显著。     

火地塘天然油松锐齿栎林细根生物量及其空间变化

火地塘林区天然油松纯林、锐齿栎纯林和油松锐齿栎混交林的活细根生物量平均为5.583、9.421、8.46 t·hm-2;死细根生物量为1.433、3.385、1.885 t·hm-2.随着年龄、海拔、坡位等的不同,细根生物量也表现出规律性的变化:①油松在10～30 a之间随年龄的增长活细根的生物量增加较快,细根的生物量占根系总生物量的17～28;到60 a以后细根生物量增长缓慢,细根生物量占根系总生物量的比例下降,一般在8～10.锐齿栎林细根生物量和细根占根系总生物量的比例随林龄的变化规律与油松相同;②海     

青钩栲人工林生态系统碳储量及其分配格局

对广西南宁良风江27年生青钩栲人工林生态系统的生物量尧碳密度尧碳储量及其空间分配特征进行了研究遥结果表明院青钩栲人工林不同器官的平均碳素密度为459.6~491.9 g/kg袁其含量由高到低依次为院枯枝>干>根兜>中根>粗根>大枝>细枝>细 根>叶袁青钩栲各器官的碳素密度存在显著差异曰青钩栲人工林生态系统中的碳储量表现为院土壤层>乔木层>灌木层>凋落物层>草本层曰土壤碳素密度随着深度的增加逐渐降低袁碳素含量主要集中在0~40 cm的土层曰青钩栲人工林生态系统的碳储量为206.96t/hm2袁其中乔木层占39.61%袁灌木层占2.53%袁草本层占0.14%袁凋落物层占0.54%袁土壤层占57.18%曰乔木层中树干的碳储量最高袁为43.24 t/hm2袁占总碳储量的20.89%曰青钩栲人工林每年的净生产力为21.51 t/hm2袁净固碳量为8.80 t/hm2袁净碳素积累量为3.05 t/hm2袁有较好的碳汇潜力遥     

秦岭火地塘林区主要森林类型的碳储量和碳密度

【目的】火地塘林区地处我国秦岭南坡中段暖温带向亚热带气候的过渡带,对该林区主要森林类型及其碳储量和碳密度进行研究,可为我国森林生态系统碳平衡提供基础资料。【方法】基于生物量回归方程,计算火地塘林区主要森林类型(包括华山松(Pinus armandii)林、油松(P.tabulaeformis)林、锐齿栎(Quercus aliena var. acuteserrat)林、红桦(Betula albo-sinensis)林和华北落叶松(Larix principisrup prechtii)林)的碳储量和碳密度,并结合GIS软件进行数据的空间分析,将森林碳与空间景观格局有效结合起来。【结果】在空间格局上,大面积的天然次生华山松、红桦林集中分布在海拔2000 m以上地段;油松、锐齿栎林主要分布在海拔1900 m以下;而人工引种的华北落叶松大面积分布于海拔2200 m地势平坦的采伐迹地上。各森林类型中,碳储量以红桦林最高,其值达到19.4766×10-3Tg。碳密度以华北落叶松人工林最高,其值为(30.9097±13.9802)t/hm2,且分别与油松和华山松的碳密度具有显著差异(P<0.05)。各森林类型的平均生物量、碳储量和碳密度均随海拔高度的升高而增加。【结论】火地塘林区主要森林类型碳储量和碳密度的空间分布与森林的空间分布密切相关,具有水平和垂直地带性特征,其碳储量大小排序为红桦林>华山松林>锐齿栎林>华北落叶松林>油松林,碳密度大小排序为华北落叶松林>红桦林>锐齿栎林>华山松林>油松林。     

