基于林分生长模型的天山云杉碳汇潜力估测

为掌握研究区天山云杉(Picea schrenkiana)林分碳储量现状，估算其碳汇潜力，了解其碳汇动态变化过程，分别基于Gompertz、Logistic、Mitscherlich和Schumacher等4个常用生长曲线方程，采用林龄、平均树高、平均胸径和林分密度等指标构建林分蓄积量生长模型，选取最优模型，通过林分生物量-林分蓄积量回归模型和含碳系数建立林分碳储量生长模型，计算不同林分条件下天山云杉生长到180 a的碳密度年均增长量，预测研究区当前、30 a后和60 a后的林分碳储量及碳汇潜力。结果表明，对比不同生长曲线方程后选择Schumacher方程构建林分蓄积生长模型并转化为林分碳储量生长模型，模型精度89.082%,估计值的标准差13.006、总系统误差-0.293、平均系统误差-5.943、决定系数0.895。基于林分碳储量生长模型计算出天山云杉在相同林分密度条件下，随着林分立地条件的变化，林分碳密度0～180 a年平均增长量为0.020～0.641 t/(hm²·a),研究区全域林分碳密度平均增长量为0.299 t/(hm²·a...     

直干蓝桉扦插育苗技术

直干蓝桉（Eucalyptus maideni）是一种重要的油、材两用树种,作者通过多年的扦插育苗试验,根据实用性及推广特点,总结出一套较实用、省工、省钱、操作易、成活率高的速生直干蓝桉嫩枝扦插育苗实用技术。     

天然次生林碳储量生长模型与固碳能力驱动力研究

【目的】针对采伐干扰后天然恢复的次生林，建立其碳储量生长模型及对应的碳汇模型，分析不同因子对固碳能力的驱动作用，为固碳能力量化评价提供科学依据。【方法】基于吉林省第9次森林资源连续清查固定样地数据筛选出的111个采伐后形成的天然次生林样地数据，采用Richards理论生长方程，以样地平均木的碳储量为因变量，以样地平均年龄为自变量，通过对年龄分组和迭代算法建立碳储量分级生长模型，通过对碳储量分级生长模型中的年龄求导得到碳汇分级生长模型。采用决定系数(R²)和均方根误差(RMSE)评价模型拟合效果。以地理因子、地形因子、气候因子、土壤因子和林分因子为自变量，基于一般线性模型，引入定性和定量因子交互作用，分析固碳能力的驱动力。【结果】(1)天然次生林碳储量分级生长模型的R²为0.965 6,RMSE为2.61 kg，具有很好的拟合优度。(2)各个分级碳汇量最大的年龄分别为8、10、13、17和29年，以1 000株/hm²的密度计算，5年时间的阈值为1.84 t/hm²，到30年时增加到10.78 t/h...     

昆明市4个主要针叶树种林分断面积生长模型研究

采用Richards、Schumacher和Korf模型作为林分断面积生长备选模型,运用麦夸特算法、差分进化算法、遗传算法、模拟退火算法和粒子群算法进行模型参数求解,根据R2和RMSE选择模型拟合结果、算法迭代次数和残差分布,比较各优化算法的效率和参数稳定性。结果表明:华山松、云南松、油杉和柏木地位级表落点检验值分别为97.9%、98.3%、98.1%和98.9%,精度符合要求,能够用于林区林业生产经营活动;优化算法求解模型参数的效率由高到低的顺序为LMDEPSOGASA,PSO求解参数的拟合优度较差;针叶树种断面积生长模型更适宜采用Richards模型,Schumacher模型参数拟合结果更稳定。运用优化算法进行林分断面积生长模型参数估计并分析其优劣,对提高模型精度具有重要作用,研究结果为优化算法在生长模型参数估计中的运用提供了依据。     

