黄土丘陵区3种退耕灌木林生态系统碳密度的对比研究

【目的】比较宁夏隆德县3种灌木林生态系统的固碳能力,以便选择和发展固碳能力较强的灌木种。【方法】在宁夏隆德县退耕还林实施区,选择7年生沙棘(Hippophae rhamnoides)、柠条(Caragana korshinskii)和山毛桃(Prunus davidiana)灌木林,设置样地,测算灌木层、草本层的生物量,并取0~100cm土层土样,测定不同土层土壤体积质量,计算灌木层、草本层和土壤层的碳密度,分析3种灌木林各组分及土壤碳密度的变化。【结果】沙棘、柠条、山毛桃灌木林生态系统碳密度分别为63.29,52.82和77.78t/hm2,其碳密度的空间分布格局基本一致,即土壤层碳密度所占比例最大,分别为88.56%,87.79%和87.44%;其次为灌木层,所占比例分别为10.18%,11.25%和12.16%;草本层所占比例最小,分别为1.26%,0.97%和0.40%。在0~100cm土层,土壤层碳密度随着土层深度的增加总体呈下降趋势,且山毛桃林土壤层碳密度(68.01t/hm2)明显高于沙棘林(56.05t/hm2)和柠条林(46.37t/hm2)。【结论】与沙棘、柠条相比,山毛桃是一个固碳能力较强的灌木种,适度发展山毛桃在一定程度上有利于固定更多的碳。     

不同退耕方式对豫西黄土丘陵区土壤颗粒有机碳含量的影响

选取退耕10 a左右的乔木林、灌木林、果园、草地及荒地,对土壤总有机碳含量及颗粒有机碳含量、分布进行研究。结果表明,与耕地相比,所有退耕方式样地0~20 cm土层土壤总有机碳含量均显著提高,表现为灌木林>荒地>乔木林>果园>草地,20~40 cm土层土壤总有机碳含量仅灌木林、乔木林和荒地显著提高,可见退耕还灌、退耕还乔和自然恢复对碳的减排增汇效果较优。与耕地相比,所有退耕方式样地粗颗粒有机碳含量及其所占总颗粒有机碳含量比例提高幅度均远大于细颗粒有机碳。其中,与耕地相比,所有退耕方式样地0~20 cm、40~60 cm土层土壤粗颗粒有机碳含量均显著提高,20~40 cm土层土壤灌木林、荒地、果园显著提高;所有退耕方式样地0~20 cm、20~40 cm、40~60 cm土层土壤粗颗粒有机碳含量占总颗粒有机碳含量比例均显著提高,灌木林、荒地、果园表现较突出。所有退耕方式样地0~20 cm土层土壤细颗粒有机碳含量均提高,除草地外均达显著水平,表现为灌木林>荒地>乔木林>果园;所有退耕方式样地20~40 cm土层土壤细颗粒有机碳含量占总颗粒有机碳含量比例均显著提高,40~60 cm土层土壤仅灌木林、荒地、果园显著提高。总体上,不同退耕方式样地土壤粗颗粒有机碳含量与总有机碳含量的相关系数较细颗粒有机碳高。综上,土壤粗颗粒有机碳含量能更敏感地反映不同退耕方式对土壤碳库影响的差异。     

桂西南尾巨桉中龄林生态系统碳储量及其分布格局

[目的]评价桂西南尾巨桉人工林生态系统固碳能力和生态效益。[方法]采用标准样地法对广西宁明县4年生尾巨桉人工林的碳含量、碳储量及其空间分布格局进行研究。[结果]尾巨桉不同器官碳含量范围为454.80~478.50 g/kg,各器官碳含量从大到小依次为干材、树叶、干皮、树枝、树根。灌木层、草本层和凋落物层碳含量分别为463.50、442.70和453.40 g/kg。0~80 cm厚土层碳含量为8.89 g/kg,其中表土层(0~20 cm厚)的碳含量明显高于其他土层。尾巨桉中龄林生态系统碳储量为156.27 t/hm2,其中乔木层为46.02t/hm2,占29.44%;灌木层为0.86 t/hm2,占0.55%;草本层为0.74 t/hm2,占0.47%;凋落物层为3.30 t/hm2,占2.11%;土壤层为105.35t/hm2,占67.42%。尾巨桉人工乔木层林年净生产力为24.30 t/(hm2·a),年净固碳量为11.50 t/(hm2·a),折合CO2量为42.17t/(hm2·a)。[结论]桂西南尾巨桉人工林具有较强的碳吸存能力。     

