温州市森林生态系统碳储量研究

【目的】对浙江省温州市森林生态系统碳储量进行研究,摸清区域森林碳储量现状,为区域碳汇功能的评价提供基础数据。【方法】基于温州市2018年森林资源年度监测的马尾松林、其他松林、杉木林、柳杉林、柏木林、硬阔林、针叶混交林、阔叶混交林、针阔混交林、毛竹林等10种主要类型的森林资源监测数据,以及30个调查样地的实测数据,用平均生物量转换因子法计算不同森林类型的碳储量和碳密度,同时采用Pearson相关分析法对不同森林生态系统各组分之间有机碳储量进行相关性分析。【结果】2018年,温州市森林生态系统碳储量为81.70 Tg, 其中乔木层18.46 Tg,灌草层1.55 Tg,凋落物层1.02 Tg和土壤层60.67 Tg,分别占生态系统碳储量的22.60%、1.89%、1.25%和74.26%。温州市的森林生态系统碳密度为123.81 t/hm²,其中乔木层27.98 t/hm²,灌草层2.34 t/hm²,凋落物层1.54 t/hm²和土壤层91.95 t/hm²,土壤有机碳库为植被有机碳库的2.88倍。乔木层和土壤层有机碳储量是温州市森林生态系统的主要碳库,占全部森林生态系统有机碳储量的96.86%。乔木层碳密度最大的是柏木林,达到46.06 t/hm²;阔叶混交林碳密度最低,为20.50 t/hm²;土壤层中,碳密度最大的为柳杉林,达到136.97 t/hm²;最小的为其他松木林,为49.38 t/hm²。不同林分生态系统碳密度有一定差异,其中柳杉林碳密度最大(185.42 t/hm²),最低的是马尾松林(83.34 t/hm²)。各组分碳储量相关性分析表明,乔木层与凋落物层碳储量呈显著正相关关系(P<0.05),土壤层碳储量与森林生态系统碳储量呈极显著相关关系 (P<0.01),说明土壤层对整个生态系统碳储量的贡献最大。其他各组分之间相关关系均达不到显著水平。【结论】温州市森林生态系统碳密度略高于浙江省平均水平,但是低于全国平均水平,因此可以通过合理的森林经营管理措施提高森林碳密度。     

间伐对杉木人工林土壤微生物生物量碳氮的短期影响

【目的】探究大径材培育目标下间伐对杉木人工林土壤微生物生物量碳氮的短期影响,为缓解杉木人工林地力衰退问题和大径材定向培育提供指导。【方法】以16年生杉木人工林为对象,采用完全随机区组设计,设置3种间伐强度,分别为强度间伐(32%,编号HIT)、弱度间伐(23%,编号LIT)、对照组(0%,编号CK),研究不同间伐条件下杉木人工林的土壤微生物生物量碳(SMBC)、生物量氮(SMBN)含量的变化及其化学计量特征[土壤微生物生物量碳、氮含量比,土壤微生物生物量碳、氮与土壤全碳(TC)、全氮(TN)含量比,即SMBC/SMBN、SMBC/TC、SMBN/TN]之间的差异。【结果】在不同间伐强度下,杉木人工林不同土层SMBC、SMBN含量及SMBN/TN的值从大到小依次为HIT、LIT、CK;SMBC/TC的值除在≥10~20 cm土层以强度间伐(HIT)最高之外,其他土层均以弱度间伐(LIT)最高;SMBC/SMBN的值除在≥20~40cm土层,以CK最高外,其他土层均以LIT处理最高;从土壤的垂直分布特征来看,杉木人工林SMBC、SMBN含量从大到小依次为0~10、≥10~20、≥20~40 cm,即呈现出SMBC、SMBN含量随土层加深而降低的趋势。【结论】强度间伐对SMBC、SMBN含量影响明显,可能有利于提高土壤肥力;加强对土壤地力的维护,从而改善杉木大径材的培养。     

