思茅松林碳汇功能研究

以云南省普洱市20块标准地思茅松天然林为研究对象,测算了林木不同组分的生物量、含碳率和含碳量,并估算了思茅松林的生物量转换因子(BEF)、生物量、碳储量、碳密度和碳汇功能.结果表明:思茅松林的BEF变动范围为0.4102～1.2500,平均值为0.6008.干、枝、叶、根的含碳率分别为0.5189、0.500 2、0.509 5、0.527 4,平均含碳率为0.517 1,各组分生物量、含碳量分配顺序为干＞根＞枝＞叶.生物量(B)随蓄积量(V)的增加而增加,并存在明显的线性相关性,关系模型为:B=0.310V+34.315.各组分生物量与蓄积量也表现出线性相关性,模型为:y(干)=0.180 4x +20.058 0;y(枝)=0.049 2x +5.371 5;y(叶)=0.011 2x +3.287 1;y(根)=0.069 3x+5.598 1.根据清查数据,得出思茅松林的生物量为3.631 7 ×107t,碳储量为1.878 0×107 t,碳密度为33.451 6 t/hm2,碳汇功能较大.但第6次清查时思茅松林的面积、生物量和碳储量与第5次清查相比,分别下降了2.256×105 hm2、1.431 5×107 t和0.7402×107 t;应加强保护,以充分发挥思茅松林的碳汇效能.     

秦岭中段南坡华山松林能量结构特征和碳储量研究

【目的】研究秦岭中段南坡不同区域华山松林生物量、能量现存量、灰分储量和碳储量的空间分布特征,以期为华山松林的管理和抚育经营提供科学依据。【方法】采用标准木法和样方收获法测定华山松群落中乔木层、灌木层和草本层的生物量,分别用OR-2010型快速量热仪、马弗炉和Liqui TOCⅡ总有机碳元素分析仪,测定乔木层(干、皮、枝、叶、根)、灌木层(枝、叶、根)和草本层(地上和地下部分)的热值、灰分含量和含碳率。【结果】秦岭中段南坡华山松林总生物量、能量现存量、灰分储量和碳储量分别为81.39t/hm2、1 539.04GJ/hm2、3 765.86kg/hm2和33.70t/hm2。其中乔木层生物量、能量现存量、灰分储量和碳储量分别为79.45t/hm2、1 494.89GJ/hm2、1 950.41kg/hm2和32.95t/hm2,分别占林分总量的97.62%,97.13%,51.79%和97.78%;灌木层生物量、能量现存量、灰分储量和碳储量分别为1.34t/hm2、23.99GJ/hm2、987.81kg/hm2和0.54t/hm2,分别占林分总量的1.64%,1.56%,26.23%和1.60%;草本层生物量、能量现存量、灰分储量和碳储量分别为0.60t/hm2,20.16GJ/hm2,827.64kg/hm2和0.21t/hm2,仅占林分总量的0.74%,1.31%,21.98%和0.62%。从不同器官来看,华山松树干的生物量、碳储量和能量现存量显著高于其他器官(P<0.05),其生物量、碳储量和能量现存量分别为40.36t/hm2,16.10t/hm2和712.09GJ/hm2,分别占各器官总量的50.80%,48.87%和47.63%;树枝的灰分储量显著高于皮和叶(P<0.05)。华山松树枝的干质量热值、去灰分热值和含碳率显著高于其他器官(P<0.05),树皮的灰分含量显著高于其他器官(P<0.05)。【结论】乔木层在华山松天然林生物量、能量和灰分储备中占主要地位,树干是华山松林生物量、能量储量和碳储量的重要组成部分。     

林地抚育对黔中地区杉木人工幼林生态系统碳储量的影响

林地抚育(松土、割灌、锄草)是提高人工林林分成活率,促进林木生长的重要措施,但对其固碳功能的影响研究仍鲜见报道。本研究以杉木人工林为研究对象,分析了林地抚育(松土、割灌、锄草)对黔中地区杉木人工幼林生态系统碳储量及其组分(植被层、枯落物层、作为主根系层的0~60 cm土壤层的碳储量)的影响。结果表明:林地抚育使得杉木人工林林木的保存率、林分郁闭度、林木胸径、树高等均显著高于对照林分,林木单株生长的固碳能力大幅提高,其碳储量是对照林分的4.93倍。抚育杉木人工幼林生态系统的总碳储量(106.37 t/hm2)显著高于对照(78.61 t/hm2),其中植被碳库储量(26.07 t/hm2)是对照(4.64 t/hm2)的5.62倍,抚育后枯落物碳储量较对照高0.38 t/hm2。但是,林地抚育后表层土壤(0~10 cm)有机碳含量较对照下降5.44 g/kg,而10 cm以下土层较对照均表现为增加,土壤碳储量较对照总体增加3.30 t/hm2。因此,造林初期林地抚育可促进林木生长,提高植被、土壤和生态系统的碳储量,显著增强杉木幼龄林的碳汇功能。      