杉木观光木混交林C库与C吸存

对福建三明 2 7年生杉木观光木混交林和杉木纯林C库和C吸存的研究结果表明 ,混交林C库总量为2 2 2 5 0 8t hm2 ,比纯林增加了 2 1 85 %,其中活植物体部分和土壤碳库分别为 139 75 5t hm2 和 80 2 81t hm2 ,分别占C库总量的 6 2 81%和 36 0 8%.混交林和纯林杉木乔木层有机碳年均积累量 6～ 11年最大 ,分别达 7 35t hm2 和 5 79t hm2 .混交林乔木层 2 7～ 2 8年C净固定量为 7 970t hm2 ,折算成CO2 为 2 9 2 2 3t hm2 ,是纯林的 1 19倍 ,其中凋落物和死细根C年归还量分别为 2 5 2 8t hm2 和 0 871t hm2 ,分别是纯林的 1 0 5倍和 1 17倍 ;混交林和纯林中叶和枝C年归还量分别占凋落物C年归还量的 6 6 5 7%、2 3 81%和 6 1 0 3%、2 5 2 0 %;而 <0 5mm的枯死细根C年归还量分别占枯死细根C年归还量 6 0 %和 5 9%.凋落物中叶和枝及 <0 5mm的死细根是该森林生态系统有机碳归还的主体 .     

秦岭中段南坡锐齿栎林碳密度研究

【目的】量化秦岭中段南坡锐齿栎林碳密度,并分析其与林龄、地形因子的关系,为秦岭及全国森林碳储量与碳汇研究提供数据支持。【方法】在秦岭中段南坡不同立地条件下,设置锐齿栎林调查样地50块,通过样地调查和室内分析,推算秦岭锐齿栎林碳密度,并比较不同林层(乔木层、灌木层、草本层、枯落物层)和乔木层不同器官(干、根、皮、枝、叶)、林龄、地形因子(海拔、坡度、坡位、坡向)对锐齿栎林碳密度的影响及差异。【结果】秦岭中段南坡锐齿栎林碳密度平均值为101.40t/hm2,其中乔木层、灌木层、草本层、枯落物层碳密度所占比例分别为97.82%,0.60%,0.30%和1.28%,乔木层是锐齿栎林碳库的最重要组成部分;乔木层各器官碳密度占乔木层总碳密度的比例分别为:树干51.85%、树根22.36%、树枝14.77%、树皮7.61%、树叶3.41%,树干是锐齿栎乔木碳的主要贮存器官;锐齿栎林乔木层碳密度随林龄的增大而提高,幼、中龄林碳密度平均值分别仅为近成熟林碳密度的52.21%和59.91%。锐齿栎林乔木层碳密度随海拔升高呈先增后减的变化趋势,在海拔≥1 500~1 700m达到最大;另外,其随坡度的增加显著减小;不同坡位、坡向相比,以上坡位最大,下坡位最小,且以阳坡高于阴坡。【结论】秦岭中段南坡锐齿栎林植被层碳密度显著高于全国森林碳密度平均值;由于该区锐齿栎林以幼龄林和中龄林为主,因而仍有较大的固碳潜力;为了提高锐齿栎林的碳汇能力,应加强科学经营和管理,尽量减少对锐齿栎林的不必要人为干扰。     

小陇山林区主要林分凋落物水文效应

对小陇山林区锐齿栎、油松、日本落叶松、山核桃、华山松、阔叶混交6种林分凋落物的现存量、持水量、最大持水率和分解速率进行研究。结果表明:不同林分类型的凋落物现存量(t·hm-2)差异较大,依次为华山松(48.16t·hm-2)>油松(35.72t·hm-2)>日本落叶松(25.58t·hm-2)>山核桃(13.20t·hm-2)>锐齿栎(8.52t·hm-2)>阔叶混交(6.16t·hm-2)。华山松年分解速率为11.2%,仅相当于锐齿栎的1/3。6种林分的凋落物持水量也不同,日本落叶松、华山松、油松、锐齿栎、山核桃、阔叶混交林分凋落物的持水量分别为:21.55、19.64、18.23、14.84、9.88t·hm-2和8.07t·hm-2,现存量越高,持水量越大,水源涵养功能越强。6种林分凋落物最大持水率依次为锐齿栎>阔叶混交>山核桃>日本落叶松>油松>华山松,树种间差距较大。锐齿栎凋落物水源涵养能力最强,华山松最弱。     

