不同林龄序列杉木实生林和萌芽林碳储量分配特征

以赣西南杉木实生林和萌芽林为研究对象,通过野外样地调查和室内化学分析方法,揭示了不同龄组实生林和萌芽林的碳储量分配特征,为其可持续经营提供科学依据。结果表明:不同龄组杉木实生林乔木层碳储量均高于萌芽林乔木层碳储量。杉木实生幼龄林乔木层碳储量为9.63t/hm~2,中龄林为42.14t/hm~2,近熟林为69.15t/hm~2,成熟林为105.21t/hm~2;年均固碳量分别为1.69,2.63,3.01,3.39t/hm~2,不同龄组的树干碳储量分别占整个乔木层的50.36%,70.60%,73.86%,77.58%。杉木萌芽幼龄林乔木层碳储量为8.42t/hm~2,中龄林为23.58t/hm~2,近熟林为48.54t/hm~2,成熟林为75.26t/hm~2;年均固碳量分别为1.21,1.57,2.11,2.59t/hm~2,不同龄组的树干碳储量分别占整个乔木层的54.28%,66.12%,71.92%,73.70%。杉木实生林和萌芽林的土壤碳储量均是中龄林最低,成熟林最高。实生林各龄组土壤碳储量大小为:成熟林(153.21t/hm~2)近熟林(138.17t/hm~2)幼龄林(128.30t/hm~2)中龄林(113.11t/hm~2)。萌芽林各龄组土壤碳储量大小为:成熟林(154.03t/hm~2)近熟林(138.28t/hm~2)幼龄林(130.20t/hm~2)中龄林(117.05t/hm~2)。在密度相近的情况下,除幼龄林外,同一龄组的萌芽林总碳储量均小于实生林。同一龄组实生林和萌芽林的乔木层碳储量均有显著性差异(p0.05),而总碳储量幼龄林与中龄林无显著性差异,近熟林与成熟林有显著性差异。引起杉木实生林和萌芽林碳储量分配差异性的主要原因是生长规律和经营管理的不同。总体而言,萌芽林的林下植被组成丰富,灌木层、草本层和凋落物层的固碳能力较强,在水土保持功能方面要优于实生林。     

山西太岳山不同林龄油松林生物量及碳储量研究

基于山西太岳山油松林5种林龄序列(18,20,25,38和42年生)来研究地上和地下各部分生物量和碳储量分配情况。结果表明:18,20,25,38和42年生油松林地上部分和地下部分不同器官碳素密度波动分别为0.411 2~0.556 0,0.424 8~0.532 8g/g。地上和地下部分总生物量随着林龄的增加逐渐增加,各器官碳储量与生物量呈显著正相关。不同林龄油松林地上部分碳库分别为38.18,42.28,56.64,86.36,95.74t/hm2,地下部分碳库分别为8.58,8.46,8.92,19.92,38.70t/hm2。树干在碳库比例中最大,其次是根桩、活枝,最小的是树皮,分别占油松林总碳储量的30.90%~54.70%,11.93%~28.41%,8.55%~15.77%和0.45%~0.88%。油松林地下部分与地上部分碳储量的比值从18年生的0.22快速降低到25年生的0.16。油松林的固碳潜力随着林龄的增加而逐渐增加,从25~42年生的油松林成熟期是碳积累的重要阶段。     

陕西油松人工林下枯落物层生物量及其碳储量

以我国北方主要造林树种油松(Pinus tabulaeformis)为研究对象,通过对陕西省北部(陕北)、中部(关中)、南部(陕南)不同生物气候区内不同龄阶油松人工林下枯落物量及其碳储量进行调查分析。结果表明:幼龄林阶段后,不同生物气候区人工油松林林下枯落物含碳率在不同林分发育时期无明显规律;不同区域人工油松林下枯落物含碳率表现为陕南地区幼龄林含碳量明显高于陕北地区,其它林龄阶段含碳率也未表现出明显规律。陕北,关中和陕南地区油松林枯落物生物量和碳储量,均随林龄的增大逐渐增大;不同纬度下,中龄林和近熟林下枯落物生物量和碳储量呈陕北>陕南>关中的趋势,并未表现出随纬度降低而减小的趋势。     