利用增长量分配模型的杉木林分生长预测建模

以Richards方程为林分生长预测方程, 结合林分的少量实测和经验数据, 采用最小二乘法求得Richards方程的各个参数重构方程, 根据重构的Richards方程预测林分的整体生长, 然后根据预测量得到平均增长量, 基于"强者越强, 弱者越弱"原则的增长量分配模型, 将增长量合理地分配到每株林木上。在预测林分生长时, 提出一种全林分生长模型到单木生长模型转换的新算法, 即全林分生长模型采用Richards方程预测林分某个生长因子整体的平均增长量, 然后根据增长量分配模型将整体增长量合理分派到每株林木, 实现由整体到个体的转换。采用湖南省攸县黄丰桥林场1块杉木Cunninghamia lanceolata林分样地的实验数据并对其模拟建模。结果表明:该方法可使林分预测建模简便快速, 且建立的生长模型真实度较高。     

广东主要乡土阔叶树种单木生物量生长模型

【目的】选择广东主要乡土阔叶树种樟树Cinnamomum camphora、木荷Schima superba和枫香Liquidambarformosana为研究对象,建立3个树种的单木生物量生长模型,快速精确计量和监测森林碳汇造林项目的碳储量变化。【方法】每个树种按10个径阶均匀分配伐倒90株样木(共270株),以样木的生物量数据为单木生物量,以立木年龄为自变量,分别建立不同起源(天然林和人工林) 3个树种的地上和地下4种方程生物量生长模型,并选择最优模型通过联立方程组总量控制法解决地上各组分(干材、树皮、树枝、树叶)的生长模型相容性问题。【结果】天然林和人工林起源条件下,相同树种在同一生物量生长模型形式下生物量增长的上限值和最大增速年龄均有差异。各方程在相同起源和树种条件下所得的生物量上限和拐点年龄差异明显。估计地上生物量时,各树种最优方程形式不同。选择Logistic方程对3个树种地上各组分生物量联立方程组建立相容性生长模型,3个树种干材生物量方程的R_(adj)~2为0.560～0.768,平均预估误差(MPE)为3.05%～6.73%;树皮生物量方程的R_(adj)~2为0.552～0.866,MPE为2.02%～6.27%;树枝生物量方程的R_(adj)~2为0.309～0.706,MPE为3.01%～14.33%;树叶生物量方程的R_(adj)~2为0.495～0.767,MPE为4.16%～7.14%。【结论】比较4种模型的参数及评价指标可知,地上生物量生长最优模型为Logistic方程,地下生物量生长最优模型为Schumacher方程。地上各组分生物量在立木生长的周期中占地上总生物量的比例随着年龄的增长而不断变化。选择Logistic方程对3个树种地上各组分生物量联立方程组建立相容性生长模型,干材和树皮的生物量方程拟合效果相对于树枝和树叶更好。该模型主要适用于在已知年龄的人工碳汇造林的生物量估计;结合含碳系数,可预估未来一定时期内的碳储量及碳汇量。     

基于度量误差模型方法建立的林分相容性树高曲线方程组

【目的】研究北京市蒙古栎天然林的林分树高生长规律,为林分的科学、合理经营管理提供参考。【方法】根据北京市蒙古栎一类清查数据,以Richards方程为基础,采用度量误差模型方法建立林分相容性平均树高曲线方程组。【结果】经检验,所建模型在置信水平α=0.05时显著,对林分树高、胸径的预估精度分别为96.39%和97.23%。随着蒙古栎林分林龄的增长,胸径生长速生期滞后于树高生长速生期,大约在15年时,林分树高生长速度最快,大约在23年时,林分胸径生长速度最快;而林分树高随其胸径的生长变化则是在林分胸径为10cm左右时生长最快,此后逐渐减缓。【结论】所建立的林分树高曲线联立方程组比较合理,既使得林分树高曲线与林分胸径、树高生长过程曲线之间具有相容性和一致性,也考虑了模型中自变量的度量误差。     