甘肃小陇山锐齿栎林生物量及其碳库研究

为准确估计甘肃小陇山锐齿栎林的碳库大小,根据513块标准地和178株标准木资料分析,建立了锐齿栎的各器官生物量回归方程,对其生物量进行了测定和研究;并应用干烧法对锐齿栎林下14种灌木、10种草本植物的不同器官和林分的枯落物有机含碳率进行了测定,同时利用生物量标准地资料对该林分的乔木层平均含碳率进行了分析;估算了锐齿栎林的碳库大小.结果表明:小陇山林区锐齿栎林分生物量为84.047 2 t/hm2;锐齿栎的器官平均含碳率为0.465 3,其林分的乔木层平均含碳率为0.467 6;小陇山锐齿栎林的现存碳贮量为39.222 5 t/hm2.     

太岳山3种林型碳储量及其空间分配格局

以山西太岳山自然保护区油松林(Pinustabulaeformis forest,PF)、辽东栎林(Quercusliaotungesis forest,QF)、油松辽东栎混交林(mixed forest,MF)为研究对象,计算了3种林分类型的碳储量及其在乔木层、灌木层、草本层、地表凋落物和0~20 cm土层中的分配比例.结果表明:PF、QF和MF的碳储量分别为123.01、153.53、132.93 t·hm~(-2),其地上碳储量分别占总碳储量的70.83%、60.94%、57.50%;地上碳储量以乔木层最高,其占总碳储量的比例在PF、QF、MF中分别是65.96%、58.07%、54.01%;3种林型灌木、草本和地表凋落物的碳储量较少,占总碳储量的比例不到5%;PF、QF、MF、0~20 cm土层有机碳储量分别为57.88、54.07、33.45 t·hm~(-2),占总有机碳储量的比例分别为33.04%、36.43%和23.85%;根系碳储量在PF、QF和MF中分别为2.04、1.92、1.49 t·hm~(-2),占其总碳储量的1.74%、1.26%、1.19%.太岳山3种林分类型碳储量的空间分配格局为地上乔木层、表层土壤、根系中的碳储量比例约为6∶3∶1.     

暖温带-亚热带过渡区鸡公山不同海拔天然松栎 混交林生态系统碳库特征

河南省鸡公山位于暖温带-亚热带过渡区,马尾松(Pinus massoniana Lamb)栎类混交林是该区域的典型林分类型。分别在鸡公山海拔200、400和600 m的天然松栎混交林分中设置样地,调查分析松栎混交林生态系统土壤碳密度和碳储量,测定林下植被层和凋落物层碳储量,用生物量方程法估测了乔木层各组分的生物量及碳储量,并与鸡公山天然落叶栎林生态系统总碳储量作了比较分析。结果表明,松栎混交林生态系统总碳储量为179.74t·hm-2,空间分布特征表现为乔木层(97.57 t·hm-2)土壤层(70.56 t·hm-2)凋落物层(10.57 t·hm-2)灌木层(0.83 t·hm-2)草本层(0.21 t·hm-2)。在不同采样层次上碳含量存在显著差异。200、400和600 m 3个海拔高度上,松栎混交林生态系统仅在土壤层碳储量存在显著差异(P0.05),其他各层次差异均不显著;土壤层碳储量随着海拔升高而显著增加,随着土层深度增加而显著降低(P0.05)。松栎混交林生态系统总碳储量与林分密度正相关,随着样地林分密度的增加而呈现上升趋势。松栎混交林总碳储量高于落叶栎林,但二者之间没有显著差异。这些结果揭示了该地区松栎混交林生态系统碳储量的分布特征,也为当地碳汇林业的经营提供了依据。     

