福建邵武杉木成熟林碳儲(chǔ)量研究.pdf

1、本文以福建邵武28年生杉木（Cunninghamia lanceolata）密度試驗(yàn)林為研究對(duì)象，通過(guò)林木實(shí)測(cè)數(shù)據(jù)擬合優(yōu)選生物量估算模型，結(jié)合生態(tài)系統(tǒng)中喬木(葉、枝、去皮干、干皮、根蔸和根)、灌木、草本、凋落物和土壤的有機(jī)碳含量以及林分調(diào)查數(shù)據(jù)，系統(tǒng)研究了杉木成熟林生態(tài)系統(tǒng)的碳儲(chǔ)量、空間分布格局及其與林分初植密度和立地指數(shù)的關(guān)系。取得了三個(gè)方面的重要結(jié)果：
　　1.生物量估算模型的擬合與優(yōu)選
　　采用11種生物量模型，分別對(duì)

2、杉木幼林齡（7年生）、中齡林(16年生)、成熟林(28年生)和不分林齡的單木各器官（葉、枝、干皮、去皮干、根蔸和根）和全株生物量進(jìn)行擬合，共得到生物量估算模型308個(gè)。結(jié)果表明：
　?。?）11種生物量模型都能較好的模擬杉木單木生物量，其中冪函數(shù)模型此處公式省略擬合效果最優(yōu)，其次為指數(shù)模型此處公式省略，再次之為多項(xiàng)式模型此處公式省略；共選出估算杉木幼林齡、中齡林和成熟林各器官和全株生物量的最優(yōu)模型21個(gè)（18個(gè)器官模型，3個(gè)全株模

3、型），不分林齡的杉木單木各生物量的最優(yōu)模型7個(gè)（6個(gè)器官模型，1個(gè)全株模型），均為冪函數(shù)模型；
　?。?）不同林齡的單木生物量最優(yōu)模型的通用性較差，而不分齡林的單木生物量最優(yōu)模型具有一定的通用性，精度較高，可用于估算不同林齡的單木生物量；
　　（3）應(yīng)用福建邵武單木生物量模型對(duì)江西28年生的成熟林單木各生物量的預(yù)測(cè)效果顯示，不分林齡的大樣本生物量模型精度比較高，可在較大范圍應(yīng)用。而區(qū)域小樣本模型僅限于區(qū)域小范圍應(yīng)用。

4、　　2.不同立地不同密度杉木成熟林土壤碳儲(chǔ)量
　　基于75個(gè)土壤剖面（0～100 cm）的數(shù)據(jù)，分析了不同密度（5個(gè)初植密度）和立地指數(shù)級(jí)（6個(gè)立地指數(shù)級(jí)）杉木成熟林土壤有機(jī)碳密度及其分布特征。
　　結(jié)果表明：
　?。?）不同初植密度和立地林分土壤有機(jī)碳含量存在顯著差異（P＜0.05），各林分整個(gè)土層（0～100 cm）的平均有機(jī)碳含量為0.9126％～1.3886%，其中初植密度為6667株·hm-220立地指數(shù)級(jí)的

5、林分最高，初植為密度10000株·hm-214立地指數(shù)級(jí)的林分最低。土壤有機(jī)碳含量整體隨深度增加而降低，但各林分的降幅不同，其中初植密度為5000株·hm-216立地指數(shù)級(jí)的杉木成熟林降幅最大，達(dá)84.22%。
　?。?）不同初植密度和立地林分土壤有機(jī)碳密度差異極顯著（P＜0.01），其各土層的平均有機(jī)碳密度變化范圍為4.9591～35.7399 Mg·hm-2。75個(gè)土壤剖面土壤碳密度隨深度增加而降低，各林分整個(gè)土層（0～100

6、 cm）平均土壤碳密度為114.2279～187.2361 Mg·hm-2，總平均值為150.3215 Mg·hm-2。（3）林分土壤有機(jī)碳表層富集明顯，0～30 cm土層土壤碳儲(chǔ)量占整個(gè)土層（0～100 cm）的57.08%。研究發(fā)現(xiàn)，土壤表層0～10 cm的碳密度與林地立地指數(shù)呈顯著正相關(guān)關(guān)系（P＜0.05），這一結(jié)論對(duì)林地質(zhì)量評(píng)價(jià)和土壤管理具有重要意義。
　?。?）林分密度和林地立地質(zhì)量是影響土壤碳匯水平的主要因素。從碳匯林

7、地經(jīng)營(yíng)角度考慮，在低立地指數(shù)級(jí)（SI≤14 m）林地造林時(shí)建議采用高初植密度≥6667株·hm-2），中等及以上立地指數(shù)級(jí)（SI≥16 m）的林地應(yīng)采用低初植密度≤6667株·hm-2。
　　3.杉木成熟林生態(tài)系統(tǒng)的碳儲(chǔ)量及其空間分布特征
　　福建邵武15個(gè)樣地28年生的杉木各器官和成熟林生態(tài)系統(tǒng)各組分的含碳量和碳儲(chǔ)量的研究結(jié)果表明：
　?。?）杉木不同器官的有機(jī)碳含量差異極顯著（P＜0.01），各器官的平均有機(jī)碳含量

8、變化范圍為49.1829%～53.4352%，其由大到小為：葉（53.4352%）＞去皮干（53.2206%）＞根蔸（51.6617%）＞枝（51.1115%）＞干皮（50.9420%）＞根（49.1829%）。各器官的有機(jī)碳含量的差異可能與杉木的生長(zhǎng)規(guī)律有關(guān)，因此，應(yīng)對(duì)林木分器官測(cè)定有機(jī)碳含量，以達(dá)到精確估算杉木成熟林碳儲(chǔ)量的目的。研究發(fā)現(xiàn)，杉木去皮干的有機(jī)碳含量在樹(shù)高垂直分布上差異不明顯，可視為垂直均勻分布。林下地被物各層的有機(jī)碳含

9、量由大到小為：凋落物層（47.6355%～52.8923%，平均為50.6268%）＞灌木層（39.8711%～46.5126%，平均為44.0429%）＞草本層（35.9797%～43.9649%，平均為40.5909%）。
　　（2）不同初植密度和立地指數(shù)級(jí)的杉木成熟林各器官碳儲(chǔ)量的平均值和分配率為：去皮干（78.8943 Mg·hm-2，58.0832%～64.6194%）＞地下部分（22.8704 Mg·hm-2，16.0

10、528%～20.9624）＞干皮（13.1020 Mg·hm-2，9.3927%～10.7423%）＞枝（7.0874 Mg·hm-2，4.0841%～7.5481%）＞葉（5.5873 Mg·hm-2，3.0739%～5.6319%）。相同初植密度且林分密度相差不大的杉木成熟林，立地指數(shù)越高，杉木各器官的碳儲(chǔ)量越大，其中79.0376%～83.9472%的碳儲(chǔ)存于地上部分器官；相同初植密度和立地的杉木成熟林林分的碳儲(chǔ)量的差異主要是由林

11、分密度不同造成的。杉木單木各器官的碳儲(chǔ)量是單木的生長(zhǎng)狀況和林分密度共同作用的結(jié)果。
　?。?）不同初植密度和立地杉木成熟林生態(tài)系統(tǒng)各組分碳儲(chǔ)量的平均值和分配率排序?yàn)椋和寥溃?50.3215 Mg·hm-2，45.4608%～63.7434%）＞喬木層（127.5417 Mg·hm-2，33.4074%～52.0212%）＞凋落物層（4.8947 Mg·hm-2，1.0893%～2.2838%）＞草本層（0.7065 Mg·hm-2