黔中地区不同林龄杉木人工林碳贮量及其分配特征

在贵州中部开阳县选择不同林龄的杉木人工林,设置固定样地进行植被和土壤调查,分析黔中地区杉木人工林生态系统碳素的垂直空间结构、植被碳的层次分布与器官分配及杉木人工林碳贮量与林龄及林冠郁闭度等因子的关系。结果表明,杉木人工林生态系统碳贮量(t/hm2)表现为中龄林(140.08)近熟林(128.77)幼龄林(106.35),杉木人工林平均生态系统碳密度(t/hm2)为125.07,其垂直空间分布特征表现为土壤层(77.72)植被层(45.95)枯落物层(1.39),分别占生态系统碳贮量的62.14%,36.75%和1.11%,其中的植被碳贮量在乔木层、灌木层和草本层各层的分配比例分别为98.93%,0.83%和0.24%。杉木林各植被层碳贮量的器官分配表现为乔木层各器官的碳密度(t/hm2)大小依次为树干(15.10~24.66)树根(4.68~14.70)树叶(4.05~12.69)树枝(3.53~5.56),灌木层依次为枝干(0.10~0.47)根(0.07~0.19)叶(0.02~0.11),草本层地上部分(0.05~0.08)根(0.03~0.04)。杉木人工林碳贮量与林龄的关系表现为土壤碳贮量和生态系统碳贮量随林龄的增长呈先下降后升高的变化过程,植被碳贮量呈持续增加趋势。基于统计分析结果,植被碳贮量在林分郁闭度为0.65左右达到最高,生态系统碳贮量在0.8左右达到最大。     

黄河流域森林植被碳储量分布特征及动态变化

根据四次全国森林资源清查数据,结合生物量估算模型及植被含碳系数,研究了黄河流域森林植被碳储量、碳密度的分布特征及动态变化。结果表明:（1）1989-2008年期间黄河流域森林植被总碳储量由131.15 Tg C增加到265.63 Tg C,且占全国森林植被碳储量的比例从2.83%增加到4.18%;期间森林植被的平均碳密度为34.47~39.00 Mg/hm²。（2）从林龄来看,2004-2008年期间黄河流域森林植被碳储量在各林龄组的分布差异不大,介于46.64~68.31 Tg C之间;天然林碳储量主要分布在中龄林、过熟林、成熟林、近熟林;人工林碳储量主要集中在幼龄林和中龄林。流域内森林植被、天然林及人工林平均碳密度均随着林龄增加而表现出上升趋势。（3）从森林起源来看,黄河流域天然林碳储量是人工林的3.5~4.5倍,且随着时间推移,天然林和人工林的碳储量均表现出增加趋势。（4）从不同河段来看,黄河流域森林植被碳储量主要集中于黄河上中游地区,占全流域的97%以上;2004-2008年期间黄河流域上、中、下游的森林植被碳储量比1999-2003年期间分别增加了7.61%,13.13%和136.98%。研究表明黄河流域森林植被碳储量占同期全国碳储量的比例呈增加趋势,且未来固碳潜力巨大,将在全国森林碳汇中发挥重要作用。     

合肥市森林碳储量及碳密度研究

利用合肥市第7次森林资源清查资料,对各县（区）森林面积、生物量及其年龄结构进行统计,依据建立的不同森林类型生物量和蓄积量之间的回归方程,估算全市森林蓄积量,并根据含碳率推算森林碳储量和碳密度。结果表明：全市森林多集中在三县,以中幼林为主,森林总面积为47 983.4 hm^2,蓄积量为523 239 m^3,生物量为231 260.87 t,碳储量为115 630.43 t,碳密度为2.41 t/hm^2;以杨类的面积最大,马尾松的生物量、蓄积量和碳储量最大;森林面积以幼龄林最大,随年龄增加而减少;中龄林的蓄积量、生物量、碳储量最高,蓄积量和生物量随年龄的增长先增加后减少;碳密度则是近熟林最高,为12.45 t/hm^2,幼龄林最小,只有0.32 t/hm^2。杨类在整个年龄阶段碳密度相对较大,有利于碳储存,但幼龄林较多,总的碳储量偏小,而且杨类的轮伐期较短,因此,应考虑对现有森林的抚育和管理以及后继树种的筛选,实现社会可持续发展。     