黄土丘陵沟壑区不同群落类型对土壤特性及生物量的影响

以农田为对照,分析了退耕还林还草过程中所形成的植物群落对退耕地土壤水分、有机碳、氮、磷、钾含量的影响及其垂直分布特征和退耕地植物的生物量变化。结果表明:不同群落类型中,0～100cm土层的土壤含水量为6.9%～14.1%,撂荒地和苜蓿地土壤含水量随土壤深度的增加呈增加趋势,而柠条林地随土壤深度的增加呈下降趋势;0～20cm表层土壤中,有机碳、碳密度和全氮含量较20～100cm变化大;在0～100cm土层,与农田、撂荒地和苜蓿地相比,沙棘和柠条土壤全磷含量显著降低;不同退耕地植物生物量(地上和地下)差异显著,呈现柠条>沙棘>苜蓿>撂荒地>农田的变化趋势。表明退耕过程中草本的恢复对保持土壤深层水分含量有促进作用,而灌木的恢复对保持和增加土壤表层养分有较强的促进作用。     

干旱河谷区土壤有机碳及其质量分配特征

[目的]研究干旱河谷区土地利用变化对土壤有机碳及碳库质量的影响。[方法]选取岷江上游干旱河谷区8种典型土地利用类型,即人工纯林、退耕荒坡、农用地、经济作物林、灌木林、人工混交林、次生林和天然林地,对其0~100 cm土层土壤有机碳、碳库质量及其分配特征进行分析。[结果]土壤有机碳及密度均随土层增加而递减,但因植被类型的差异和人类干扰活动的影响,递减程度有所不同。总体而言,土壤有机碳及其密度退耕荒地、农用地和经济作物林地均显著低于其他土地利用类型,而退耕荒地、农用地和经济作物林之间无显著差异,各土地利用类型土壤有机碳密度均值在1.35~3. 03 kg/m2,平均以经济作物林最低(1.35 kg/m2),以灌木林最高(3. 03 kg/m2);从有机碳密度及其变异系数看,表层土壤变异程度最高,10~40 cm各层间变异程度相对表层较低但变异波动大,40~100cm土层变异程度又有所上升,表明碳密度差异主要取决于土壤厚度;从碳库质量看,非保护性碳库表现出与有机碳及其密度一致递减规律,但在0~40 cm土层各土地利用类型非保护碳库均呈快速下降趋势,尤其在0~20 cm土层,除农用地呈小幅上升外,其他土地利用类型土壤轻组有机碳在该层均大幅度降低,变化幅度最大的是人工纯林(78.45%),最小为经济作物林(7.28%)。在60 cm土层以下,轻组有机碳含量差异很小,灌木林地则在整个剖面中碳库质量最低。[结论]该研究为我国干旱河谷区科学调整土地利用方式、增强土壤碳吸存能力提供参考。     

山白兰人工林生态系统碳储量及空间分布特征

[目的]揭示山白兰人工林碳储量的空间分布特征及规律,为森林生态系统碳储量估算提供基础数据,也为进行人工林碳汇造林项目提供科学参考。[方法]以南亚热带地区27年生山白兰人工林为研究对象,采用标准木法、样方收获等方法对其生物量、碳含量分配进行研究。[结果]山白兰人工林生态系统碳储量为158.21 t/hm2,其中乔木层占植被层碳储量的87.24%,灌木层占10.77%,草本层占0.18%,凋落物层占1.81%;土壤层中0～80 cm的碳储量为102.01 t/hm2,为植被层的1.82倍。山白兰人工林乔木层年净固碳量为3.50 t/（hm2.年）。[结论]山白兰人工林生态系统碳储量比较可观,具有较好的发展前景。     

