江苏省森林生态系统碳汇现状研究

在2011—2012年江苏省样地野外调查的基础上,结合江苏省2010年森林资源二类调查的结果,计算出江苏省森林生态系统的碳储量和碳密度。结果表明:截止到2012年,江苏省森林生态系统总碳储量为179.16Tg C。其中乔木层、灌草层、凋落物层和土壤层的碳储量分别为57.95,6.90,14.44,99.87Tg C,占总碳量的32.44%,3.85%,8.05%,55.66%。江苏省森林生态系统的平均碳密度为143.00T/hm2。各层的碳密度大小为:土壤层(83.65 T/hm2)乔木层(51.43T/hm2)凋落物层(5.24T/hm2)灌草层(2.66T/hm2)。林分类型不同,其碳储量和碳密度存在很大差异,其中落叶阔叶林碳储量最大为102.03Tg C,竹林碳储量最小为3.90Tg C;常绿阔叶林碳密度最大为170.97 T/hm2,落叶阔叶林碳密度最小:109.99 T/hm2。从龄组看,全省森林碳储量主要集中10a以下林、10~20a林,分别为11.36,27.92Tg C,两者占全省总碳储量25.07%,61.63%。植被地上生物量与土壤特性相关分析表明:土壤碳含量、氮含量与植被地上生物量均呈正相关,其中氮含量与地上生物量有较显著的正相关关系(p=0.03),各土层含水量与地上生物量的相关性不明显。     

灰木莲人工林碳贮量及其分配特征

对广西南宁市高峰林场46年生灰木莲人工林生态系统碳素贮量及其分配格局进行系统研究。结果表明,灰木莲各组分碳素含量变化范围为476.8~532.5 g/kg,各器官碳素含量为树干>树根>树枝>树皮>树叶,土壤层(0~80 cm)碳素含量为10.36 g/kg,不同土层碳素含量随土壤深度增加而降低。灰木莲人工林生态系统总碳贮量为236.70 t/hm2,其中乔木层碳贮量(118.03 t/hm2)最大,占生态系统总碳贮量的49.86%;灌木层碳贮量为2.00 t/hm2,占0.84%;草本层碳贮量为1.18 t/hm2,占0.50%;现存凋落物碳贮量为3.48 t/hm2,占1.47%;土壤层有机碳贮量为111.71 t/hm2,占47.19%。灰木莲人工林生态系统乔木层碳素年净固定量为3.72 t/(hm2·a),各组分碳素年净固定量大小依次为:树干>树叶>树根>树枝>树皮。     

南亚热带中山区铁坚油杉生物量及碳储量研究

分析了南亚热带中山区的铁坚油杉天然林乔木层、灌木层、草本层和凋落物层的生物量和碳储量以及分配格局,为提高该地区碳储量提供参考依据。在天然铁坚油杉林内设定标准样地,采用标准样方收获法和标准木法测定生态系统的生物量和碳储量。(1)铁坚油杉天然林生态系统总生物量为239.61 t/hm~2,乔木层为237.65 t/hm~2,灌草层为0.18 t/hm~2,凋落物层为1.78 t/hm~2,生物量主要集中在乔木层。(2)植被层各组分有机碳含量相差不大,为介于465.22~512.17 g/kg之间;各组份间的碳含量无显著性差异,0~20 cm层土壤层碳含量高达12.55 g/kg,土壤层碳含量随着土壤深度增加而逐渐降低,随着深度增加碳含量降低程度变小。(3)生态系统总碳为134.55 t/hm~2,其中植被层为68.45 t/hm~2,乔木层为67.54t/hm~2,碳储量相对高,植被层的碳储量主要集中在乔木层,所占比例高达98.70%;土壤层碳储量为66.10 t/hm~2,该生态系统碳储量集中在土壤层和乔木层,且两者所占比例接近,分别为50.20%、49.13%。铁坚油杉天然林生态系统生物量和碳储量相对较高,土壤固碳能力较强,应进行合理保护利用。     