尾叶桉与马占相思人工复层林碳储量及分布特征研究

应用相对生长法和样方收获法研究3年生尾叶桉与马占相思不同混交比例人工林的碳素含量、碳储量以及空间分配特征.结果表明:林分各器官、草本层、灌木层、枯落物层的碳素含量分别介于433.6～491.5 g/kg,412.9～437.3 g/kg,430.6～437.3 g/kg,458.6～465.3 g/kg.在相同混交比例下,乔木层碳储量随林分密度的增加而上升,灌木层、草本层和枯落物层碳储量随林分密度的增加而下降,土壤层在不同处理下碳储量无明显变化.当尾叶桉与马占相思混交比例为1: 1时,林分密度为1 050株/hm2和1 320株/hm2的生态系统碳储量分别为55.247 t/hm2,67.396 t/hm2;当尾叶桉与马占相思混交比例为2: 1时,林分密度810株/hm2和1 170株/hm2的生态系统碳储量分别为69.106 t/hm2,83.446 t/hm2;当林分密度同为1 727株/hm2时,尾叶桉纯林、尾叶桉与马占相思以1: 1.6比例混交林的生态系统碳储量分别为76.356 t/hm2,95.502 t/hm2.在相同混交比例下,灌木层、草本层、枯枝落叶层碳储量随林分密度的增加而下降;在相同密度下,尾叶桉纯林灌木层、草本层、枯枝落叶层碳储量均比混交林高.在6个林分更新处理中,当尾叶桉与马占相思混交比例为1: 1.6时,混交林的成层性最明显,林分总碳储量最高,且与其他各处理间的差异达到极显著水平,是固碳能力较佳的一种混交比例.     

嵊州市公益林生物量及碳储量

根据浙江省嵊州市公益林96个固定小斑监测数据,在推算不同森林群落类型(松林、杉木林、阔叶林、针阔混交林、毛竹林和灌木林6种群落类型)总生物量和单位生物量的基础上,对各森林群落类型的碳储量与碳密度进行了估算。结果表明,嵊州市公益林生物量现存总量为615.29×104t,单位生物量平均为102.54 t/hm2,其中松林群落的总生物量以及阔叶林群落的单位生物量最大,分别达到354.18×104t和121.15 t/hm2。嵊州市公益林碳储量总量为307.33×104t,碳密度平均为51.22 t/hm2,其中阔叶林群落的碳密度最大,达到了60.51 t/hm2。并在此基础上对嵊州市今后的公益林建设提出了建议。     

2021年5期目录

  目的  建立全国单木材积生物量模型非常重要且必要。研究中国的森林碳储量变化及其碳汇能力对于估算区域碳收支和制定应对气候变化的森林管理政策具有重要意义。  方法  本文结合森林资源清查抽样总体和气候区差异的实际,利用全国森林资源清查22种主要树种的生物量建模实测数据,分别建立区域性单木生物量与材积回归模型,利用1949—2018年间11个时间段的森林资源清查和统计数据,系统测算出了近70年全国及各个区域森林碳储量和碳源汇能力,以期揭示出70年来我国森林碳储量的变化规律和原因以及对碳汇的相关贡献。  结果  研究结果表明:在1949—2018年间,林分、疏林等森林资源碳储总量由4.509 × 1012 kg增加到8.601 × 1012 kg,增加了90.74%,其中2014—2018年期间年均增长3.09%;林分碳储量由4.38 × 1012 kg增加到7.97 × 1012 kg,增加了81.97%;林分碳密度在1973—1976年时段最低为31.64 t/hm2,2014—2018年时段增加到44.30 t/hm2,但是仍然没有达到1949年的46.48 t/hm2;各区域的森林资源碳储总量都有不同程度的增加,尤其是华北区和东南沿海区增长较快,分别增加了145.91%和116.63%;全国及各个区域的森林碳储量和碳密度的变化规律基本呈现出先下降后增加的趋势。全国碳源汇的变化规律也与此基本相同,1981年之前,年均碳积累是负值,以碳源为主,1981年之后碳积累是正值,年均生物量碳汇0.122 × 1012 kg/a,且积累能力不断提高。林分生物量碳库在森林总碳库中占据主要地位,各期的全国林分碳储量占碳储总量的比例均在80%以上;由于我国人工林面积大量增加,碳累积增长速度很快,自20世纪70年代以来年均生物量碳汇为0.04 × 1012 kg/a;天然林在1989年前虽然碳累积为负值,但自我国实行天然林保护工程以来,天然林碳汇能力持续增强,是我国森林碳逐年累积的主要贡献者。  结论  随着我国全面实施天然林保护、生态修复和保护政策持续加强,同时中国现阶段以中幼龄林为主的森林已进入快速增长期,因此未来中国的森林碳汇潜力巨大。      

