林业碳汇对人工林最优轮伐期的影响——以杉木和落叶松为例

【目的】在我国禁伐天然林的背景下，人工林的碳汇功能因为减缓气候变化方面的重要作用而备受关注。分析林业碳汇对我国人工林最优轮伐期的影响，为人工林碳汇经营的管理决策提供理论基础。【方法】以我国南方林区的杉木人工林和北方林区的落叶松人工林为研究对象，基于修正的Faustmann-Hartman模型，借助林木的生长模型和林业碳汇供给的计算模型，计算并比较不同经营目标下人工林的最优轮伐期和林地期望值。【结果】(1)无论树种和立地条件，将碳汇收益纳入经营目标都会增加林地期望值；(2)在碳价为35元/t、利率为5%时，将碳汇收益纳入林地经营目标，最优轮伐期有小于1 a的延长；只考虑碳汇收益时，人工林的碳汇收益随轮伐期的延长而增大；(3)碳价格在0～125元/t范围内变动时，杉木最优轮伐期有2～3 a的变动，落叶松最优轮伐期基本没有变化，最大林地期望值的变动均不明显。【结论】开展人工林的碳汇经营有利于林地投资。现有的经营强度和碳价格下，由于碳价格远远低于木材价格，将碳汇收益纳入林地经营目标时，林地经营者考虑的最优轮伐期不会有很大变化；只考虑碳汇收益时，以不砍伐森林的收益最大。碳价格在较低水平变动时，对...     

不同碳补贴机制下杉木人工林最优轮伐期和碳汇成本分析

【目的】探讨不同碳补贴机制下最优轮伐期及碳汇成本的变动规律,为提高碳汇供给和降低碳汇成本提供理论依据。【方法】实地调研福建洋口国有林场杉木人工林经营和营林实践,推导不同碳补贴情境下杉木最优轮伐期和碳汇成本模型,分析立地条件、碳价格、贴现率对最优轮伐期和碳汇成本的影响。【结果】理想情境下,贴现率由2%上涨至7%时,优、中和劣等立地的碳汇成本分别下降了31.42%、32.03%和33.15%,最优轮伐期均缩短4 a。碳价格由20元/t增加至350元/t时,优、中和劣等立地碳汇成本上涨了19.24、19.43和19.38倍,最优轮伐期分别延长了8、9和10 a。年给付情境下,贴现率由2%上涨至7%时,优、中和劣等立地的碳汇成本分别下降了70.35%、70.66%和71.14%,最优轮伐期均缩短4 a。碳价格由20元/t增加至350元/t时,优、中和劣等立地的碳汇成本上涨了15.79、15.82和16.50倍,中等立地和优等立地最优轮伐期均延长1 a,劣等立地最优轮伐期维持不变。【结论】两种碳补贴情境下,碳汇成本和最优轮伐期均与贴现率负相关,与碳价格正相关。在理想情境下,中等立地碳汇成本对碳价格变动的敏感性最强,但在年给付情境下,劣等立地碳汇成本对碳价格变动敏感性最强。总之,在研究区,理想情境更有利于发挥森林生态功能,实现森林生态效益。     

第四纪红黏土红壤区针叶人工林土壤酶活性和微生物学特征

以红壤丘陵区第四纪红黏土区为例,选取典型针叶林(马尾松Pinus massoniana、杉木Cunninghamia lanceolata和湿地松Pinus elliottii)样地,研究不同针叶林土壤酶活性和微生物学特征.结果显示,在林分生长期内,土壤有机碳、全氮、酶活性、有机碳活性组分比例、土壤微生物基质利用效率、真菌-细菌比值和土壤微生物功能多样性等指标在杉木和湿地松样地均高于马尾松样地和荒地.由此说明湿地松和杉木人工林能够改善土壤酶活性和微生物学特征,提高土壤生化功能,进而改善林下土壤质量,而马尾松效果不明显.     