耕地造林和撂荒2种植被恢复方式碳储量差异

为了解耕地在造林和撂荒这2种恢复方式下生态系统碳储量的差异和分配特征,并为估算森林碳汇提供基础数据支撑,在2016年7-8月,采用野外样地调查并结合室内测定对湖南会同恢复14 a的退耕还林地（即耕地造林）和农田撂荒地（即耕地撂荒）进行植被、凋落物以及土壤碳储量的调查。结果表明:①退耕还林地的生物量碳储量显著（P < 0.05）高于农田撂荒地。其中,退耕还林地的乔木层碳储量高于农田撂荒地,并且前者是后者的2.76倍,但灌木层和草本层正好相反。②耕地在2种恢复方式下土壤碳质量分数均随土壤深度的增加而依次减小。农田撂荒地土壤碳储量随土壤深度的增加也依次减小,但退耕还林地土壤碳储量的大小为20~40 cm > 0~10 cm > 40~60 cm > 10~20 cm > 60~80 cm。退耕还林地0~80 cm深土壤碳储量略高于农田撂荒地,但两者没有显著差异（P > 0.05）。③退耕还林地生态系统碳储量要高于农田撂荒地。2种恢复方式下各组分碳储量大小均为土壤层>乔木层>凋落物层>草本层>灌木层。研究显示,在试验时段内,耕地采用造林的方式其固碳能力要优于撂荒的方式。     

宁南典型退耕模式对土壤有机碳固存的影响

以宁南退耕区采取的5种主要退耕模式——纯山杏林、山杏+柠条林、山杏+山桃+柠条林、沙棘林和苜蓿人工草地为研究对象,以撂荒地为对照,探讨不同退耕模式对土壤有机碳固存的影响。结果表明:在100 cm土层内5种退耕模式和撂荒对照的土壤有机碳储量基本上呈现出随土层深度加深而递减的趋势,其中浅层(0~20 cm)是土壤有机碳固存的聚集层,且极显著高于其他层的土壤有机碳累积;100 cm土层累积的总碳量表现为山杏+柠条林山杏林沙棘林山杏+山桃+柠条林撂荒地苜蓿人工草地。从有机碳蓄积来看,在宁南山区采用单一的乔灌混交、乔木林或灌木林的退耕模式较采用人工草地或自然恢复的模式更有利于土壤有机碳的累积。     

青钩栲人工林生态系统碳储量及其分配格局

对广西南宁良风江27年生青钩栲人工林生态系统的生物量尧碳密度尧碳储量及其空间分配特征进行了研究遥结果表明院青钩栲人工林不同器官的平均碳素密度为459.6~491.9 g/kg袁其含量由高到低依次为院枯枝>干>根兜>中根>粗根>大枝>细枝>细 根>叶袁青钩栲各器官的碳素密度存在显著差异曰青钩栲人工林生态系统中的碳储量表现为院土壤层>乔木层>灌木层>凋落物层>草本层曰土壤碳素密度随着深度的增加逐渐降低袁碳素含量主要集中在0~40 cm的土层曰青钩栲人工林生态系统的碳储量为206.96t/hm2袁其中乔木层占39.61%袁灌木层占2.53%袁草本层占0.14%袁凋落物层占0.54%袁土壤层占57.18%曰乔木层中树干的碳储量最高袁为43.24 t/hm2袁占总碳储量的20.89%曰青钩栲人工林每年的净生产力为21.51 t/hm2袁净固碳量为8.80 t/hm2袁净碳素积累量为3.05 t/hm2袁有较好的碳汇潜力遥     

不同林龄序列杉木人工林生态系统碳储量变化特征

森林生态系统的固碳功能有助于减缓全球气候变化,人工造林是提高森林固碳能力的重要途径。以杉木人工林为研究对象,通过样地调查和样品分析,研究幼龄林(7年)、中龄林(16年)、近熟林(25年)、成过熟林(34年)生态系统的碳储量变化特征。结果表明:杉木人工林平均含碳率为46.8%;幼龄林、中龄林、近熟林、成过熟林生态系统总碳储量分别为103.99、182.38、197.21、181.16 t/hm~2;随着林龄的增大,乔木层地上部分碳储量逐渐增加,而灌木层、草本层、地表凋落物层的变化规律不明显;土壤层碳储量占总碳库的比例较大,且其碳储量相对稳定,平均值为95.76 t/hm~2;0~20 cm土层碳储量成为土壤碳储量的主体,占土壤总碳储量的41.64%。该研究可为杉木人工造林和固碳增汇提供基础数据和科学依据。     

