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。     

油松人工林碳汇功能的研究

对木兰林管局油松人工林19块标准地分林木层、灌木层、草本植物层、枯落物层和土壤层进行了生物现存量的实测与碳储量的研究,结果表明林木层和土壤层的碳储量构成了林分碳储量的主体.分配次序为土壤层＞林木层＞地表枯落物层＞草本层＞根桩＞灌木层,林木层碳储量分配次序为干＞枝＞根＞叶.建立了林木蓄积与生物量、碳储量的回归模型,认为幂函数形式有较好的适用性.以林龄(A)和3株优势木平均高(H)建立了土壤有机碳密度(Soc)拟合方程,可用于具体小班土壤碳密度的估测.木兰林管局油松人工林林分碳密度为76.586 2～284.417 8t/hm2,平均值为143.1 t/hm2,其中林木平均碳密度为30.454 5t/hm2,土壤平均碳密度为110.773 5t/hm2;现有油松人工林碳储量估测结果为983 314.0 t,其中林木碳储量为208 923.0 t,占总碳储量的21.25%,土壤碳储量为760 881.0 t,占总碳储量的77.38%.     

甘肃黄土丘陵区侧柏人工幼林的碳密度及分配特征

【目的】以甘肃黄土丘陵区宁县人工林地为研究区,探讨侧柏人工林碳密度及其分配特征,为黄土丘陵区人工林生态效益评估提供理论依据。【方法】以不同林龄侧柏人工林(7,10,12和14年生)为研究对象,每个林龄分别设置3块样地,分乔木层、灌木层、草本层和枯落物层进行调查取样,然后在每块样地采集0～100 cm土层的土样,用元素分析仪 LiquiTOCⅡ测定植物和土壤碳含量,研究甘肃黄土丘陵区侧柏人工幼林的碳含量、碳密度及其分配特征。【结果】侧柏不同器官碳含量为447.51～513.93 g·kg －1,表现为果实＞树叶＞树干＞粗枝＞细枝＞细根＞根桩＞树皮＞粗根＞大根＞中根＞小根;灌木层和草本层均以根的碳含量最低,枯落物层未分解层碳含量高于半分解层,且各组分碳含量差异显著;土壤层(0～100 cm )碳含量为23.31～96.08 g·kg －1,且随林龄增加而增大,随土壤深度增加而下降;侧柏人工林生态系统中,乔木层碳密度占植被层碳密度比例最大,高于灌木层、草本层和枯落物层;0～100 cm土层土壤碳密度占整个生态系统碳密度比例最大,且随着林龄增加而增大,且差异显著;7,10,12和14年生侧柏人工幼林生态系统碳密度分别为37.56,44.67,50.87和56.34 t·hm －2,乔木层、林下植被层、枯落物层和土壤层的碳密度均随林龄增加而增大。【结论】黄土丘陵区7,10,12和14年生侧柏人工幼林的乔木层不同器官碳含量差异显著(P＜0.05),相同器官碳含量差异不显著(P＞0.05);侧柏人工林生态系统碳库表现为土壤层＞乔木层＞草本层＞枯落物层＞灌木层;侧柏人工林各层的碳密度都随林龄增加而增大;乔木层、灌木层、草本层和枯落物层碳密度分配比例随林龄增加而增大,而土壤层碳密度比例随林龄增加而减少。     

鄂西北主要森林类型碳密度特征

将鄂西北山区典型森林生态系统划分为13种森林类型,在系统调查样地乔木层、灌木层、枯落物层及土壤层碳含量的基础上,对不同森林类型碳密度进行了估算。结果表明:鄂西北森林生态系统平均碳密度为175.812t·C·hm-2,各层碳密度的大小顺序为土壤层(110.130t·C·hm-2)乔木层(48.278t·C·hm-2)灌木层(15.187t·C·hm-2)枯落物层(2.217t·C·hm-2),各层分别占整个生态系统碳储量的62.64%,27.46%,8.64%和1.26%。天然林不同林龄碳密度排序为近成过熟林中龄林幼龄林,人工林不同森林类型碳密度排序为针阔混交林针叶林阔叶林。     

北京市密云县冯家峪镇森林碳储量现状及潜力研究

针对密云县冯家峪镇9种典型森林类型,设置典型样地,开展乔木、灌木、草本、土壤和枯落物碳储量调查,并对增汇潜力进行分析。结果表明:1)冯家峪镇现有森林面积12 823.55hm2,总碳储量为692 141.73t;油松林的碳储量最高(195 806.52t),柞树林以144 831.77t次之,再次为落叶松人工林(74 597.60t)。2)冯家峪镇不同林分中,落叶松人工林的碳密度(72.02t/hm2)为最高,其次为油松人工林和刺槐人工林,分别为64.42t/hm2和62.87t/hm2,侧柏人工林的碳密度最低,为42.79t/hm2。在对总的碳密度的贡献中,乔木碳库和土壤碳库起着主要的作用。3)与全国森林植被碳储量平均水平(40.06t/hm2)相比,冯家峪镇森林通过合理经营其碳储量可增加潜力为166 400t。     