贵阳市不同林龄马尾松林凋落物储量及持水特性

以贵阳市花溪区孟关林场不同林龄马尾松人工林为研究对象,采用时空替代法,选取不同林龄样地依次为林窗（对照）、幼龄林、中龄林、成熟林、过熟林5个样地,通过野外调查和室内分析的方法,对贵阳地区不同林龄马尾松林凋落物的储量及持水特性进行了研究。结果表明:不同林龄马尾松人工林凋落物储量及其持水特性存在显著差异（p < 0.05）,呈现先增后减的趋势,均表现出成熟林最大,幼龄林最小,其中,成熟林凋落物储量、最大持水量、最大持水率、有效拦蓄量分别为:35.29 t/hm²,84.48 t/hm²,239.49%,38.31 t/hm²;幼龄林凋落物储量、最大持水量、最大持水率、有效拦蓄量分别为:10.19 t/hm²,12.33 t/hm²,120.38%,6.71 t/hm²;吸水速率开始0.25 h内最快,表明马尾松凋落物可在短时间发挥截水作用。通过对贵阳市不同林龄马尾松凋落物储量及持水性的对比得到:贵阳市马尾松成熟林具有最佳的生态水文特性。     

不同林龄华北落叶松人工林枯落物储量及持水特性研究

对3种不同林龄阶段的华北落叶松人工林林下枯落物储量及其持水特性进行分析的结果表明:枯落物储量幼龄林、中龄林、近熟林分别为42.23、57.11、65.00t/hm2;各林龄林下枯落物最大持水量均是未分解层小于半分解层,未分解层最大持水量是其风干重的280%～374%,半分解层最大持水量是其风干重的408%～466%;3种林龄按林下枯落物未分解层持水量大小排序为近熟林>幼龄林>中龄林,按半分解层持水量大小排序为近熟林>中龄林>幼龄林。各林龄各层枯落物持水量与浸水时间之间的最佳拟合关系式为W=alnt+b;各林龄各层次枯落物吸水速率与浸水时间之间的关系式为S=ktn,在0—1h内吸水速率急剧下降,1h以后下降平缓,吸水作用逐渐减小。     

不同林龄湿地松叶、枝、根与土壤的生态化学计量及稳态性特征

为明确江西省湿地松(Pinus elliottii)人工林生态系统中器官与土壤养分的分配规律和稳定机制,在江西省泰和县石溪林场选择幼龄林、中龄林和成熟林阶段的湿地松人工林为研究对象,探讨其叶-枝-根-土壤的碳(C)、氮(N)、磷(P)含量及生态化学计量特征,分析湿地松不同器官与土壤养分的耦合关系和稳态性特征。结果表明,湿地松不同器官C、N、P含量均值随林龄的增加呈“V”型变化,均在中龄林阶段最低,分别为518.10、3.22和0.71 g·kg^-1;而各器官C∶N值与C∶P值随林龄的增加先上升后下降,在中龄林达到峰值,说明中龄林为湿地松的速生期,对N、P元素的消耗大。土壤N含量和N∶P值随林龄的增加不断上升,而土壤C∶N值则持续下降,说明土壤N矿化能力随林龄的增加逐渐增强;成熟林阶段土壤C∶P值和N∶P值均高于其他林龄,表明成熟林阶段土壤P较匮乏。针叶N、C∶N、N∶P,枝C、C∶N、N∶P和根C、P、C∶P稳态性模型回归结果不显著,具有绝对的稳定性。针叶P、枝P的稳态性等级分别为弱敏感态和敏感态。不同器官N∶P的内稳性指数(H_N∶P)大小关...     