目标树经营初期对马尾松人工林碳贮量的影响

【目的】大气温室气体浓度增加导致全球气候变暖日益受到重视,保护现有人工林碳贮量以及开展科学的森林经营活动,已成为改善林分结构,增强陆地碳汇的重要措施。【方法】以川东华蓥33年马尾松人工林为对象,采用3种目标树密度(H1.100;H2.150;H3.200株/hm²)经营方式,研究目标树经营后马尾松人工林碳贮量变化。 【结果】与对照林分相比较,目标树经营后乔木层(各器官)、林下层贮量变化差异显著(P<0.05),而不同处理间土壤层碳贮量变化差异不显著(P>0.05);目标树经营后乔木层碳贮量生长量分别为15.65%、18.70%、16.59%,均高于HCK(对照林)的13.4%;目标树干、枝、叶、根和全株碳贮量生长量平均值较一般树高出66.04%、51.25%、52.09%、48.81%和38.67%,各器官碳贮量大小顺序为树干>根系>树枝>树叶;林下层碳贮量变化除草本层为H2>H3>H1>HCK,其余层次皆为H3>H2>H1>HCK;土壤层碳贮量为244.86 t/hm²,占林分总碳贮量76.44%,但土壤表层(0~5cm)碳贮量占土壤层(0~40 cm)的45.52%,并呈现随着土壤深度增加而显著减少的趋势;马尾松林碳库空间分布为土壤层(0~40 cm)>乔木层>灌木层>草本层>枯枝落叶层>粗木残体层。【结论】目标树经营可提高马尾松人工林碳贮量,且经营密度为150株/hm²的马尾松林碳贮量最高。     

缺磷胁迫下马尾松和杉木苗根系有机酸的分泌

用溶液培养的方法研究了缺磷胁迫下不同种源马尾松和杉木苗木根系有机酸的分泌.结果表明:缺磷胁迫下杉木和马尾松苗木根系有机酸的分泌量显著增加,在P0(KH2PO4,0 mmol/L)、P1(KH2PO4,0.03 mmol/L)和P2(KH2PO4,0.09 mmol/L)3种缺磷水平下,马尾松根系有机酸的平均分泌量分别比正常供磷P3(KH2PO4,0.5 mmol/L)时提高328.6%、267.9%和126.4%,其中浙江马尾松根系分泌有机酸最多;浙江杉木根系有机酸分泌量分别比正常供磷时提高325.0%、150.0%和50.0%.缺磷胁迫下,不同种源的杉木和马尾松增加分泌有机酸的种类不同,浙江马尾松主要增加分泌草酸、酒石酸、柠檬酸和苹果酸,广西马尾松主要增加分泌草酸和酒石酸,贵州马尾松主要增加分泌酒石酸、草酸和苹果酸;杉木主要增加分泌草酸和酒石酸.     

马尾松混交林生长量及其生态效应研究

对闽西2种马尾松混交林(马尾松+木荷、马尾松+杉木)及马尾松纯林的林分生长因子、林内小气条件、土壤理化性质进行调查分析,结果表明:混交林中马尾松生长状况明显优于纯林,混交林林分生产力优于马尾松纯林,混交林有效改善了林内小气候条件,混交林能有效改善土壤肥力条件。     

基于碳汇木材复合经营目标的综合效益及影响因素分析

【目的】研究基于碳汇木材复合经营目标的最优森林管理,为提高森林综合效益提供理论依据。【方法】基于福建顺昌国有林场杉木和桉树经营成本数据,结合生长收获模型和碳储量模型,利用修正的Faustmann-Hartman模型,以社会效用最大的综合效益为决策目标,模拟分析营林成本、碳价格、木材价格和利率变动对杉木、桉树多效益经营下综合效益的影响。【结果】在当前营林成本和经营强度不变的情况下,多效益经营提升了综合效益,说明碳汇经营具有一定的投资效益。在营林成本变动(-40%~40%)范围内,随着营林成本的增加,杉木综合效益从40 402.33元/hm²下降到5 599.02元/hm²,桉树综合效益由51 521.61元/hm²下降到15 530.34元/hm²,两树种轮伐期均延长2 a。碳价格由0上升到500元/t时,杉木综合效益由21 423.52元/hm²上升到34 209.48元/hm²,最优轮伐期均为20 a;桉树综合效益从25 845.13元/hm²上升到92 644.11元/hm²,最优轮伐期由8 a下降至6 a。在木材价格变动(-20%~20%)范围内,随着木材价格的增加,杉木综合效益由4 545.44 元/hm²上升到41 117.14元/hm²,最优轮伐期缩短1 a;桉树综合效益由9 575.92元/hm²上升到56 470.14元/hm²,最优轮伐期缩短3 a;利率从1%上升到7%时,杉木综合效益由383 745.32元/hm²下降到890.14元/hm²,最优轮伐期缩短6 a;桉树综合效益由254 648.72元/hm²下降到16 728.99元/hm²,最优轮伐期缩短1 a。【结论】杉木、桉树的综合效益受碳价格和木材价格正向调节,受利率和营林成本的负向调节;杉木、桉树的综合效益对不同经济因素敏感性大小和顺序不同;在森林综合效益方面,桉树大于杉木,而在应对气候变化方面,杉木响应优于桉树。     