陇东黄土高原沟壑区刺槐和油松人工林的生物量和碳密度及其分配规律

【目的】基于陇东黄土高原沟壑区刺槐人工林和油松人工林样地调查数据,分析其生物量、碳含量、碳密度及其分配规律,为该地区人工林碳效益估算提供基础数据。【方法】以陇东黄土高原沟壑区12年生刺槐人工林和12年生油松人工林为研究对象,采用样地调查与生物量实测的方法,研究刺槐人工林和油松人工林乔木不同器官、灌草层和枯落物层生物量,以及刺槐人工林和油松人工林乔木层、灌草层、枯落物层和土壤层碳储量及其分配特征。【结果】刺槐人工林乔木层平均碳含量(468.44 g·kg －1)低于油松人工林乔木层平均碳含量(512.77 g· kg －1);刺槐林乔木各器官碳含量为458.00～496.96 g·kg －1,不同器官碳含量表现为干＞枝＞叶＞根＞皮,油松人工林乔木各器官碳含量为503.83～536.27 g·kg －1,不同器官碳含量依表现干＞叶＞枝＞皮＞根;刺槐林草本层、灌木层及枯落物层平均碳含量分别为390.52,398.72和402.82 g·kg －1,油松林草本层、灌木层及枯落物层平均碳含量分别为413.17,436.85和414.03 g·kg －1;随着土壤深度增加,刺槐林和油松林土壤碳含量依次降低,0～10 cm土层土壤含量显著高于10～20,20～30和30～50 cm土层;刺槐林0～50 cm 土层土壤平均碳含量(4.96 g·kg －1)高于油松林(4.45 g·kg －1);刺槐林植被层生物量为54.80 t·hm －2,乔木层、草本层和灌木层分别占95.88%,2.65%和1.46%;油松林植被层生物量为24.37 t·hm －2,乔木层、草本层和灌木层分别占93.43%,5.17%和1.40%;刺槐林枯落物层生物量和碳密度分别为1.36和0.55 t·hm －2,分别是植被层的2.48%和2.12%,油松林枯落物层生物量和碳密度分别为0.92和0.39 t·hm －2,分别是植被层的3.78%和3.09%;刺槐林和油松林土壤层碳密度分别为31.15和24.35 t·hm －2,0～10 cm土壤层碳密度较高,分别占0～50 cm土层土壤碳密度的40.19%和38.73%;刺槐林植被层生物量(54.80 t·hm －2)高于油松林植被层生物量(24.37 t·hm －2);刺槐林和油松林生态系统总碳密度分别为57.60和37.38 t·hm －2,且均表现为土壤层＞植被层＞枯落物层。【结论】刺槐林和油松林植被层生物量表现为乔木层＞草本层＞灌木层,乔木层生物量均以树干占比最大,分别为40.02%和37.29%;2种人工林生态系统碳密度主要分布在土壤和植被中,且刺槐人工林生态系统具有较高的固碳能力。     

若尔盖高寒嵩草草甸湿地不同水分条件下土壤有机碳的垂直分布

研究若尔盖高寒嵩草草甸湿地常年积水、季节性积水(每年6-10月积水)和无积水3种水分条件下土壤有机碳的分布特征.结果表明:若尔盖高寒嵩草草甸湿地土壤有机碳含量极高,表土层(0 ～ 10 cm)最高可达73.2 g·kg-1,是中国森林、农田和草原生态系统土壤有机碳含量的6 ～10倍,且土壤有机碳的垂直分布深达400cm,远远超过中国森林、农田和草原生态系统;在浅土层(0～50 cm)和深土层(200～400 cm),不同水分条件下的高寒嵩草草甸湿地土壤有机碳含量差异显著(P＜0.05),在0 ～ 50 cm浅土层表现为常年积水区＞季节性积水区＞无积水区,在200 ～ 400 cm深土层表现为无积水区＞季节性积水区＞常年积水区,而在50 ～ 200 cm中间土层,不同水分条件下高寒嵩草草甸湿地土壤有机碳含量无显著差异(P＞0.05);在0 ～ 400 cm土层,不同水分条件下的高寒嵩草草甸湿地土壤C/N值多小于15,这有利于高寒湿地土壤碳的积累;若尔盖嵩草草甸湿地的有机碳储量极高,常年积水区、季节性积水区和无积水区在0 ～ 400 cm土层的有机碳储量分别为64.87,71.21和76.45 kt· km-2,是中国森林、农田和草原生态系统的20 ～ 40倍;约60％的土壤有机碳储量分布在l m以下土层;整个若尔盖高原地区的高寒嵩草草甸土壤总有机碳储量约为0.245 Pg.     

