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(chǔ)。隨著近年來(lái)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(guó)現(xiàn)有人工林保存面積己達(dá)到5300多萬(wàn)公頃，居世界之首。但目前有關(guān)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(duì)我國(guó)人工林生態(tài)系統(tǒng)碳匯/源的準(zhǔn)確評(píng)估。本文以馬尾松人工林的老齡林為

2、主要研究對(duì)象，重點(diǎn)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(cè)定和灌木層、草本層、凋落物層含碳率測(cè)定以及土壤含碳量的測(cè)定，碳貯量的估算及空間分布特征等方面進(jìn)行了研究；同時(shí)為了掌握和了解老齡林生命過(guò)程及其空間異質(zhì)性特征，對(duì)不同年齡的馬尾松人工林進(jìn)行了對(duì)比研究。目的是探討馬尾松老齡林生態(tài)學(xué)功能、過(guò)程和探索基于森林資源調(diào)查數(shù)據(jù)來(lái)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?yàn)槲覈?guó)老齡林生態(tài)學(xué)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(guó)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(chǔ)研究數(shù)據(jù)和在全球氣候變化的條件下中國(guó)區(qū)域生態(tài)環(huán)境建設(shè)、制定區(qū)域森林生態(tài)系統(tǒng)碳匯管理對(duì)策。經(jīng)過(guò)研究。在以下方面取得一些結(jié)論： (1)通過(guò)對(duì)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(guān)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(guò)對(duì)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(cè)定，分析發(fā)現(xiàn)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(méi)有表現(xiàn)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(shù)干>樹(shù)葉>樹(shù)皮>樹(shù)枝>樹(shù)根，各林分總體上以樹(shù)葉含碳率最高，樹(shù)根最低；不同年齡同種器官碳含量也沒(méi)有表現(xiàn)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(xiàn)為：4年生>41年生>18年生>15年生>老齡林

6、>10年生，沒(méi)有表現(xiàn)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(xiàn)為凋落物層>灌木層>草本層。土壤含碳率在垂直方向上表現(xiàn)為隨土壤深度的增加而降低，成明顯的梯度變化，且相鄰?fù)翆右?～20 cm和20～40 cm的差異最為顯著，各年齡林分在此表現(xiàn)亦一致；同一土層土壤含碳率隨著林分年齡的增長(zhǎng)表現(xiàn)出增長(zhǎng)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(yīng)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(guó)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(guó)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(guó)森林土壤碳貯量的平均