基于第8次森林资源清查数据的安徽森林碳储量特征研究

【目的】研究安徽森林植被碳储量的分布特征,为森林碳汇功能的评价提供依据。【方法】以安徽省第8次(2014年)森林资源清查数据为基础,采用生物量-蓄积量转换模型法和平均生物量法,结合不同树种含碳率,估算安徽森林植被的碳储量和碳密度,并分析了不同森林类型及不同林级、林种和起源的乔木林碳储量分布特征。【结果】安徽不同森林类型的总碳储量为8.51×10~7 t,平均碳密度为20.55 t/hm~2,其中竹林的碳密度最高,为37.33 t/hm~2。乔木林和竹林的碳储量分别为6.42×10~7和1.45×10~7 t,各占总碳储量的75.47%和17.02%;不同龄级乔木林中,中龄林碳储量最大,达2 490.92×10~4 t,约占乔木林总碳储量的40%;过熟林碳储量最小,为256.24×10~4 t,仅占乔木林总碳储量的3.99%,且表现出林龄越大碳密度越高的趋势。用材林和防护林的碳储量分别为3 798.04×10~4和2 205.68×10~4 t,共占乔木林碳储量的93.48%;各林种碳密度大小为特用林防护林用材林经济林薪炭林。天然林的面积(153.86×10~4 hm~2)略低于人工林(154.81×10~4 hm~2),但由于天然林的碳密度高于人工林,使得天然林的碳储量(3 476.50×10~4 t))反而高于人工林(2 946.29×10~4 t)。【结论】安徽省森林植被具有明显的碳汇能力,但其碳密度较低,应对现有森林进行科学抚育和管理,以提高森林的碳汇能力。     

高州油茶人工林碳储量分布特征

【目的】探明高州油茶Camellia gauchowensi人工林碳储量及分布特征,并估算评价其固碳效应。【方法】根据样地植株径级分布特征,选取不同径级样株各2～3株,取树叶、树干、树枝、树根、果实、花芽各器官测定生物量和碳含量,并建立各器官生物量模型;在标准地内按"S"形选取8个样点,沿土壤剖面分层采集0～20、20～40、40～60和60～100 cm土层的土壤样品,测定土壤容重与碳含量,计算碳储量。【结果】高州油茶中龄林植株各器官生物量分配比例依次为树干树根树叶树枝果实花芽,各器官生物量均随地径的增大而增大。试验林分总生物量为26.902 t·hm~(-2),树体平均碳质量分数为483.45 g·kg-1。同径级各器官的碳含量不同,其中,果实平均碳含量最高。林地100 cm深土层中,土壤碳含量随着土层深度的增加呈明显递减规律,其中,0～20 cm土层碳含量最高,碳质量分数为26.550 g·kg-1。高州油茶林地总碳储量为144.538 t·hm~(-2),其中,树体碳储量为12.857 t·hm~(-2),占总碳储量的8.90%;林地土壤碳储量为131.681 t·hm~(-2),占总碳储量的91.10%。根据中国生物多样性国情报告编写组数据,碳价格为260.90元·t-1,则本试验高州油茶林的碳汇经济效益约为3.8万元·hm~(-2)。【结论】高州油茶林分碳储量高于广东省经济林平均碳储量,林地土壤碳储量高于广东省平均土壤碳储量,林分总碳储量高于珠三角森林生态系统碳储量,具有较高的生态效益。高州油茶不仅有较好的生产效益,而且具有十分广阔的固碳前景。     

