陇东地区油松人工林碳密度及其影响因素

[目的]分析陇东地区人工林碳密度及其影响因素,为黄土丘陵区生态环境评价提供理论依据。[方法]采用样地调查与生物量实测方法,对陇东地区油松人工林碳密度进行了估算,并分析生态因素对油松人工林生态系统碳密度的影响。[结果]油松林各器官碳含量变化范围为48.58%~53.54%,各器官碳密度按从高到低的大小顺序依次为:树干树枝树根树叶树皮果实;灌木层叶、茎、根的碳含量分别为43.93%,45.62%,42.38%;草本层地上部分和地下部分碳含量为43.04%,39.77%;枯落物层未分解和半分解层碳含量为43.79%,38.83%;植被层碳密度按从高到底的大小顺序为:乔木层草本层灌木层。土壤层(0—100cm)碳含量随着土壤深度的增加而降低,且不同土壤层碳密度存在显著差异,以50—100cm碳密度最高。油松林生态系统平均碳密度为52.86t/hm2,其空间分布排序为土壤层(75.15%)植被层(24.14%)枯落物层(0.71%)。[结论]油松人工林生态因子中,林分平均树高、平均胸径、郁闭度均与各层碳密度呈现极显著正相关性,林分枯落物未分解干质量与各层碳密度呈现显著正相关性。平均树高、平均胸径、郁闭度、枯落物未分解干质量是油松人工林生态系统碳密度的主要生态因子。     

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。     

基于似乎不相关回归和哑变量的日本落叶松单木生物量模型构建

精确地估算林木生物量对于了解大尺度森林生物量、碳储量及其动态变化具有重要意义。以甘肃省、湖北省、辽宁省3个区域共计161株日本落叶松Larix kaempferi单木各器官组分（树干、树皮、树叶、树枝、树根）生物量数据为例,基于似乎不相关回归和哑变量的方法,建立了适合不同区域、不同器官组分的日本落叶松单木通用性生物量方程。结果表明:与普通模型相比,构建的3个哑变量生物量通用模型不仅解决了不同器官组分的相容性,还提高了生物量估测精度,复相关系数增加了0.28%~0.44%,均方根误差减少了0.40%~6.61%,绝对偏差减少了1.63%~6.61%。单独引入1个哑变量时,区域哑变量构建的生物量通用模型预估精度高于发育阶段作为哑变量构建的生物量通用模型;而同时引入2个哑变量时,预估精度分别高于单独引入1个哑变量的生物量通用模型,表明同时考虑区域和发育阶段构建的日本落叶松生物量模型为最佳模型。因此,考虑将区域和发育阶段同时作为哑变量并应用似乎不相关法来构建单木生物量模型,可以解决大尺度生物量模型的通用性和不同组分的相容性问题。     

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。