间伐强度对落叶松人工林土壤有机碳的影响

以山河屯林业局凤凰山抚育所40年生落叶松人工林为研究对象,采用不同强度的间伐处理(间伐0%(CK)、15%(T1)、40%(T2))后,研究不同土层土壤有机碳储量、活性有机碳(水溶性有机碳、微生物有机碳、易氧化碳)的变化。结果表明:间伐处理提高了土壤有机碳储量,表现为CK(12.92 Mg/hm2)0.05)。微生物有机碳和易氧化碳均主要集中在0~10 cm土层;不同处理间均为T2含量最高,分别为982.00、20.52 g/kg。水溶性有机碳在0~10 cm土层差异不显著,但在其他土层(10~20、20~40、40~60 cm)差异显著(P<0.05),不同处理间T2含量也均最高,由上到下不同土层水溶性有机碳分别为51.59、52.99、37.83和31.87 mg/kg。研究表明:15%的弱度间伐更有利于东北落叶松人工林土壤有机碳的固定。     

11年生香梓楠人工林生态系统碳储量及其分配格局

对11 a 生香梓楠（Michelia hedyosperma）人工林生态系统的碳素含量、碳储量及其空间分配特征进行了研究。结果表明：（1）香梓楠各植物器官碳素平均含量的变化范围在450.98~514.45 g/kg 之间,各器官碳含量的排列次序为：干材>根蔸>粗根>枝>中根>细根>叶>皮。（2）香梓楠人工林生态系统总碳储量为182.32 t/hm2,其中土壤层所占比例最高,达77.62%,灌草层所占比例最少,仅占0.30%,各生物层次碳储量总体表现为：土壤层>乔木层>凋落物层>灌草层。（3）香梓楠人工林生态系统总生物量为81.68 t/hm2,乔木层、灌草层和凋落物层分别占95.68%、1.45%和2.87%,表现为乔木层>凋落物层>灌草层。（4）香梓楠人工林分乔木层年净生产力和净固碳量分别为7.10和3.56 t/（hm2· a）,具有较高的碳汇潜力。     

蜀南苦竹林生态系统碳储量与碳汇能力估测

科学准确的碳计量是评价森林减缓大气CO2浓度增加、应对气候变化能力的关键,而竹林特殊的生物学与生态学特性使得竹林碳汇计量较其他森林生态系统更为复杂。采用生物量法研究蜀南苦竹林生态系统的碳密度、碳储量及其空间分配格局,并对苦竹林生态系统碳汇能力进行估算。结果表明:1)立竹平均含碳率为450.792g·kg-1,不同龄级苦竹各器官含碳率差异不显著。土壤有机碳含量为19.410g·kg-1,不同土层差异极显著;2)苦竹林生态系统总碳储量为156.823t·hm-2,其中土壤碳库是最大的碳库,为132.568t·hm-2,占总碳储量的84.53%,枯落物碳库为最小的碳库(4.823t·hm-2),只占总碳储量的3.08%;3)苦竹立竹碳储量为19.432t·hm-2,占总碳储量12.39%,其中近半(49.13%)贮藏于竹秆中。竹秆、竹枝、竹叶3部分地上碳储量总计达13.346t·hm-2,占立竹总碳储量的68.68%,地上部分碳储量为地下部分碳储量的2.19倍;4)苦竹林生态系统植被层年固碳量为8.262t·hm-2,相当于每年固定30.294t·hm-2CO2,固碳能力强于毛竹。     