不同林龄刺槐人工林碳储量及分配规律

为研究林龄对刺槐林生态系统碳储量的影响,在样地调查与实测生物量的基础上,对河南省洛宁县灌木林人工改造的8、15和22年生刺槐人工林进行了研究,测定了刺槐林及同区域灌木林不同层次的的碳含量(乔木层、灌草层、枯落物层和土壤层(0~50 cm)),结合生物量及土壤数据分析其生态系统的碳储量和层次分布特征。结果表明,刺槐各器官碳含量在42.60%~50.92%之间,大小顺序为:树干树皮树枝根桩树叶粗根小根大根中根细根;各林分的灌草层、枯落物层碳含量无显著差异;土壤层碳含量均表现为随土壤深度增加而降低,而随着种植年限的增加而增加;灌木林及8、15和22年生刺槐人工林生态系统碳储量分别为78.96、99.78、110.85和132.75 t·hm-2,对比灌木林,8、15和22年生刺槐林碳储量年均增长量分别为2.60、2.13和2.44 t·hm-2·a-1;乔木层及土壤层是刺槐人工林生态系统碳储量的主要来源,两者占生态系统碳储量85.14%~96.63%。随种植年限增加刺槐林土壤层碳储量所占比重下降而乔木层碳储量比重逐渐上升,灌草层、枯落物层碳储量无明显变化规律。     

广东省无瓣海桑和林地土壤碳储量研究

【目的】探究广东省无瓣海桑Sonneratia apetala和林地土壤的碳储量,为开展广东省红树林生物量为基础的碳汇调查与监测提供基础数据,也为开展全国红树林碳汇监测提供经验和方法。【方法】以无瓣海桑及林地0～100 cm土壤为研究对象,构建适用于广东省范围内的无瓣海桑生物量模型,对比研究10个地区的无瓣海桑与林地土壤碳储量。【结果】无瓣海桑生物量模型为W=0.033(D_2H)~(1.002),决定系数为0.952,模型拟合效果较好。广东省无瓣海桑林的总面积为1 724.12 hm~2,总碳储量为536 801.09 t,植被碳密度为50.81 t·hm~(-2),土壤碳密度为260.54 t·hm~(-2),总碳密度为311.35 t·hm~(-2),植被碳密度为总碳密度的16.32%,土壤碳密度为总碳密度的83.68%。10个地区无瓣海桑林总碳储量依次为:深圳2 790.65 t潮州3 088.34 t惠州10 479.30 t江门13 800.58 t茂名17 116.43 t湛江55 610.15 t中山58 562.90 t汕头66 498.62 t广州134 938.18 t珠海173 915.93 t。【结论】广东省无瓣海桑林碳储量主要集中于土壤层,不同地区的立地条件不同,其土壤碳储量及植被碳储量差异明显。     

上海崇明生态农业园区花菜田的碳平衡

以上海崇明岛生态农业园区花菜Brassica oleracea var.botrytis田为研究对象,主要运用生物量法对花菜田植被碳储量、土壤呼吸及人工管理碳源进行测定,估算花菜田碳平衡情况,旨在通过对花菜田碳平衡的估算,探讨农田碳增汇减排措施。研究表明:①花菜在1个生育期内含碳率最小值为25.73%,最大值为41.61%,平均值为34.12%。②植被在成熟收割时植被碳储量为5.18 t·hm-2,土壤碳储量84.74 t·hm-2。③花菜田土壤呼吸速率在生长初期最高,然后逐渐减弱,土壤异养呼吸通量为2.38 t·hm-2。④生育期内人工碳源总排放量为1.81 t·hm-2。⑤花菜1个生育期净固碳量为0.99 t·hm-2,相当于固定二氧化碳4.01 t·hm-2。崇明岛花菜田碳平衡测定结果为微弱碳汇,针对地区土壤盐碱化现状,当前最主要增汇减排措施是合理配施有机肥,改善土壤,增加产量从而增加碳汇,其次还可以农林间种,调整人员管理结构,减少碳源。     