模拟不同初植密度杉木楠木混交林对碳储量的影响

【目的】探索楠木×杉木混交林可持续性经营策略,并且为我国森林碳汇的估算提供参考和依据。【方法】以中亚热带楠木×杉木混交林为研究对象,采用标准地调查法获取相应数据,应用FORECAST混合型模型,模拟不同立地条件和初植密度下(4000,3000,2500,2000,1600株/hm~2)楠木×杉木混交林在未来300年(6个轮伐期)碳储量的时空变化。【结果】在300年的模拟时间里,不同初植密度多代连栽的楠木×杉木混交林在好、中、差3种立地条件下,碳储总量、土壤碳储量、生态系统碳储量以及年均固碳量都有较大的差异,表现为较好立地条件中等立地条件较差立地条件。并且楠木×杉木混交林随着连栽次数的增加碳储总量、土壤碳储量、生态系统碳储量以及净生产力都呈现上升趋势。【结论】在较好立地条件下,初植密度为2500株/hm~2的楠木杉木人工混交林在300年间所积累的碳储量及年均净生产力最高。中等立地条件下楠木×杉木混交林的初植密度控制在2500~3000株/hm~2,能够获得最大碳储量;在较差立地条件下,初植密度为4000株/hm~2的林分在300年间所积累的碳储量最高。     

海寨林场主要乔木树种碳储量和碳密度特征研究

基于曲靖市海寨林场2016年度森林资源二类调查资料数据,利用生物量扩展因子法,结合各主要乔木树种的计算参数,分析研究了海寨林场主要乔木树种于不同年龄组和不同林分起源类型的碳储量及碳密度分布特征。结果表明,海寨林场主要乔木树种总面积为14 998.3 hm²,总蓄积量为1 482 230 m³,总碳储量为630 829.35 t,平均碳密度为42.06 t·hm^-2,反映出海寨林场乔木林总体而言林分质量优良,固碳潜力较大。对于不同树种而言,碳储量大小依次为华山松、云南松、栎类、柏木、软阔、杉木、桤木、蓝桉、硬阔;对于不同林龄而言,碳储量和碳密度均随林龄增加呈现增长趋势;对于不同起源类型而言,人工林的面积、碳储量和碳密度大于天然林。因此,碳储量的高低受到树种类型、起源方式、林龄等多重因素的影响。为了更加有效地管理和保护森林碳循环,应当重视林分结构的合理配置并不断优化,从而促进森林生态系统的稳定性和可持续性,进而实现更好的碳储存和生态保护效果。     

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。     

不同林龄尾巨桉人工林的生物量分配格局

【目的】对雷州半岛5个不同林龄(1,2,3,5,7年生)尾巨桉(E.urophylla×E.grandis)人工林及林下植被的生物量进行研究,分析各林分生物量组成、分配特征及不同林龄间生物量的变化趋势,为分析桉树林碳汇功能随林龄的变化规律提供依据。【方法】采用解析木分析法测定乔木层生物量,利用15株不同年龄和径阶的样木数据,建立以胸径(D)为自变量的叶、枝、干、根、皮等各器官生物量方程,然后估算各林分乔木层及各器官生物量;灌木层、草本层和枯落物层生物量采用样方收集法测定。【结果】尾巨桉林分总生物量随林龄的增加而增大,总生物量变化于15.11~301.80t/hm~2。各林龄中乔木层生物量占总生物量比例均最大,为36.07%~90.49%,且随着林龄的增加而增大;林下灌木层、草本层和枯落物层生物量所占比例基本随林龄增加而减小,分别占4.62%~18.73%,1.55%~24.09%和2.83%~21.11%。乔木层中树干生物量所占比例最大,为24.91%~66.79%,在1~3年生尾巨桉林分中其比例呈增长趋势,在3~5年生林分中呈下降趋势,在5~7年生林分中又逐渐增加;叶、枝、根、皮生物量分别占乔木层总生物量的2.37%~23.63%,8.90%~20.70%,17.34%~30.49%和4.55%~8.08%。【结论】1~7年生的5个林龄尾巨桉林分生物量随林龄的增加表现各异;5~7年生尾巨桉林分生物量较其他树种人工林林分高,是生长较快、碳汇潜力巨大的优良造林树种。     

小果灰桉生长进程分析

桉树是速生丰产树种,引种桉树作为短期轮伐期的工业人工林,已于80年代末在四川省全面展开,凉山州也于1990年做了引种试验。小果灰桉作为引种之一,其生长状况没引起注意,其实它与直干蓝桉相比同样具有较强的生长力,远远超过云南松的生长。     

