福建邵武杉木成熟林碳儲量研究.pdf

1、本文以福建邵武28年生杉木（Cunninghamia lanceolata）密度試驗林為研究對象，通過林木實測數(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

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）和全株生物量進行擬合，共得到生物量估算模型308個。結(jié)果表明：
　　（1）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（18個器官模型，3個全株模

3、型），不分林齡的杉木單木各生物量的最優(yōu)模型7個（6個器官模型，1個全株模型），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；
　?。?）應用福建邵武單木生物量模型對江西28年生的成熟林單木各生物量的預測效果顯示，不分林齡的大樣本生物量模型精度比較高，可在較大范圍應用。而區(qū)域小樣本模型僅限于區(qū)域小范圍應用。

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

5、林分最高，初植為密度10000株·hm-214立地指數(shù)級的林分最低。土壤有機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)級的杉木成熟林降幅最大，達84.22%。
　?。?）不同初植密度和立地林分土壤有機碳密度差異極顯著（P＜0.01），其各土層的平均有機碳密度變化范圍為4.9591～35.7399 Mg·hm-2。75個土壤剖面土壤碳密度隨深度增加而降低，各林分整個土層（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）林分土壤有機碳表層富集明顯，0～30 cm土層土壤碳儲量占整個土層（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)論對林地質(zhì)量評價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)營角度考慮，在低立地指數(shù)級（SI≤14 m）林地造林時建議采用高初植密度≥6667株·hm-2），中等及以上立地指數(shù)級（SI≥16 m）的林地應采用低初植密度≤6667株·hm-2。
　　3.杉木成熟林生態(tài)系統(tǒng)的碳儲量及其空間分布特征
　　福建邵武15個樣地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量的研究結(jié)果表明：
　?。?）杉木不同器官的有機碳含量差異極顯著（P＜0.01），各器官的平均有機碳含量

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%）。各器官的有機碳含量的差異可能與杉木的生長規(guī)律有關(guān)，因此，應對林木分器官測定有機碳含量，以達到精確估算杉木成熟林碳儲量的目的。研究發(fā)現(xiàn)，杉木去皮干的有機碳含量在樹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)級的杉木成熟林各器官碳儲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，杉木各器官的碳儲量越大，其中79.0376%～83.9472%的碳儲存于地上部分器官；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量是單木的生長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)各組分碳儲量的平均值和分配率排序為：土壤（150.3215 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