冀北山区油松人工林林分密度对枯落物层和土壤层水文特征的影响

为探究密度调控措施对冀北山区油松人工林枯落物水文特征的影响,以冀北山区油松人工林为研究对象,采用样地调查和室内浸泡法分析4种林分密度油松人工林未分解层和半分解层枯落物储量、枯落物持水特征、枯落物持水量、吸水速率及其与持水时间的关系。结果表明:(1)油松人工林4种林分密度的枯落物储量由大到小排序依次为1 785株/hm2(24.40t/hm2)、1 365株/hm2(24.03t/hm2)、1 050株/hm2(23.20t/hm2)、2 100株/hm2(21.00t/hm2);(2)枯落物的最大持水量为32.20～41.80t/hm2,最大持水率的范围为202.82～243.57t/hm2,有效拦蓄量在23.35～16.44t/hm2之间;半分解层枯落物持水量均大于未分解层,4种密度调控处理对枯落物未分解层持水过程影响并不显著,1 365株/hm2的半分解层枯落物持水能力明显高于其他3种林分密度;(3)4种林分密度油松人工林土壤的平均容重0.93～1.10g/cm3,按其排序4种密度由大到小依次为1 365株/hm2、1 785株/hm2、1 050株/hm2、2 100株/hm2;土壤总孔隙度51.83%～53.83%,按其排序4种密度由大到小依次为1 365株/hm2、1 785株/hm2、1 050株/hm2、2 100株/hm2;(4)油松人工林4种林分密度下土壤的有效持水量130.92～138.71t/hm2,按其排序4种密度由大到小依次为1 365株/hm2、1 785株/hm2、1 050株/hm2、2 100株/hm2,土壤最大持水量的变化范围为648.91～671.05t/hm2。     

不同密度马尾松人工林生态系统碳储量空间分布格局

对1 245、1 620、2 070株/hm2 3种密度的马尾松人工林生态系统碳储量及其空间分布格局进行了研究,结果表明,马尾松人工林乔木层碳储量随林分密度的增大而增大,分别为41.301、46.377和52.018 t/hm2,林下层碳储量差异不明显,分别为0.935、0.936和0.956 t/hm2,土壤层有机碳储量随林分密度的增大而减小,分别为107.895、98.472和87.040 t/hm2;马尾松人工林生态系统碳储量也随林分密度的增大而减小,分别为150.131、145.785、140.014 t/hm2,碳储量空间分布序列均为土壤层>乔木层>林下层。     

亚热带日本落叶松人工林生态系统碳密度及其分配特征

对亚热带日本落叶松人工林生态系统的有机碳密度进行了估算,结果表明:(1)乔木层平均含碳率为56.15%~64.51%,表现出树干树枝树皮树根树叶,灌木层、草本层以及凋落物层平均含碳率分别为53.79%、41.61%、54.98%,0~80 cm土壤层的平均含碳率为2.42%,且随着土层厚度的增加而减少;(2)日本落叶松人工林总碳密度为268.92 t/hm2,其中,植被层、凋落物层、土壤层分别占总碳密度的35.23%(94.74t/hm2)、0.72%(1.93 t/hm2)、64.05%(172.25 t/hm2)。土壤碳密度约为植被碳密度的1.81倍;(3)混交林生态系统碳密度略高于纯林;(4)中龄林(317.53 t/hm2)约为幼龄林(235.56 t/hm2)的1.35倍。乔木层、凋落物层碳密度在日本落叶松林生态系统的比重随着林龄的增长而升高,而土壤层所表现的趋势与之相反。(5)日本落叶松人工林生态系统各组分的有机碳密度均明显高于20年生的杉木人工林,从侧面也反映了同样作为亚热带地区的造林树种,日本落叶松林要优于杉木人工林。     

不同类型油松林生物量碳密度的研究

综合分析了油松林生物量碳密度的估算方法,对油松人工林与天然林、纯林与混交林碳密度进行比较,结果显示：油松天然林乔木层的碳密度（63．34t／hm2）是人工林（42．14t／hm2）的1．5倍,且其变化幅度大于人工林;油松天然林生态系统的碳密度（154．98t／hm2）大干人工林（103．46t／hm2）,其变化幅度也较人工林大。油松纯林乔木层碳密度（42．60t／hm2）大于混交林（28．31t／hm2）,而生态系统碳密度（95．89t／hm2）小于混交林（109．26t／hm2）。     

湖北省森林生态系统碳储量及碳密度特征

基于2009年湖北省林业资源连续调查第六次复查数据和标准地实测数据,采用政府间气候变化委员会(IPCC)推荐的森林碳储量估算方法,研究湖北省森林生态系统的碳储量、碳密度和组分特征。结果表明:湖北省森林生态系统总碳储量710.01 Tg·C,其中乔木层、灌木层、枯落物层、土壤层分别占其总碳储量的15.74%、2.89%、2.11%和80.56%,天然林和人工林碳储量分别为420.43 Tg·C和151.59 Tg·C。湖北省森林生态系统平均碳密度为111.51 t·hm-2,表现为土壤层乔木层灌木层枯落物层,不同森林生态系统碳密度差异较大,介于88.32~177.79 t·hm-2之间。森林不同林层中,乔木层碳密度介于7.63~55.7 t·hm-2,灌木层碳密度介于0.25~12.49 t·hm-2,枯落物层碳密度1.14~3.53 t·hm-2之间,土壤层碳密度介于73.25~136.87 t·hm-2之间,主要集中在30 cm的土层厚度,呈现明显的表聚特征,土壤碳储量平均为植被层的3.88倍。森林生态系统碳密度表现为针阔混交林阔叶林针叶林,近成过熟林中龄林幼龄林。湖北省森林主要以中幼林为主,林业碳汇潜力巨大,合理的经营方式,可以提高森林结构质量水平,有效增加森林的碳汇功能。