来宾市城郊区32 年生阴香绿化林碳储量研究

深化对不同城市森林类型碳储量和碳汇潜力的认识是建设低碳森林城市的重要环节.基于生物量调查,对来宾市城郊区32年生的阴香人工林生态系统的碳储量及分配格局进行了研究.结果表明,阴香人工林乔木层各器官的平均碳含量为508.70g/kg,各器官碳素含量介于493.5～511.5 g/kg之间,大小排序为中根＞根兜＞树叶＞树干＞大根＞细根＞皮＞大枝＞枯枝＞小枝.阴香人工林生态系统总碳储量为370.97t/hm2,其中阴香人工林乔木层碳储量为233.05t/hm2,表明该生态系统主要碳库集中在乔木层,与其冠幅大、枝繁叶茂的林分发育特征密不可分.     

东江源区森林系统碳汇计量

在阐述森林碳汇概念及碳汇计量方法的基础上,运用材积源生物量法(Volume-biomass method)对东江源区森林系统碳储量进行估算.结果表明:总碳储量为45.11×106 tC,其中森林植被层碳储量为9.17×106 tC、森林植被枯落物层碳储量为0.94×106 tC、森林土壤层碳储量为35.0×106 tC.运用蓄积、面积估算结果是:总碳储量为40.89×106 tC,其中林分生物量碳储量4.13×106 tC,竹林生物量碳储量0.21×106 tC,经济林碳储量0.61×106 tC,枯落物层和土壤层碳储量不变.最后得出东江源区森林系统总碳储量值43×106 tC,东江源区森林系统碳交易潜在价值约合28亿美元.以此,提出了建立东江源区绿色基金会的构想.     

基于相容性生物量模型的樟子松林碳密度与碳储量研究

基于不同林龄樟子松人工林生物量调查数据,建立了樟子松林生物量相容性模型,探讨了不同林龄樟子松人工林中乔木层、林下植被层、死地被物层碳密度和碳储量的变化规律。结果表明:樟子松人工林各器官碳密度值的排序为:树叶树枝树干树根;各器官碳密度均随着林龄的增大而增加,27、30、32、36、40和44年生樟子松各器官的平均碳密度分别为449.5、460.2、470.8、485.1、489.2和513.6 g/kg,林下植被与死地被物的碳密度随林龄的变化规律不明显。27~44年期间樟子松人工林群落碳储量都随林龄的增大而增加,从27年生的37.14 t/hm2增加到44年生的168.46 t/hm2,其顺序为:乔木层死地被物层林下植被层,分别占群落总碳储量的90.97%、1.13%和7.90%,乔木层碳储量占主导地位。不同林龄樟子松乔木层、林下植被层和死地被物层年固碳量分别为2.043、0.025 和0.182 t/hm2。研究认为,樟子松人工林群落碳密度及碳储量随林龄的增加变化显著,碳汇作用明显。      

泰山森林生态系统碳储量及碳密度研究

按照植被组成差异将泰山森林划分为油松林、赤松林、黑松林、华山松林、侧柏林、栎林、刺槐林、混交林、经济林和草甸共10种植被类型,分类型设置典型样地,并结合生物量经验（回归）模型估计法测算了泰山森林生态系统乔木、灌木、草本、枯落物及土壤各层的碳储量和碳密度。结果表明：泰山森林生态系统总碳储量为240.54×104 t,不同植被类型森林碳储量由高到低依次为油松林（85.63×104 t）＞混交林（57.29×104 t）＞刺槐林（28.11×104 t）＞栎林（22.50×104 t）＞侧柏林（16.75×104 t）＞赤松林（14.90×104 t）＞经济林（6.12×104 t）＞黑松林（3.93×104 t）＞华山松林（2.75×104 t）＞草甸（2.55×104 t）;不同空间层次碳储量所占比率由高到低分别为土壤层（77.52％）、乔木层（20.60％）、枯落物层（1.49％）、草本层（0.22％）、灌木层（0.17％）,其中土壤层和乔木层占总碳储量的98.12％,土壤层碳储量约是植被层的3.69倍。泰山森林生态系统总碳密度为202.17 t/hm2,各植被类型中碳密度最大的为刺槐林（310.88 t/hm2）,从森林的碳汇功能来讲,刺槐林不仅不能减少面积,而且应成为今后强化经营管理的对象。     