黔中不同龄组柳杉人工林枯落物水源涵养能力综合评价

为了解不同林龄柳杉人工林枯落物的水源涵养能力,为森林水土保持措施的确定和实施提供依据,于2018年10月选取平坝区大坡林场5个龄组柳杉人工林作为研究对象,采用烘干法和实验室浸水法对枯落物的持水性能进行研究,并采用熵权法对柳杉人工林5个龄组枯落物水源涵养能力进行综合评价。结果表明:(1)随着柳杉人工林的生长发育,枯落物储量及持水特性呈现先增加后减小的趋势,表现出成熟林最大,幼龄林最小。其中成熟林枯落物厚度为7.40cm,蓄积量为2.21t/hm^2,最大持水量为6.46t/hm^2,最大持水率为265.14t/hm^2,有效拦蓄量为3.94t/hm^2,有效拦蓄率为175.74%。(2)利用熵权法计算出柳杉人工林5个龄组枯落物的水源涵养能力为成熟林(11.46)>近熟林(10.79)>过熟林(8.26)>中龄林(4.83)>幼龄林(3.94),柳杉成熟林具有最佳的水源涵养能力。     

北京市松山天然油松林生态系统的碳储量

[目的]分析北京市松山地区天然油松林生态系统碳储量,为研究区天然油松林的碳固定和碳储量管理研究提供理论依据。[方法]以北京市松山天然油松林生态系统为研对象,设置标准样地进行乔木。灌木。草本。凋落物调查,采集并分析0—100cm土层土样,根据相关方程计算出生态系统以及各个层次的碳储量。[结果]植物体含碳率变化在42.39%~49.95%,0—100cm土壤含碳率变化在0.26%~1.31%。天然油松生态系统碳储量为147.24 Mg/hm2,其中植被碳储量为57.14 Mg/hm2,占生态系统碳储量的36.7%,植被各层碳储量的顺序为乔木(54.93Mg/hm2)灌木(0.45Mg/hm2)草本(0.29Mg/hm2);土壤碳储量为66.35 Mg/hm2,占生态系统碳储量的46.30%,分别是植被碳储量的1.16倍和凋落物碳储量的2.79倍,且随着土层深度的增加而递减;凋落物碳储量为23.75 Mg/hm2,占生态系统碳储量17%。[结论]松山地区天然乔木对植被碳储量的贡献率最大,松山地区天然油松林植被含碳率表现为:乔木灌木草本凋落物。     

青冈栎混交林生物量及碳储量分布特征

以湖南永顺43年生青冈栎混交林为研究对象,采用平均木法和样方收获法测定乔木层生物量和林下植被层生物量,采用重铬酸钾—水合加热法测定样品碳素含量,对林分各组分的生物量和碳储量分布特征进行研究。结果表明:青冈栎混交林单位面积生物量为320.03t/hm~2,各组分单位面积生物量由大到小的排列顺序为乔木层、枯落物层、灌木层和草本层。林分单位面积碳储量高达389.43t/hm~2,其中植被层和土壤层分别为249.02,140.41t/hm~2。林分内青冈栎、栲树和杉木单株平均蓄积分别为0.156 1,0.2912,0.296 0m~3,单株平均碳储量分别为103.85,99.15,97.90kg。青冈栎属于生长速度较慢但木材密度大的树种,单株平均蓄积仅有栲树和杉木的单株平均蓄积的1/2左右,但其单株平均生物量和碳储量却比栲树和杉木的单株平均生物量和碳储量要高,表明树种碳汇能力的高低并不完全取决于树种生长速度的快慢,这对今后生态公益林树种的选择提供了一个新的方向。     