伴生树种对人工林木荷材性的影响

对不同伴生树种人工林木荷木材物理力学性质和化学组分进行了测定和分析,结果表明:伴生树种马尾松、杉木可提高人工林木荷木材密度、干缩系数和力学强度及其波动性,且马尾松的影响大于杉木;马尾松使木荷的差异干缩降低,而杉木使其差异干缩提高;伴生树种马尾松和杉木对人工林木荷木材绝大部分物理性质指标影响不显著,马尾松对人工林木荷木材绝大部分力学强度指标的影响极显著或显著,而杉木对人工林木荷木材的力学强度除弦面抗劈力外,其余指标影响不显著;马尾松使人工林木荷木材抽出物含量、纤维素含量和木素含量降低,使人工林木荷木材戊聚糖含量提高,而杉木对木荷的影响正好相反.     

赣南红壤地区马尾松林和草地土壤呼吸变化研究

采用碱液(NaOH)吸收法对赣南红壤地区马尾松和草地两种植被类型的土壤呼吸速 率的变化及其影响因子进行了测定.结果表明:不同植被类型的土壤呼吸速率有显著差异(P＜0.05),马尾松和草地土壤呼吸的变化与温度的变化趋势具有一定的相关性,观测期间,土壤呼吸速率5月最高,1月最低,且土壤呼吸总体速率草地大于马尾松林地,但1月...     

皆伐火烧对中亚热带米槠次生林生态系统碳贮量的影响

通过对中亚热带米槠次生林皆伐、火烧前后生态系统(乔木层地上部分和地下部分、林下植被层、枯枝落叶层及0~100 cm矿质土壤层)碳贮量变化进行研究,探讨皆伐火烧对中亚热带米槠次生林生态系统碳贮量的影响.结果表明,米槠次生林皆伐前生态系统碳贮量为278.6 t·hm-2,其中乔木层占64%,而林下植被层与枯枝落叶层碳贮量较低;皆伐后,树干(包含树皮)及粗枝被移出生态系统,其中包含97.5 t·hm-2的碳,相当于生态系统碳贮量的35%.火烧后2 d,采伐剩余物(包含枯枝落叶层物)碳贮量损失31.9 t·hm-2,损失率高达87%,而土壤表层(0~10 cm)碳贮量为(20.0 t·hm-2),较火烧前下降了18%.由此可见,皆伐和火烧均造成生态系统碳贮量显著下降.     

伴生树种对人工林木荷材性的影晌

对不同伴生树种人工林木荷木材物理力学性质和化学组分进行了测定和分析,结果表明:伴生树种马尾松、杉木可提高人工林木荷木材密度、干缩系数和力学强度及其波动性,且马尾松的影响大于杉木;马尾松使木荷的差异干缩降低,而杉木使其差异干缩提高;伴生树种马尾松和杉木对人工林木荷木材绝大部分物理性质指标影响不显著马尾松对人工林木荷木材绝大部分力学强度指标的影响极显著或显著而杉木对人工林木荷木材的力学强度除弦面抗劈力外,其余指标影响不显著;马尾松使人工林木荷木材抽出物含量、纤维素含量和木素含量降低,使人工林木荷木材戊聚糖含量提高,而杉木对木荷的影响正好相反。     

河南洛阳马尾松树干液流昼夜变化特征及其影响因子分析

【目的】揭示马尾松(Pinus massoniana)在我国分布北界的树干液流昼夜特征及其与环境因子的关系,探索马尾松蒸腾耗水规律,为深入了解树木水分利用机制提供研究基础。【方法】以分布在河南洛阳的马尾松为研究对象,采用TDP热扩散探针和小型自动气象站对样地内的马尾松树干液流及周围环境因子进行连续监测,分析马尾松树干液流昼夜变化特征及其影响因子。【结果】(1)研究区马尾松树干液流速率呈昼高夜低的单峰曲线;马尾松存在夜间液流,零点前液流活动较零点后活跃。(2)6—10月的白天(太阳辐射大于5 W/m²)和夜间(太阳辐射小于5 W/m²)马尾松单株日均液流量为36.08 kg;夜均液流量为2.55 kg,占全天液流量的4.87%～9.27%;零点前液流量占夜间液流量的83.42%～95.54%。(3)马尾松树干液流速率与太阳辐射、饱和水汽压差(VPD)、温度、湿度、风速和降水量存在显著的相关性(P<0.05);太阳辐射是白天树干液流的最大影响因子,VPD是夜间树干液流的最大影响因子。【结论】在我国中西部地区相对干旱生境下,马尾松树干液流具有...     