茂兰喀斯特原生林凋落物及矿质元素归还动态*

植物生长所需的大部分矿质元素均来自于凋落物归还给土壤的物质再循环,本研究对茂兰喀斯特原生林凋落物及矿质元素归还动态进行了定位观测。结果表明,凋落物年总凋落量为5248.6±838.5 kg.hm-2^,叶凋落量占总凋落量的68.2%,总凋落量与叶凋落量的凋落节律均呈双峰型,花果等的月凋落量与月均温度及月降水量均呈极显著正关性。原生乔木林叶凋落物中K、Ca、Mg、Fe、Mn、Zn、Na 7种矿质元素的月含量呈不规则变化,含量大小为Ca﹥Mg﹥K﹥Mn﹥Fe﹥Zn﹥Na。叶凋落物中K、Ca、Mg、Fe、Mn、Zn等矿质元素的月归还量与叶凋落物量的月动态相关性极显著。叶凋落物中Ca、Mg、K、Mn、Fe、Zn、Na的年归还量分别为89.03、13.03、10.01、0.82、0.77、0.14、0.07 kg.hm-2^,7种矿质元素的年归还量大小与其年均含量大小极显著正相关。     

采伐对长白山阔叶红松林生态系统碳密度的影响

采伐对森林生态系统碳密度和固碳能力有重要的影响,且影响的程度因采伐强度和方式不同而有巨大差异.以长白山地区原始阔叶红松林在不同采伐方式、采伐强度干扰后形成的次生林为研究对象,通过对2007至2009年建立的11块1 hm2永久样地中植被层、凋落物层和土壤层碳密度在采伐前后变化特征的分析,研究了采伐强度与恢复时间对阔叶红松林生态系统碳密度的影响.结果表明:在短期内,采伐导致了植被层和土壤表层(0-20cm)碳密度值的减少,其中植被碳密度与采伐强度有显著的线性负相关关系(y=-0.9x+91.17,R2=0.626,P＜0.01),而后,随着植被的恢复,生态系统碳密度增加,其中植被、土壤层碳密度呈显著线性正相关关系.根据植被碳密度与恢复时间之间的相关关系,确定以生态系统恢复、木材生产与固碳三者兼顾的合适采伐强度为30％,轮伐期为45a.     

城市香樟群落类型对土壤有机碳氮的影响

以上海城市人工绿地为研究对象,比较研究不同香樟群落类型土壤有机碳(SOC)、全氮(TSN)含量和垂直分布特征。结果表明:(1)各类型香樟群落显著影响0~40cm土层平均SOC(P0.05),其中0~20cm土层SOC变化范围在10.77~26.87g/kg,20~40cm土层变化范围在6.60~12.87g/kg,均表现为乔灌草结构的香樟混交林群落(MF)地被覆盖的香樟纯林群落(PF)土壤裸露的香樟纯林群落(BF);(2)0~40cm土层土壤TSN和C/N因群落类型而异,变化趋势与SOC相同,但差异性并不如SOC明显,总体而言碳素增加速度高于氮素;(3)群落叶凋落量与土壤有机碳和全氮分别显著正相关,R2达到0.9483和0.7176。混交林叶凋落量对土壤有机碳和全氮的增加效应大于纯林,提高了114.90%。研究表明,群落通过地上凋落物的输入和地下空间根系周转而影响SOC和TSN,城市配置香樟群落时,应考虑多树种混交,多层次搭配,增加地上和地下有机物输入量,提高土壤SOC含量,增强土壤碳汇能力。     