华北落叶松人工林碳汇功能的研究

以河北省木兰林管局14～59年生华北落叶松人工林为对象, 研究树木不同器官和林分不同组分水平的生物量与碳储量.结果表明, 华北落叶松树干碳储量在树木总储量中所占比重最大, 林地土壤和林木碳储量所占林分碳储量的比重最大.华北落叶松人工林林分碳密度为平均206.02 t·hm-2;林木碳密度为27.58 t·hm-2, 林地土壤碳密度为157.14 t·hm-2.以林木蓄积量(M)为基础的林木生物量(W)与碳储量(C)的拟合方程为:W =10.210 1+ 0.732 1M, C=5.188 4+0.373 6M;以林龄(A)和优势木平均高(H)为基础的林地土壤碳密度(Soc)拟合方程为:Soc=-24.635 6-5.606 1A+14.936 0H+0.439 8AH.在此基础上计算得出, 木兰林管局华北落叶松人工林总碳储量约为571.43×104 t, 其中林木生物量约150.00×104 t、碳储量约为76.49×104 t, 土壤碳储量约435.85×104 t.     

徐州市石灰岩山地不同植被恢复模式的碳储量

[目的]研究不同造林模式的碳储量,为区域碳汇森林的营建提供理论依据。[方法]以江苏省徐州市石灰岩山地分布普遍的6种植被恢复模式为研究对象,对其碳储量及其分配格局进行了计算。[结果]6种植被恢复模式总碳储量的变化范围在28.379~46.561t/hm2之间,表现为侧柏(Platyclatdus orientalis)×梧桐(Firmiana simplex)侧柏×女贞(Ligustrum lucidum)侧柏×枫香(Liquidambar formosana)侧柏侧柏×栾树(Koelreuteria paniculata)侧柏×黄栌(Cotinus coggygria)。土壤碳储量占总碳储量的54.333%~78.290%。植被碳储量占总碳储量的20.213%~44.414%。枯落物碳储量占总碳储量的0.582%~3.897%。[结论]土壤碳储量是不同植被恢复模式总碳储量的主体。保护石灰岩山地现有土层,防治水土流失及频繁的人为扰动对于维持土壤碳储量具有重要作用。加强对侧柏的养护管理,配置适宜的阔叶树种可以有效地增加植被的固碳潜力。     

花椒林在喀斯特石漠化治理中的碳汇效益

[目的]评价石漠化地区花椒林的碳汇功能,为石漠化治理工程的碳汇效益提供技术示范与参考。[方法]以贵州省花江喀斯特石漠化治理示范区生态环境综合治理模式下顶坛花椒(Zanthoxylum planispinum)为研究对象,依据当地的石漠化现状,通过测定强度、中度和轻度石漠化和不同龄级的花椒林生物量、土壤深度和持土量,对花椒林碳汇量进行估算。[结果]石漠化程度越高,花椒林碳汇量越低,反之,石漠化程度越低,花椒林碳汇量越大,其中轻度石漠化花椒林碳密度为3.24t/hm2,中度石漠化为3.12t/hm~2,强度石漠化为2.81t/hm~2,轻度中度强度;随着土壤深度和持土量的增加,花椒林碳汇量也呈现增加的趋势。[结论]花椒林的平均碳密度为3.06t/hm~2,花椒林的综合最优碳汇经济效益为1.92×10~4~2.56×10~4元/hm~2。     

秦皇岛市森林植被碳储量、碳密度及其空间分布

[目的]分析区域森林资源的碳储量大小及分布规律,为地方森林碳汇经营管理和规划提供科学依据。[方法]基于河北省森林资源清查数据,乔木树种采用方精云建立的生物量换算因子连续函数法,灌木和经济林采用平均生物量法,结合不同树种分子式含碳率,对秦皇岛市森林植储量和碳密度进行了估算,并运用ARCGIS软件对其空间分布进行了分析。[结果]2005年,秦皇岛市森林植被总碳储量为4.30×106 t,森林植被平均碳密度为11.72t/hm2。全市各区县森林植被碳储量空间分布上有显著差异,表现为"北部山区和中部丘陵高,南部平原低"的空间格局,而植被碳密度呈现相反的趋势。林分碳储量占总碳储量的56.04%,林分平均碳密度为12.09t/hm2。林分针阔分明,阔叶林碳储量略大于针叶林碳储量,天然林碳储量大于人工林碳储量。全市林分碳储量以中、幼龄林为主,二者各自占林分总碳储量的24.07%和56.31%。[结论]未来秦皇岛市森林植被仍具有较大的固碳能力。     