2021 年 11 期目录

[目的]目前关于林分碳储量随年龄动态变化的模型研究较少,本研究通过建立林分水平的碳储量生长模型系,为区域尺度的森林碳储量动态预估提供方法.[方法]以吉林省长白落叶松人工林为对象,使用立地质量分级算法将所有样地划分为3个立地等级,并将其作为哑变量引入模型系中,使用联立方程组的方法将林分平均高、断面积生长模型和林分碳储量模型3个方程进行联合估计,建立林分碳储量生长模型系.采用调整确定系数(R2adj)、估计值的标准误(SEE)和平均预估误差(MPE)来评价模型的表现,分析不同立地等级和林分密度指数(SDI)下林分碳储量的生长过程,及林分断面积和平均高对林分碳储量的影响.[结果](1)林分碳储量生长模型系中林分平均高生长模型、林分断面积生长模型和林分碳储量模型的R2adj分别为0.879、0.977和0.953,MPE均??1500株/hm2时,在40年以后的林分密度对碳储量生长过程基本无影响;林分密度指数控制在1500?～2000株/hm2时可实现较快的碳储量生长.(4)林分碳储量随林分断面积和平均高的增加而增加,林分断面积与林分碳储量的关系更为密切.[结论]林分碳储量的生长和立地等级、林分平均年龄、密度、断面积、平均高等因子有密切联系,采用联立方程组方法是建立林分碳储量生长模型系的有效方法.本研究建立的林分碳储量生长模型系可以对林分碳储量动态进行有效预测,为了解林分碳储量的生长过程和森林碳汇评估提供了工具.     

基于单木和林分生长率模型的数据更新精度差异性分析

【目的】通过分析生长率模型系统更新数据的差异,为年度监测数据更新提供依据。【方法】采用第六次至第九次全国森林资源连续清查四川省2002、2017、2012和2017年4个年度固定样地调查数据,应用非线性回归估计方法,建立了18个树种（组）单木胸径和蓄积生长率模型,13个主要乔木林类型林分材积生长率模型,胸径一元模型、年龄一元模型和胸径-年龄二元模型,10个主要乔木林类型三储量联立估测模型。【结果】模型拟合的决定系数R2均大于0.9,能够满足林分蓄积生长的模拟更新,解决了蓄积量、生物量和碳储量间计算的兼容性问题,单位面积蓄积量混合效应模型为基于林分因子的储量更新提供了有效的参考。【结论】活立木和林木采用胸径-年龄二元生长率模型更新精度较高,散生木采用单木生长率模型更新精度较高,四旁树采用胸径一元林分生长率模型更新精度较高。     

巨尾桉大叶栎混交林生物量和碳储量的分布特征

[目的]掌握广西国有高峰林场16年生巨尾桉(Eucalyptus grandis×E.urophylla)与大叶栎(Quercus griffithii)混交林的生物量和碳储量分布规律,为合理选择碳汇人工林模式提供参考.[方法]在巨尾桉大叶栎混交林内进行样方调查,分别采用收获法和重铬酸钾氧化—外加热法测定混交林生物量和碳含量,研究混交林各层次及两个树种各器官的生物量、碳含量、碳储量分布规律.[结果]由方差分析及Duncan's多重比较结果可知,巨尾桉和大叶栎各器官间的生物量、碳素含量、单株碳储量均存在极显著差异(P<0.01,下同),树干生物量和碳储量及树叶碳含量极显著高于其他器官.巨尾桉和大叶栎单株生物量分别为272.93和322.61 kg,各器官间生物量差异极显著,其中树干生物量最大;巨尾桉和大叶栎混交林总生物量为309.42 t/ha,总生物量主要集中在乔木层,各层次生物量分配格局为乔木层>半分解凋落物层>未分解>凋落物层>灌木层>草本层.混交林生物量结构特征表现为光合器官与非光合器官比值(FC)较小,枝叶比(BNR)偏大.巨尾桉和大叶栎单株碳含量分别为463.37~513.59和460.74~504.67 g/kg,各器官碳含量排序为树叶>根桩>树干>树枝>粗根>树皮>中根>细根.地被层碳含量排序为未分解凋落物层>灌木层>草本层>半分解凋落物层.巨尾桉和大叶栎的单株碳储量分别为135.81和159.68 kg,主要集中在树干.混交林植被总碳储量为153.16 t/ha,其中乔木层、凋落物层、灌木层和草本层碳储量分别为147.99、4.41、0.61和0.14 t/ha,生物量和碳储量主要集中在乔木层.混交林年净生产力为23.04 t/(ha·年),年净固碳量为11.50 t/(ha·年),折合成CO2固定量为46.17 t/(ha·年),混交林具有较高的固碳能力.[结论]大叶栎单株生物量和碳储量高于巨尾桉,可作为优良固碳树种.巨尾桉大叶栎混交林具有较高的生物量和碳储量水平,能增加林分生产力水平和碳汇能力,在今后营造碳汇人工林生产实践中宜推广巨尾桉大叶栎混交模式.     