北亚热带毛竹林碳储量及其空间分配

利用标准样方法研究毛竹林碳含量和碳储量以及空间分布.研究表明,毛竹地上部分各器官的含碳率波动范围为428.373 0 ～ 480.079 0 g/kg,平均为459.546 1 g/kg,其中竹叶的含碳率最低,竹秆的含碳率最高.毛竹地上部分碳储量为28.98 t/hm2,地下部分碳储量为14.27 t/hm2.从各组分分布来看,竹秆占总碳储量的51.84％,竹枝占10.27％,竹叶占4.90％,地下部分占总碳储量的33.00％.毛竹林生态系统总碳储量为173.93 t/hm2,其中土壤层碳储量为91.95 t/hm2,占总碳储量的67.44％.毛竹林地上部分年固定碳量为8.28 t/(hm2 ·a),相当于同化二氧化碳的量30.36t/(hm2·a).     

3种林农复合模式碳储量及分布比较

采用生物量法,测定分析江苏沿海常见的3种林农间作模式的碳含量、碳储量及分布。结果表明:在墨西哥落羽杉—作物(大麦和冬瓜)复合模式(M模式)、苦楝—作物(小麦和玉米)复合模式(K模式)、杨树—作物(小麦和玉米)复合模式(Y模式)中,0~50 cm土层的土壤有机碳储量分别达到29.39、23.63、31.55 t·hm-2。3个树种及其不同器官碳含量差异显著,苦楝果的碳含量最高,达47.17%;其次为墨西哥落羽杉叶片,碳含量为46.93%;杨树叶片的碳含量最低,为42.33%。4种间作作物各器官碳含量差异显著,收获部分碳储量最高,占50%左右;其次是叶片和茎秆。3种模式各组分碳储量大小均是土壤树木农作物,3种模式的碳储量,Y模式最高,K模式最低。     

赤峰地区杨树人工林碳储量研究

以赤峰市杨树人工林为研究对象,对不同立地、不同林龄、不同林种杨树生物量、碳储量进行研究,结果表明:杨树人工林生物量随着树龄、胸径、树高的增长而增加,各个器官的生物量也不相同,干的生物量最大,叶的生物量最小,生物量依次顺序为:干根枝叶。树干的平均碳含量最大,为471.00 g/kg,根为461.14 g/kg,枝为468.00 g/kg,叶最小,为446.20 g/kg,不同器官的含碳率大小排序为树干树根树枝树叶。杨树人工林胸径与单株碳储量,树高、胸径与生物量、单株碳储量模型均符合乘幂模型,模型拟合率均大于80%。杨树人工林乔木层平均碳储量为37.783 t/hm2,赤峰地区杨树人工林乔木层碳储总量为26 539 627.38 t。     

广州市典型木荷风水林碳库价值核算

以广州市黄埔区南亚热带常绿阔叶木荷(Schima superba)风水林群落为对象,用样地生物量法对乔木、灌草、凋落物、细根和土壤层的碳库储量进行计量,并用碳税率法参数估算了群落碳库价值.结果表明:(1)3个样地的生态系统碳储量密度在138.00~176.56 t C·hm-2之间,平均为155.34±11.30 t C·hm-2,但与地带性顶级群落碳储量密度相比,该风水林还具有较大的增汇空间;(2)乔木层、灌木层、草本层、凋落物层、细根层和土壤层的碳储量密度占生态系统总碳储量密度的比例分别为70.17%、2.74%、1.43%、0.88%、0.81%和23.97%,乔木层是生态系统碳库的主要贡献者;(3)广州市典型木荷风水林总碳资产价值平均为18.64万元 ·hm-2,其中植被层为14.17万元 ·hm-2,土壤层为4.47万元 ·hm-2,前者是后者的3.17倍,植被层碳是风水林碳汇价值的主体部分.     