晋西黄土区典型林分枯落物层水文生态特性研究

选择山杨栎类次生林（以下简称次生林）、刺槐林、侧柏林、油松林为研究对象，通过样地调查，结合室内浸泡方法，对比分析枯落物（未分解层、半分解层）的水文特征指标，研究典型林分枯落物层水文生态特性。结果表明：（1）枯落物厚度为3.93~4.95 cm，刺槐林最大，油松林最小；蓄积量为次生林最大（19.28 t/hm²），侧柏林（18.03 t/hm²）和刺槐林（17.57 t/hm²）次之，油松林最小（14.73 t/hm²），未分解层蓄积量小于半分解层。（2）枯落物最大持水量（率）为30.92~61.31 t/hm²（197%~320%），次生林最大，依次为刺槐林、侧柏林，最小为油松林。（3）枯落物有效拦蓄存在显著差异（P>0.05），表现为次生林（31.29 t/hm²） > 刺槐（22.20 t/hm²） > 侧柏（18.19 t/hm²） > 油松（13.94 t/hm²），有效拦蓄率为107%~173%。（4）在浸水2 h内，枯落物持水量和吸水速率变化以次生林与刺槐林最为迅速，半分解层较未分解层变化迅速；持水过程中，两者与时间分别呈对数函数（R²>0.89）和幂函数关系（R²>0.99）。在4种林地中，次生林林下枯落物水文生态潜力最优，油松纯林最差，表现为次生林 > 刺槐 > 侧柏 > 油松。刺槐是除次生林外的3种人工林中最优林种。建议研究区内合理优化恢复树种配置，以提高水文生态功能。     

山西省油松人工林的生产力及经营潜力

[目的]研究山西省油松林生产力动态变化规律,以潜在生产力为目标,对油松人工林生产力提升空间进行预测,为区域林分提质增效提供科学指导。[方法]采用分层法和收获法,结合相对生长模型建立油松单木生物量回归方程;采用"累积法"和Thornthwaite memorial模型估算林分现实生产力和潜在生产力。[结果]油松林生产力与林龄有着密切的关系,随着林龄的增加,油松林生产力先增加,成熟期开始下降,全省油松林现实生产力平均为4.462t/(hm2·a);乔木层生产力幼林龄期最小,贡献率占72.17%,随着林龄增加,生物量总量继续增加,生产力在近熟林晚期开始下降;草本层贡献率最大值出现在幼龄林期21.16%,而后逐渐降低,相反,灌木层生产力贡献率逐渐增大,林分成熟初期其贡献率超过草本层,是林分结构调整关键期;油松林平均潜在生产力为8.422t/(hm2·a),以此为目标,油松林生产力提质增效至少有32%的空间。[结论]山西省油松林生产力提质增效空间为32%,油松林生产力首要限制因子为降雨。     

城市水源地5种森林枯落物水文效应特征

[目的]探讨云南省蒙自市菲白城市水源地5种主要森林类型林下枯落物的持水效应特征,为菲白水源地营造水土保持林、水源涵养林提供理论依据。[方法]利用样方调查法、烘干法、浸泡法对其枯落物蓄积量、持水量、吸水速率、最大持水能力和拦蓄量等进行了研究。[结果]各林分总蓄积量相差较大,依次为:杉木林华山松+杉木人工柏树林青冈栎+云南松人工桉树林;不同森林类型枯落物最大持水量变化范围7.85~13.91t/hm2,最大持水率为165.85%~242.45%,最大拦蓄量为7.48~12.62t/hm2,有效拦蓄量为6.53~11.03t/hm2;5种森林枯落物持水量与时间呈较显著的对数函数关系,各层与浸水时间之间存在着显著的幂函数关系。[结论]综合比较5种森林类型的持水性能,杉树的持水能力较好,能够很好地涵养水源。