集水区尺度下东北东部森林土壤呼吸的模拟

IBIS模型是陆地碳循环模拟的有利工具,土壤呼吸是陆地碳循环的关键生态学过程,利用IBIS模型模拟估算土壤呼吸对陆地碳循环和全球变化研究具有重要意义。在地形数据、植被参数、土壤质地参数和气象数据支持下,利用改造后的IBIS模型模拟2004年张家沟集水区5种森林类型的土壤呼吸,以实测数据对模拟结果进行验证,并分析土壤呼吸时空格局及其与土壤温湿度的关系。结果表明:(1)改造后的IBIS模型模拟的土壤呼吸值与实测值相关性显著,可较好地用于集水区尺度的森林土壤呼吸模拟估算。(2)土壤呼吸年均值为571 gC m^-2 a^-1,年土壤呼吸空间格局与生长季土壤呼吸空间格局相似,均表现为高值区主要分布在北部、西南和东南区域,低值区主要分布在沟谷附近,该格局与集水区的地形、植被及其组合等因素有关。(3)生长季内,5种森林类型土壤呼吸的季节性变化均呈单峰曲线形式,土壤呼吸峰值均出现在7月,其中落叶松林峰值最低,为85.5 gC/m²,杂木林峰值最高,为146.3 gC/m²。(4)5种森林类型的土壤呼吸值与5 cm深土壤温度存在极显著的指数关系,与土壤湿度的相关性较低,土壤温度的变化可以解释土壤呼吸约70%的季节变化。     

陕北黄土区不同林地土壤有机碳含量研究

为探究黄土高原植被恢复对深层土壤碳库的影响,选取退耕还林第一县陕北吴起县金佛坪流域5种植被恢复类型（山杏林（Armeniaca sibrica）,油松林（Pinus tabulaeformis）、沙棘林（Hippophae rhamnoides）、刺槐林（Robinia pseudoacacia）、小叶杨林（Populus simonii））和以自然恢复为主的荒草地为研究对象,通过调查0～1 000 cm土层土壤有机碳含量,并计算土壤有机碳储量,分析不同植被类型的土壤有机碳剖面分布和差异。结果表明：在总体上,土壤有机碳在0～60 cm出现快速下降,60～1 000 cm出现不明显的波动变化,其中40～260 cm土层,小叶杨林地土壤有机碳含量明显最高。不同植被恢复都具有固碳效益,且不同植被土壤有机碳含量差异显著（P＜0.05）。不同植被土壤有机碳储量：小叶杨（18年）（301.51 t·hm^-2）＞刺槐（19 年）（249.86 t·hm^-2）＞沙棘（18年）（242.14 t·hm^-2）＞山杏（8年）（226.08 t·hm^-2）＞油松（5年）（182.91 t·hm^-2）＞荒草地（160.45 t·hm^-2）,这可能是由于不同树龄和植被类型导致的结果。深层（100～1 000 cm）土壤有机碳储量占0～1 000 cm剖面有机碳储量的73%～84%。深层土壤有机碳含量颇丰,在今后碳汇评估中不容忽视。     

桂东典型针阔林分凋落物及土壤持水特征

Comparison of water holding capacity of litter layer and soil layer of different forest types Taking Chinese fir pure forest, eucalyptus pure forest, masson pine pure forest, mixed forest of Chinese fir and Phoebe crenata as the research object, the water holding capacity of soil layer and litter layer of four forest types was compared and analyzed by fixed sample monitoring, ring knife sampling and soaking method. The results showed that the water holding capacity of soil layer and litter layer of the four stand types were different; The mixed forest of Cunninghamia lanceolata and Phoebe fortunei in the litter layer has the highest natural water content and the maximum storage capacity, which are 65.86% and 2.62 t/hm2 respectively; The eucalyptus pure forest and the Chinese fir pure forest have the maximum water capacity and the effective storage capacity, which are 4.77 t/hm2 and 2.01 t/hm2 respectively. In terms of total porosity index, the highest total porosity of pure Chinese fir forest is 35.85%, and the soil water holding capacity is the best. The soil layer storage capacity of all forest types accounts for more than 85%, and the effective storage capacity and comprehensive water capacity of pure Chinese fir forest are the largest, with the comprehensive water capacity of 49.56t/hm2,The results showed that the soil layer of typical coniferous and broad-leaved forest in eastern Guangxi is the main body of water conservation, and the litter layer plays an important auxiliary role in improving the water regulation function of soil.