川西退耕还林地苦竹林碳密度、碳贮量及其空间分布

利用标准样方法研究了退耕还林地苦竹林碳素密度和碳贮量及其空间分布。结果表明:苦竹不同器官碳素密度波动在0.348 498~0.518 63gC0/g,按碳素密度高低排列依次为竹秆>竹蔸>竹鞭>竹枝>竹根>竹叶;枯落物碳素含量为0.341 655 gC0/g,土壤碳素密度由上至下呈下降趋势。碳贮量在苦竹不同器官中的分配以竹秆所占比例最大,为53.06%,其次为竹叶,占13.83%,占比例最小的是竹根,仅占3.14%;苦竹林生态系统中碳总贮量为135.808 110 t/hm2,其中乔木层为46.032 420 t/hm2,占33.9%,林下及其枯落物层为2.60 068 t/hm2,占1.91%。土壤层0~60 cm总计为87.175 0 t/hm2,占64.19%;退耕还林地苦竹林乔木层年固碳量约为8.142 t/(hm2.a)。     

河南省西平县杨树人工林碳贮量及其分配特征研究

基于对西平县杨树人工林植被生物量,土壤容重和碳含量的调查,估算杨树林生态系统碳贮量。研究表明:杨树林的乔木层碳密度波动在0.489~0.512g/g,杨树各器官的碳密度大小依次是树叶>树干>树枝>树根,整个植被层碳贮量大小依次是乔木层>林下植被层>凋落物层,与其各自生物量所占比例相当;土壤层的碳密度以0~20 cm的最高,往下逐渐降低;整个杨树林的碳贮量为164.29 t/hm2,乔木层碳贮量在整个植被层碳贮量中处于主导地位,占整个植被层碳贮量的97.36%。     

河北太行山区典型水土保持林乔木层生物量及碳储量研究

以河北太行山区4种典型水土保持林为研究对象,对混交林(栓皮栎-侧柏)、油松林、栓皮栎林和刺槐林的乔木层各器官生物量、含碳率以及碳储量进行比较研究。结果表明:混交林、油松林、栓皮栎林和刺槐林生物量分别为51.94,86.40,90.19,18.08t/hm^2,栓皮栎林和油松林生物量高于4种水土保持林生物量的均值(61.65t/hm^2),而混交林和刺槐林生物量分别占生物量均值的84.25%,29.33%。不同林分各器官在乔木层生物量中分配顺序均表现为树干>树根>树枝>树叶。4种典型林分各器官含碳率分别为45.16%~58.93%,58.48%~64.61%,51.16%~58.37%,52.35%~62.30%。4种典型林分碳储量为10.10~53.85t/hm^2。不同林分类型各器官碳储量与生物量呈正比关系,与生物量趋势基本相同,碳储量大小表现为油松林>栓皮栎林>混交林>刺槐林。     

沙地杨树、樟子松人工林固碳特征研究

采用标准地样方和标准木调查测定等方法研究了沙地杨树、樟子松人工林不同林龄碳储量的变化。结果表明:10年樟子松人工林树木碳库和根系碳库分别占总碳储量的18.9%和2.1%;18年分别为50.5%和4.0%;25年分别为34.79%和3.0%;30年分别为47.1%和2.4%;5年杨树人工林树木碳库和根系碳库分别占总碳储量的24.8%和3.8%;8年分别为33.6%和6.7%;18年分别为39.6%和7.7%。与对照相比,樟子松造林10年、18年、25年和30年人工林0～60 cm土层林地土壤碳储量分别增加66.45%、56.13%、177.42%和207.74%,5年、8年、18年林龄杨树人工林0～60 cm土层土壤碳储量分别比对照增加74.8%、67.1%和65.8%。杨树和樟子松树木各部位碳含量总平均值分别为49.9%和42.3%。     