马尾松、杉木纯林及其混交林挥发性有机物成分分析

为了摸清树种挥发性有机物(Volatile Organic Compounds, VOCs)的释放规律和种类，采用顶空法提取马尾松(Pinus massoniana)、杉木(Cunninghamia lanceolata)纯林及其混交林11个树种叶片的VOCs,并用气相色谱-质谱联用仪(GC-MS)技术对其进行分析。结果表明：前15 min, VOCs检出率为100%的树种有马尾松混交林和杉木混交林中的格木(Erythrophleum fordii)、红锥(Castanopsis hystrix)、大叶栎(Quercus griffithii);检出率为73%-90%的树种有马尾松纯林及其混交林中的马尾松、黄毛榕(Ficus esquiroliana)和香梓楠(Michelia hedyosperma),以及杉木纯林及其混交林中的杉木和灰木莲(Manglietia glauca)。马尾松纯林及其混交林中鉴定出的VOCs种类有萜、醇、醛、酮、酯、酸、脂肪胺、环氧等8大类，除了红锥和大叶栎外，其他树种均以萜类化合物数量最多；杉木纯林及其混交林鉴定出的VOCs种类有萜、醇、醛、酮、酯、酸、脂...     

马尾松香樟人工混交林中的邻体干扰效应

研究了荆界山马尾松(pinus massoniana)和香樟(Cinnamomun camphora)人工混交林中,马尾松个体生长速度与邻体效应之间的相互关系.以马尾松为基株,3m为半径圆内的个体均被定义为邻体,采取张大勇改进的干扰指数模型和马尾松的生长速度进行回归分析,发现马尾松生长速度和邻体干扰指数之间有显著的线性关系.研究结果表明,在该群落的演替过程中,香樟对马尾松以及马尾松自身对马尾松的生长均表现为竞争关系,其中马尾松的种内竞争尤为强烈.因此可以推断,此人工林群落演替的动力是马尾松各个体对资源竞争所引起的自疏作用,以及香樟与马尾松种间竞争所引起的他疏作用.马尾松种群最终将退出该群落.     

细柄阿丁枫天然林与杉木人工林土壤水稳性团聚体有机碳比较

研究福建省建瓯市万木林自然保护区内,细柄阿丁枫(Altingia gracilipes)天然林及杉木(Cunning-hamia lanceolata)人工林不同土层土壤团聚体有机碳质量比与有机碳贮量的关系,探讨土地利用变化对土壤水稳性团聚体有机碳的影响.结果表明,细柄阿丁枫天然林和杉木人工林都是以大团聚体(>0.25 mm)为主,占了干土质量的85%以上.天然林转换为人工林后,土壤团聚体的数量变化差异不明显,但各个粒径团聚体有机碳质量比明显下降,下降幅度为22.62%～51.78%,表层土壤有机碳损失更为严重.2种林分的大于2.0mm的团聚体有机碳贮量最高,0.25～0.5 mm的团聚体有机碳贮量最低,在大团聚体中呈现出随粒径增加,有机碳贮量增加的趋势.天然林转换为人工林后,土壤有机碳贮量明显下降,下降是由各粒径团聚体碳质量比减小引起的.     

间伐对马尾松人工林土壤酶活性的影响

以南京溧水林场25年生马尾松(Pinus massoniana)林为对象,对6年前实施了弱度(25％)、中度(45％)、强度(65％)间伐的各处理样地土壤酶活性进行了调查.结果表明:间伐对土壤酶活性有一定的提升作用,但不同间伐强度对土壤酶的提升效果不同.弱度间伐在10月和12月对土壤蔗糖酶活性提升效果最明显,在12月对碱性磷酸酶活性提升效果最明显,其余以中度间伐的提升效果较为明显.对25年生马尾松人工林而言,中度间伐可提高林地土壤酶活性,促进马尾松对林地养分的利用.     