福建将乐林场杉木碳储量密度控制图的编制

【目的】研究杉木的生长过程,编制杉木碳储量密度控制图,为林业生产提供一种操作方便的碳储量密度控制图编制方法。【方法】以福建省将乐林场的杉木人工林为研究对象,利用1996和2007年两期森林资源规划设计调查数据和固定样地资料,先确定杉木林分3个地位级的划分标准,再根据已有的杉木林蓄积量与生物量之间的关系式,取含碳率为0.5,推算杉木林的生物量和碳储量,最后运用数学建模的方法建立不同立地条件、不同林分密度的杉木碳储量估计模型。【结果】编制了福建将乐林场不同地位级的杉木碳储量林分密度控制图,图中包含了等树高线、等直径线、等疏密度线、最大密度线和自然稀疏线;举例说明了该图的使用方法,对于林分平均直径14.0cm、林分密度2 000株/hm2的Ⅱ地位级的杉木人工林而言,其林分碳成熟龄为20年,此时林分碳储量为57.4t/hm2。【结论】编制的杉木碳储量密度控制图可用来预估福建将乐林场杉木碳储量,但其精度还有待提高。     

休宁县主要树种生物量及碳储量分析

以2009年休宁县森林资源二类调查数据为基础,运用基于生物量和蓄积量之间关系的生物量转换因子连续函数法,对休宁县的主要树种生物量、碳储量和碳汇价值进行了估计。结果表明:休宁县林分主要树种为杉木、栎类、马尾松、槠类和枫香,其中杉木林分面积占林分总面积的56.0%,占优势地位。中幼林面积占林分总面积的71.0%,成过熟林面积占林分总面积的29.0%。主要树种生物量为476.92万t,碳储量为238.46万t,碳汇价值为1.5亿元人民币。林分单位面积生物量为45.30 t.hm-2,平均碳密度为22.65 t.hm-2。林分单位面积生物量和碳密度都低于全国平均水平。因此,休宁县具有很大的碳汇潜力。     

蓝桉及直干桉超级苗初步选择研究

分别以蓝桉、直干桉5月生和10月生实生苗为参试苗木,测定其苗高和地径生长指标,分析同树种同苗龄苗木个体间的生长差异,采用标准差法确定超级苗初选标准,分析超级苗的入选率及增量效果。结果表明:试验苗木具备进行超级苗选择的生长量基础,同树种同龄级苗木的苗高生长变异系数均大于地径生长变异系数,且同树种同龄级苗木苗高与地径均存在极显著正相关。试验苗木初选标准皆为苗木平均苗高加上2倍标准差。5月生蓝桉、10月生直干桉为其各自合适的超级苗选择年龄,且超级苗在生长量上具有较大的增量优势,选择效果明显。试验苗木高生长量指标在5月、10月生苗龄间皆存在较大的正相关关系,蓝桉、直干桉早期选择结果具有有效性和可行性。