阴山北麓不同林分类型土壤持水性能研究

为分析阴山北麓内蒙古武川县林地持水量和固持水土的能力,以当地柠条、油松、沙棘、油松×柠条混交林、沙棘×柠条混交林5种典型人工林林分类型为研究对象,测定了土壤物理性质、土壤水分入渗以及水分贮存特征值等指标。结果表明：不同林分类型的土壤物理特征存在显著差异（P＜0.05）。容重表现为沙棘最大（1.452 g·cm-3）,油松最小（1.042 g·cm-3）;非毛管孔隙度的排序为油松＞油松×柠条混交林＞沙棘×柠条混交林＞沙棘＞柠条。各林分达到稳渗的速率与非毛管孔隙度的排序相一致,各样地的稳渗速率在0.47~1.32 mm·min-1之间,土壤入渗回归方程拟合效果较好。只有油松纯林和油松×柠条混交林更接近考斯加柯夫公式中的系数1/2。混交林地比纯林地对水分的贮存能力高,而油松×柠条乔灌木混交林比沙棘×柠条灌木混交林的最大持水量高112.8 t·hm-2。在阴山北麓地带更适合种植油松×柠条类的乔灌木混交林,乔灌木混交林能更加有效地提高林地持水功能。     

铁尾矿坝沙棘、桑树人工林生物量分配及根系分布研究

以铁尾矿区沙棘—桑树人工混交林为研究对象,对混交林内各层次、器官生物量以及生长期内沙棘、桑树根系分布状况进行了研究。结果表明:单位面积生物量比较为乔木层>枯枝落叶层>草本层,其中地被层凋落物生物量占到整个人工林总生物量的17.15%,尚无灌木层。桑树、沙棘各器官单位面积生物量比较均为:根>枝>干>叶。桑树单株生物量大于沙棘,但林分内沙棘密度高于桑树,因而单位面积沙棘生物量高于桑树。沙棘根冠比为0.72,桑树的根冠比为0.62。从单株根系生物量看,在0～40 cm土层内桑树大于沙棘;40～80 cm土层内沙棘大于桑树;80～100 cm土层内桑树又高于沙棘。从根系分布密度来看,沙棘<1 mm细根主要分布在根桩附近0～60 cm土层,60 cm以下明显减少;桑树<1 mm细根在0～20 cm土层内分布密度最大,20～80 cm土层内较为均匀,在80 cm以下才开始明显减少。桑树和沙棘存在协作与竞争共存的关系。     

薪炭林树种生育期主要营养元素动态规律初探

作者于1987～1989年对沙棘、柠条和山桃林地土壤及枝叶中主要营养元素的含量及其年周期变化进行了研究。结果表明:一年之中,土壤中K素的含量对树木的生长不产生限制性影响,且变幅不大,而N、P两素含量偏低,并随树木的生长而减少;树木枝叶中N、P、K三素的含量随树木的生长而增加;土壤与枝叶间N、P两素含量变化的负相关性势必对树木生长产生限制性影响。     

木兰围场森林固碳能力及其特征

采用典型抽样与分层取样方法,调查收集了182块林分样地的生物现存量与碳密度,研究了木兰围场6种主要林分的碳密度及其分配特征.结果表明:落叶松人工林、油松人工林、山杨天然次生林、白桦天然次生林、蒙古栎天然次生林和灌木林6种林分类型的森林碳密度为142.083～218.6947t/hm2,排序为山杨林＞灌木林＞白桦林＞落叶...     

宁夏干旱风沙区人工柠条灌木林种群生物量动态分析

以宁夏干旱风沙区盐池县不同密度人工柠条灌木林为研究对象,对不同密度人工柠条林的灌木生长特征及土壤水分的影响进行了研究。结果表明:造林密度过大严重影响了植物的生长,植株表现为矮小、老化,生物量、株高、冠幅等相对较小,而低密度的灌木林表现为生物量较大、冠幅和株高相对较高,植物属于旺盛生长状态;不同造林密度的柠条单株生物量随着造林密度的降低灌木生物量呈增加趋势;人工柠条林带内土壤含水量随着造林密度的增大,土壤含水量呈逐步旱化的趋势。     

黄土高原常见树种比叶重及其与光合能力的关系

用鲜叶重与叶面积之比得出叶比重,对刺槐、紫穗槐、柠条、山杨、沙棘、狼牙刺和黄蔷薇等7个树种的比叶重及其与光合能力的关系进行研究,结果表明:7个树种各自的叶鲜重与叶面积之间都显著相关,比叶重随生长发育节律的变动而表现出明显的季节变化,说明不同树种之间养分利用及贮藏方式存在差异.生长季平均比叶重沙棘>柠条>刺槐>狼牙刺>紫穗槐>山杨>黄蔷薇,不同树种及同树种不同季节比叶重变化速率不同,反映了树种之间及不同季节叶片发育过程的差异.刺槐、柠条、山杨和紫穗槐的比叶重(x)与光合速率(Y)相关显著,光合速率随比叶重的增加而提高,模拟回归方程刺槐呈指数函数型,山杨为一次线性函数.柠条和紫穗槐的相关曲线呈二次抛物线型,临界点之前光合能力随比叶重的增加而提高,超高临界点则光合速率下降.黄蔷薇、狼牙刺和沙棘的比叶重与光合速率之间相关不显著.     

