馬尾松人工林的老齡林生態(tài)系統(tǒng)生物量和碳貯量研究.pdf

1、森林作為陸地生態(tài)系統(tǒng)的主體在全球碳循環(huán)中起著十分重要的作用，而生物量與碳貯量的大小是生態(tài)系統(tǒng)碳循環(huán)和碳平衡研究的基礎。隨著近年來天然林資源的減少，人工林面積不斷增加，人工林在森林生態(tài)系統(tǒng)中占有日益重要的地位，中國現有人工林保存面積己達到5300多萬公頃，居世界之首。但目前有關人工林生態(tài)系統(tǒng)碳循環(huán)方面的研究較少，特別是人工林中的老齡林生態(tài)系統(tǒng)碳循環(huán)研究，在一定程度上限制了對我國人工林生態(tài)系統(tǒng)碳匯/源的準確評估。本文以馬尾松人工林的老齡林為

2、主要研究對象，重點在老齡林的生物量估算，林分喬木層生物量回歸模型的建立，林分喬木層各器官含碳率測定和灌木層、草本層、凋落物層含碳率測定以及土壤含碳量的測定，碳貯量的估算及空間分布特征等方面進行了研究；同時為了掌握和了解老齡林生命過程及其空間異質性特征，對不同年齡的馬尾松人工林進行了對比研究。目的是探討馬尾松老齡林生態(tài)學功能、過程和探索基于森林資源調查數據來估算區(qū)域森林生態(tài)系統(tǒng)生物量和碳貯量的合適方法，期望能夠為我國老齡林生態(tài)學研究和區(qū)域

3、尺度的森林生態(tài)系統(tǒng)碳匯功能研究以及中國生態(tài)地理區(qū)域森林生態(tài)系統(tǒng)碳循環(huán)研究提供部分基礎研究數據和在全球氣候變化的條件下中國區(qū)域生態(tài)環(huán)境建設、制定區(qū)域森林生態(tài)系統(tǒng)碳匯管理對策。經過研究。在以下方面取得一些結論： (1)通過對馬尾松解析木各器官生物量的回歸分析，建立了馬尾松各器官及總生物量的回歸模型，該模型具有良好的相關性。馬尾松老齡林和不同年齡林分的生物量分別為：老齡林547.481 t·hm-2、41年生131.377 t·hm-

4、2、18年生51.037 t·hm-2、15年生38.519 t·hm-2、10年生17.927 t·hm-2、4年生5.572 t·hm-2。其中，馬尾松老齡林喬木層的生物量為528.759t·hm-2，灌木層生物量為13.082 t·hm-2，草本層生物量為0.759 t·hm-2，凋落物層生物量為4.881t·hm-2。 (2)通過對馬尾松老齡林和不同年齡馬尾松人工林各組分含碳率的測定，分析發(fā)現喬木層器官(葉、枝、干、皮和

5、根)、灌木層、草本層、凋落物層、和土壤層(0～100 cm)含碳率在不同年齡之間均存在差異。喬木層不同器官含碳率亦存在差異，各器官含碳率大小排序因林分、發(fā)育階段不同而有所不同，沒有表現出一定的規(guī)律，其中老齡林喬木層各器官含碳率大小變化為：樹干>樹葉>樹皮>樹枝>樹根，各林分總體上以樹葉含碳率最高，樹根最低；不同年齡同種器官碳含量也沒有表現出隨年齡的一致變化；各年齡喬木層含碳率平均值大小表現為：4年生>41年生>18年生>15年生>老齡林

6、>10年生，沒有表現出隨年齡變化的一致性。不同年齡的馬尾松林林下植被層和凋落物層含碳率存在著差別，各年齡整體在層次上含碳率一致表現為凋落物層>灌木層>草本層。土壤含碳率在垂直方向上表現為隨土壤深度的增加而降低，成明顯的梯度變化，且相鄰土層以0～20 cm和20～40 cm的差異最為顯著，各年齡林分在此表現亦一致；同一土層土壤含碳率隨著林分年齡的增長表現出增長的規(guī)律，而且隨著土層的加深差異逐漸減小，老齡林土壤各層含碳率高于相應的其他年齡林

7、分。 (3)馬尾松老齡林和不同年齡馬尾松人工林生態(tài)系統(tǒng)總碳貯量分別為：老齡林396.739 t·hm-2、41年生177.163 t·hm-2、18年生129.781 t·hm-2、15年生126.555 t·hm-2、10年生110.811 t·hm-2、4年生96.021 t·hm-2；其中植物碳貯量(喬木層、灌木層和草本層)分別為老齡林271.399 t·hm-2、41年生64.228 t·hm2、18年生21.492 t

8、·hm-2、15年生16.892t·hm-2、10年生6.509 t·hm-2、4年生2.02 t·hm-2。老齡林生態(tài)系統(tǒng)的碳貯量高于我國森林生態(tài)系統(tǒng)(植被、凋落物、土壤)的平均值(258.83 t·hm-2)；老齡林植物碳貯量(271.399 t·hm-2)高于我國森林碳貯量的平均值(57.07 t·hm-2)和全球森林碳貯量的平均值(86 t·hm-2)；老齡林土壤碳貯量(123.008 t·hm-2)低于我國森林土壤碳貯量的平均