不同岩性上马尾松、杉木生长的比较

采用实验生态学的方法,并通过方差分析,对6类不同岩性发育的土体上11年生马尾松、杉木生长和生物量研究,以揭示岩性-土壤与马尾松、杉木生产力的关系,为系统培育马尾松、杉木速生丰产林奠定基础。研究结果表明:6类不同岩性发育的土体对马尾松、杉木的高、胸径生长及单株生物量效应影响不同,但有类似的变化规律,即高生长和单株生物量均为长石石英砂岩>玄武岩>石英砂岩>变余砂岩>第四纪红色黏土>煤系硅质砂页岩,胸径生长为长石石英砂岩>玄武岩>石英砂岩>变余砂岩>煤系硅质砂页岩>第四纪红色黏土,马尾松的生长略好于杉木;马尾松、杉木各自的高生长、胸径生长以及去皮干、干皮、叶、根、和全株的生物量差异极显著(P<0.01),带皮枝的生物量差异显著(P<0.05),而在两树种之间则均差异不显著。     

收益还原法及其在林地价格评估中的应用

收益还原法是国际上公认的土地价格评估的基本方法之一.林地收益价格主要由纯收益和还原利率决定.目前,我国林地市场极不发育,收益还原法是一种较好的林地价格评估方法,但在具体的应用中受到了一定的限制.结合实例,对收益还原法在林地价格评估中的应用作了客观评价.     

间伐对杉木人工林生态系统碳储量的短期影响

【目的】研究不同间伐强度下杉木人工林生态系统碳储量及其分配格局,进一步优化林分经营管理措施,准确评估间伐对杉木人工林生物量和碳储量的短期影响,为提高人工林的碳汇能力提供依据。【方法】以福建省三明市官庄国有林场11年生杉木人工林为研究对象,选择坡度、坡位、土壤条件相对一致的林分,按照完全随机区组试验设计,设置弱度间伐(31%,伐后林分2 250株/hm²,LIT)、中度间伐(45%,伐后林分1 800株/hm²,MIT)、强度间伐(63%,伐后林分1 200株/hm²,HIT)等3种间伐强度;共设置9块20 m×20 m样地,采集深度为1 m剖面内不同土层的土壤;并在样地内每木检尺,利用生物量回归方程对乔木层生物量进行估算,同时实测林下植被和凋落物生物量;通过元素分析仪测定植被和土壤碳含量,并根据碳含量估算碳储量。【结果】间伐后3年,杉木人工林乔木层碳储量随着间伐强度的增加而减小,LIT、MIT、HIT处理样地乔木层碳储量依次为66.16、58.78、49.71 t/hm²;杉木人工林灌木层和草本层的碳储量随着间伐强度的增加而显著增加,分别占生态系统碳储量的0.03%~0.19%和0.01%~0.67%;凋落物层碳储量占生态系统碳储量的2.87%~4.32%,间伐对凋落物层碳储量无显著影响;土壤有机碳储量在不同间伐处理间差异显著(P<0.05),杉木人工林土壤层碳储量随着间伐强度的增加而降低,HIT处理土壤层碳储量较LIT和MIT处理降低了32.07%和1.03%。间伐后3年,杉木人工林生态系统碳储量随着间伐强度增加而显著降低(P<0.05),LIT、MIT和HIT处理样地总碳储量依次为173.85、161.12、121.73 t/hm²。乔木层和土壤层碳储量之和占比超过90.00%,表明乔木层和土壤层是巨大的碳库,且间伐短期降低生态系统总碳储量。【结论】间伐后短期内杉木人工林乔木层、凋落物层和土壤层碳储量随着间伐强度的增加而下降,而灌木层和草本层的碳储量则随着间伐强度的增加而增加,表明间伐3年后试验林地还处于恢复期,杉木人工林间伐短期内会降低生态系统总碳储量。研究结果可部分解释间伐后短期内杉木人工林生态系统各组分碳储量的分布格局,并为研究区的人工林碳汇增加和可持续经营提供科学依据。     

重庆市森林植被碳储量及其地理分布格局

根据重庆市2002年森林资源二类调查资料和重庆市2008年森林工程总体规划,估测出了重庆市森林植被的碳储量和碳汇量,并分析其地理分布情况和市域内不同林分的碳汇能力,对重庆市森林工程的碳汇潜力进行了预测.结果表明:重庆市(2002年)森林植被碳储量约为4 729万t,每年固定约397万t碳,折合1 454万t二氧化碳;重庆市东部地区的碳储量普遍高于西部地区,在各区县中碳储量排在前五位的分别是城口、巫溪、酉阳、石柱、奉节;重庆市域不同林分中,以马尾松的碳汇量最大,占重庆市总碳汇量的60%,其次是栎类,冷杉最少;重庆市森林工程造林成林后的森林碳汇价值高达36.65亿元/年,具有很大的碳汇潜力.