滇西北云南松人工林林分生物量研究

[目的]森林生物量和生产力是反映森林生态系统功能的基本参数,是研究森林碳平衡的重要手段,研究云南松林分生物量将为评估云南森林碳汇能力提供重要依据。[方法]通过在滇西北宁蒗县翠玉和红桥乡设置云南松样地,对样地进行了每木检尺和标准木生物量调查,建立了云南松单木各器官生物量与测树因子回归模型,并计算了云南松林分乔木层各器官生物量分配及乔木层、草本及灌木层生物量大小。[结果]云南松乔木层各器官的生物量分配为：树干〉树枝〉树根〉树叶,各器官生物量中,树叶生物量所占比例最小。另外,由于样地海拔较高,土层较薄,林分平均生物量和生产力相对较低。[结论]云南松生产力在平均胸径为15.3 cm时达到最高峰,随后开始下降。     

大通县退耕还林不同配置模式物种多样性的研究

研究结果表明,大通县退耕还林不同配置模式下群落物种多样性指数与丰富度、均匀度呈显著正相关,与优势度呈显著负相关。群落物种多样性指数排序,在浅山区为模式C(青杨 枸杞)>模式D(中国沙棘)>模式B(紫花苜蓿)>模式A(川赤芍)>模式E(柠条),多样性指数分别为5.309 1、5.089 4、4.657 3、4.081 6、3.410 5;在高山区为模式H(白桦 青海云杉)>模式J(青杨 中国沙棘)>模式G(华北落叶松)>模式F(青海云杉)>模式K(青海云杉 中国沙棘),多样性指数分别为5.228 9、5.071 7、4.699 2、2.780 9、2.646 2,群落乔、灌、草3层结构物种多样性指数呈现出草本层>灌木层>乔木层的规律,在优势度方面,草本层在森林中的作用远不及乔木层。     

利用数码照片估算灌木地上生物量的研究

灌木在干旱半干旱地区的生态系统中具有重要作用,高精度、非破坏性的灌木生物量估算方法已成为亟需解决的问题。利用数码拍照法对狼牙刺、山桃、沙棘、柠条、丁香、虎榛子、荆条和酸枣8种灌木进行水平拍照,采用Photoshop7.0图像处理软件提取了各灌木植株的照相面积（S）、高度（H）、宽度（D）、冠层高度（h）等信息,建立了不同灌木的生物量拟合方程,具有良好的精度。灌木侧面照相面积（S）与植株的生长情况密切相关,因此可建立灌木生物量估算的通用线性模型,其决定系数达到0.927 5,估算精度较高。利用数码照片估算灌木的生物量是一种非破坏性、简单方便、具有较高精度的方法,在灌木生物量估算中具有广泛的前景。     

基于亲和度分析法测度延安城市森林组成格局多样性和景观复杂性

在延安城市森林区域内,空间相对均布地设置60个20 m×20 m的样地（20种森林斑块类型,3个重复）,通过样地调查、土壤化学性质分析及亲和度分析,获得各类森林斑块的物种丰富度（S）、Shannon-Wiener多样性指数（H’）、土壤养分及镶嵌多样性（m）。结果表明:1）延安城市森林的20种森林斑块乔木层物种丰富度低,而灌木层和草本层较高,多数类型的森林斑块物种丰富。2）该区域物种多样性不同程度地受海拔、坡位数、郁闭度、表层土壤全N、全P和全K等环境因子共同作用。3）20类森林斑块间植物物种镶嵌多样性>3（m=5.543 57）,表明延安城市森林景观植被格局较复杂,不存在明显的生态梯度。4）白桦山杨混交林、白桦纯林、油松纯林和三角枫山杨混交林这4种类型森林斑块为中心点,拥有该区大多数普遍种,代表了该区大多数环境类型。山杏纯林、沙棘灌木林、苹果林和辽东栎侧柏混交林在景观中属于外点。其余12类森林普遍分布在该区的森林景观中,占据了大多数生境空间。得出植被组成格局及其空间分布状况,可以用于指导延安城市森林经营管理上的森林斑块功能类型区划和重要生境的识别与保护。