基于扣除根系体积新方法的秦岭辛家山2种林分土壤有机碳密度特征

【目的】比较秦岭辛家山林场云杉和红桦天然林土壤有机碳密度的估算结果,检验新方法通过扣除根系体积而提高的估算精度。【方法】分别估算矿质土层(表土层、心土层和底土层)和有机土层(凋落物的未/半分解层和完全分解层)的有机碳密度。在现有方法的基础上通过扣除林木根系体积含量来提高矿质土层有机碳密度的估算精度。各层林木根系体积含量的估算方法为:首先,使用前人提出的回归方程估算出单株林木根系生物量,乘以林木生长密度得到单位面积林地的根系总生物量;其次,通过采集部分根系样品测定其生物量和体积,并计算出根系样本的密度以代表整体根系的密度;然后,通过单位面积林地的根系总生物量除以根系的密度计算出单位面积林地的根系总体积;最后,利用前人研究得出的根系沿深度的分布规律,将单位面积根系总体积分配到各土层,计算出根系体积含量。对有机土层有机碳密度的估算,使用林木平均地径估算林木根基部所占面积,将有机土层中含有的林木体积扣除。此外,由于有机土层的各组分分布极不均匀,本研究依据来源器官和物理形态对凋落物(有机土层)中的不同成分进行了细致的分组,分别测定各组分的有机碳密度。【结果】云杉林表土层、心土层和底土层的厚度分别为19.10、14.20和31.03 cm,红桦林则分别为18.57、15.13和28.13 cm;云杉林表土层、心土层和底土层的有机碳含量分别为(44.56±3.72)、(25.63±1.77)和(10.79±2.28)g ·kg^-1 ,红桦林的分别为(34.11±5.46)、(19.06±4.95)和(11.02±3.86)g·kg^-1;2种林分有机土层各组分有机碳含量差异显著(P<0.05),凋落物中枝条、根系、云杉球果和苔藓的有机碳含量均大于600 g·kg^-1 ,叶片次之,云杉林和红桦林分别为(458.90±46.81)和(420.72±55.66)g·kg^-1 ,其余难以分辨的细颗粒含量最低均小于300 g·kg^-1;在矿质土层,云杉林各层每公顷根系体积(及体积比例)分别为表土层66.81(3.5%)、心土层20.69(1.5%)以及底土层9.18(0.3%)m^3,红桦林则分别为50.57(2.7%)、31.75(2.1%)和17.22(0.6%)m^3;使用改进公式估算的云杉林矿质土层有机碳密度为16.58 kg ·m^-2 ,有机土层有机碳密度为4.26 kg ·m^-2 ,完全分解层和半分解层分别占84%和16%,矿质土层和有机土层有机碳密度分别较原方法降低2.13%和0.73%;使用改进公式估算的红桦林矿质土层有机碳密度为 14.06 kg ·m^-2 ,有机土层碳密度为3.49 kg ·m^-2 ,分解层和半分解层分别占90%和10%,矿质土层和有机土层有机碳密度分别较原方法降低1.61%和0.48%。【结论】去除根系体积含量后,云杉林与红桦林的土壤总有机碳密度估算值分别降低1.85%和1.39%,这意味着目前预测的林地土壤碳储量可能普遍偏高。     

柳杉人工林皆伐后初期土壤有机碳和微生物量碳动态

本文研究了华西雨屏区柳杉人工林皆伐后1年内土壤有机碳和微生物量碳动态。结果表明:柳杉人工林皆伐林地土壤平均有机碳含量比对照(未皆伐林地)减小2.01 gC.kg-1,但差异不显著,而土壤平均有机碳储量及微生物量碳分别比对照减少20.97 tC.hm-2、6.68 mg.kg-1(P0.05);皆伐林地土壤有机碳含量及微生物量碳均随季节的变化而逐渐降低,但有机碳储量随季节的变化无明显减少趋势;皆伐林地土壤四季的有机碳含量、碳储量和微生物量碳差异不显著。皆伐对柳杉人工林土壤有机碳储量的影响主要表现在0~20 cm土层(P0.05);皆伐林地和对照在0~40 cm土层的微生物量碳和有机碳含量都表现出显著相关性(P0.05),但对照的相关性高于皆伐林地。总之,柳杉人工林转变为采伐迹地后,其初期土壤有机碳储量和微生物量碳都明显减少。