思茅松天然林林分空间结构分析

以普洱市墨江县思茅松天然林为研究对象,在样地数据调查基础上,利用角尺度、混交度和大小比数,建立3个空间结构参数的多元分布,全面分析其空间结构特征。结果表明：思茅松天然林中各树种类型以思茅松为优势树种,伴生一定数量的硬阔类和软阔类树种,且具有丰富的下层木;思茅松天然林林分整体呈均匀分布并趋于随机分布,混交良好介于强度混交和极强度混交之间,为典型的混交林,林分整体趋于中庸,处于亚优势与中庸状态之间;从结构参数多元分布来看,无论3个空间结构参数间如何组合,思茅松天然林内各树种类型林木在不同结构组合下多呈随机分布或混交良好。     

思茅松林树高与土壤因子关系的估测模型研究

应用逐步回归分析,建立思茅松3代林分高生长与土壤因子关系的估测模型.结果为:原始林林分的回归模型为Y=0.141519X1 0.040696X5-0.04748X6 91.40769;第2代林林分的回归模型为Y=0.0392409X1 0.010129X5-0.04748X6 83.80179;人工林林分的回归模型为Y=0.23225X1 0.006735X5-0.00658X6 3.60846.思茅松高生长与土层厚度(X5)具有紧密的相关关系;其次是海拔高度(X6)和有效N的含量(X1),林分树高生长与海拔呈负相关关系.该模型可作为3代相应林龄的思茅松高生长的估测模型,可对思茅松林立地退化进行评价.思茅松轮栽后,立地生产力是先衰退后增强.     

基于GWR思茅松单木含碳量模型的构建及空间分布研究

以云南澜沧县思茅松天然林单木为研究对象,测定了解析木各个器官的含碳量,采用地理加权回归模型,以地形因子和测树学因子作为变量,对思茅松单木树枝、树叶、树干、树皮、树根和全树含碳量进行模型构建,同时构建最小二乘模型作为比较,分析模型优劣。结果表明：思茅松单木在250 m区域范围内不同器官的含碳量存在空间自相关,因此在研究思茅松单木含碳量的问题时,不能忽略空间自相关的影响。半变异函数能够定量对思茅松各器官含碳量的空间异质性进行分析,200 m范围的空间异质性主要是由随机部分引起的,在研究类似的问题时要确定适当的研究尺度。地理加权回归模型具有较好的拟合效果,各维度含碳量模型的R²均在0.8以上,虽然部分器官含碳量模型的AIC比OLS的略大,但地理加权回归模型的均方根误差均小于最小二乘模型,地理加权回归模型的残差也小于最小二乘模型的残差,模型精度优于最小二乘模型,同时说明地理加权回归模型能够有效解释最小二乘模型无法解释的空间异质性。     

思茅松天然林单木含碳量空间异质性分析

对普洱市澜沧拉祜族自治县思茅松天然林37棵解析木不同器官的含碳率进行了测定,采用变异函数对8个不同尺度（50、100、150、200、250、300、350 m和400 m）的思茅松单木树枝、树叶、树干、树皮、根系及全树6个维度含碳量及4个方向的空间异质性进行检验,并对不同尺度的单木各器官含碳量的空间异质性进行分析。结果表明：基于变异函数的分析方法,可以对思茅松天然林各维度的器官含碳量空间异质性的大小和方向进行描述,进而挖掘出产生这种异质性的驱动因素。对于思茅松天然林来说,在研究区范围内,各个维度含碳量均有空间异质性存在,且这种异质性均不是随机产生的。变异函数的基台值可表示变异大小,从全向的角度来看,树根的空间变异性最大,树叶的空间变异性最小;思茅松天然林各维度含碳量在不同方向上的空间异质性也不同。思茅松天然林各维度含碳量的基台值均随着尺度的变大而减小,而块金值会随着尺度的变大而增大,说明空间异质性对研究尺度非常敏感。对于今后关于单木含碳量的研究,需要充分考虑空间问题,选择空间异质性较大的尺度,才能更好的使用数据描述含碳量的空间分布问题。     

思茅松林分土壤养分衰退的研究

在思茅松林集中分布的云南省景谷县选择不同栽植代数的思茅松林,采用模糊数学综合评判法,选择土壤养分状态因子,进行土壤养分的比较研究.结果表明:无论是现实养分还是潜在养分都证实思茅松轮栽后土壤肥力发生了衰退现象,且随着栽植代数的增加,土壤现实肥力和潜在养分下降速度增快.     

应用主成分分析法研究思茅松林分的立地退化

在思茅松林集中分布的云南省景谷县选择不同栽植代数（原始林、天然次生林、人工林）的思茅松林,采用主成分分析法,选择土壤养分状态因子,进行立地质量退化的比较研究。结果表明,思茅松连栽后立地质量出现了逐渐退化现象。     

运用林分密度和平均高估测思茅松人工林地上生物量

以65块云南省普洱地区思茅松人工林圆形样地数据和sentinel-2多光谱影像数据为研究对象,利用林分平均高与林分密度(每公顷株数、林分疏密度、植被覆盖度、叶面积指数)估测思茅松人工林林分地上生物量。分析思茅松人工林林分地上生物量与林分密度指标的相关性;采用参数模型(不变参数模型和可变参数模型)和非参数模型(包括支持向量机、随机森林和BP神经网络)探索平均高和林分密度等变量估测林分思茅松人工林地上生物量。结果表明:思茅松人工林林分地上生物量与每公顷株树、林分疏密度、植被覆盖度、叶面积指数呈显著正相关(r>0.5);在构建思茅松人工林地上生物量的所有模型中,每公顷株数-林分平均高构建的可变参数模型(R2=0.966 0,RMSE=10.05 t·hm^-2)效果最优,林分平均高-林分疏密度构建的RF模型(R2=0.901 7,RMSE=19.37 t·hm^-2)次之,林分平均高-植被覆盖度构建的RF模型(R2=0.748 4,RMSE=33.36 t·hm^-2)最差;林分密度-平均高的地上生物量模型与实测地上生物量的相关性较高(R2=0.966 0),反演误差值较低(RMSE=10.05 t·hm^-2);叶面积指数比植被覆盖度对林分地上生物量变动有更好的解释能力,每公顷株数对林分地上生物量变动的解释能力好于林分疏密度。     

桃花心木与思茅松混交幼林生长特征研究

对种植于云南省孟连县的桃花心木与思茅松混交幼林的生长指标进行了调查分析,结果表明:定植1.5年后,桃花心木与思茅松1∶1及1∶22种混交比例的混交幼林内,桃花心木的高径生长率均高于思茅松。桃花心木种植初期具有极快的生长速度,是值得云南热区大力推广种植的一个珍贵用材树种。     

思茅松树干平均密度估计方法研究

为解决大径阶思茅松树干生物量测定问题,进行了树干平均密度的估计研究．依据估计密度的一般回归模型,在3种假设条件下分别对思茅松树干平均密度进行估计．通过比较确定最优估计方法,运用哑变量方法对思茅松树干不同部位、不同龄组之间密度的差异性进行检验．结果表明：思茅松木材密度的估计以方法3的效果最好,可以消除方差非齐次性的影响,而树皮密度的估计则应采用方法1;思茅松树干不同部位之间的木材密度无显著性的差异,而树皮密度除中部与下部无显著差异外,上部与中部、上部与下部之间的差异性显著;中龄林与近成熟龄林之间的木材与树皮均无显著性的差异．据此在利用材积密度法估计思茅松树干千重时,不同个体的木材均可采用统一的平均密度值．     

气象因子和坡向对思茅松产脂量的影响

为探讨气象因子和坡向对思茅松(Pinus kesiya var.langbianensis)产脂量的影响,连续3 a测定云南省普洱市景谷县同一地块2个坡向100株思茅松1—12月份的产脂量。结合当地主要气象指标,分析各气象指标与思茅松产脂量之间的相关性,坡向对思茅松产脂量的影响。结果表明:普洱地区降水较多、气温较高的6—9月份是思茅松产脂量较高时期。思茅松产脂量不仅受遗传因子控制,降水、气温、日照等气象因子和坡向也对其有显著影响。思茅松产脂量与月平均最低气温呈显著正相关,与平均气温日较差、日照时间呈显著负相关,与月平均降水量、月平均气温呈正相关。思茅松阴坡的产脂量显著高于阳坡,产脂力弱的个体全年的任何时期产脂量均低于产脂力强的个体。因此,思茅松的产脂力主要受遗传因子控制,生态因子如降水、气温、光照、坡向等在一定程度影响思茅松的生长发育,综合影响思茅松的产脂力。