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。     

南亚热带杉木、红锥人工林碳储量及分配特征

明确南亚热带杉木(Cunnighamia lanceolata)、红锥(Castanopsis hystrix)人工林碳储量及分配特征,可为应对全球气候变化研究提供基础数据,为碳汇林业发展提供科学依据。以我国亚热带地区广泛栽培的杉木人工林和红锥人工林为研究对象,以相对生长方程计算林木生物量,实测林下植被生物量、林木和林下植被各组分含碳率、土壤含碳率等,进而分析不同人工林的碳储量及分配规律。结果表明:(1)人工林生态系统不同组分的含碳率存在一定差异,虽然杉木和红锥的全株含碳率相差无几,分别为48.04%和47.80%,但林下植被和土壤表层的含碳率差别较大,林下植被含碳率为40.84%—47.73%(杉木林)、36.69%—43.76%(红锥林);土壤表层含碳率为2.28%—3.30%;(2)杉木人工林乔木层碳储量(71.48t/hm~2)、林下植被碳储量(1.533t/hm~2)显著高于红锥人工林乔木层碳储量(51.82t/hm~2)和林下植被碳储量(1.185t/hm2),而红锥人工林枯落物层碳储量(0.673t/hm2)显著高于杉木人工林(0.386t/hm~2);(3)杉木人工林的皮、叶、根碳储量显著高于红锥人工林,相反,红锥人工林的枝碳储量(8.04t/hm~2)显著高于杉木人工林(6.00t/hm~2);(4)杉木人工林生态系统碳储量(217.56t/hm~2)与红锥人工林生态系统碳储量(195.05t/hm~2)无显著差异,土壤和乔木层是人工林生态系统的主要碳库,分别占生态系统碳储量的66.37%—72.81%和26.59%—32.93%。杉木人工林乔木层、林下植被和生态系统碳储量均高于红锥人工林,红锥人工林枯落物碳储量显著高于杉木人工林,杉木是发展碳汇林的较好树种。     

我国暖温带森林碳储量特点研究——以北京、河北为例

本文为探究暖温带地区森林生态系统碳储量特点及其成因,在河北、北京地区选取了 160个森林样地,对样地的乔木层、灌木层、草本层、凋落物层以及土壤层进行了野外实地调查并取样在实验室做相关分析.结果表明:河北、北京地区总碳储量为448.07 Tg,植物层碳储量为94.82 Tg,土壤层碳储量为353.25 Tg.土壤层碳储量...     

暖温带-亚热带过渡区鸡公山落叶栎林生态系统碳储量分布特征

在鸡公山天然落叶栎林中设置样地,调查分析了落叶栎林生态系统土壤碳密度和碳储量,测定了林下植被层和凋落物层碳储量,并用生物量方程法估测了乔木层各组分的生物量及碳储量.结果表明:落叶栎林生态系统总碳储量为156.60 t·hm-2,空间分布特征表现为乔木层(81.65 t·hm-2)>土壤层(66.13 t·hm-2)>凋落物层(7.50 t·hm-2)>灌木层(1.09 t·hm-2)>草本层(0.23 t·hm-2).在不同采样层次上碳含量存在明显差异.土壤层碳储量随着海拔升高而显著增加(p<0.05),随着土层深度增加而显著降低(p<0.05).     

黑龙江省红松人工林林分乔木层可加性碳储量模型

【目的】大尺度森林碳储量的估算备受关注,而构建林分乔木层碳储量模型是一种评估森林碳储量快捷且准确的方式。【方法】以黑龙江省(东京城、林口、帽儿山、孟家岗)207块红松人工林样地数据为研究对象,选择聚合法、平差法、分解法作为构建林分碳储量模型的可加性方法,以加权回归来消除碳储量模型的异方差。采用留一交叉验证法(leave-one-out cross validation, LOOCV)对3种可加性方法的碳储量模型进行评价。【结果】基于3种可加性方法林分碳储量模型拟合结果之间存在略微的差异。聚合法的总体预测能力略优于平差法和分解法,具体预测精度排序为聚合法>平差法>分解法。当预测林分总碳储量时,3种可加性方法在不同林分断面积区间的预测能力表现并不一致。【结论】基于聚合法的林分碳储量模型更适合于黑龙江省红松人工林的碳储量预测,但当预测红松人工林的林分总碳储量时,应根据林分断面积区间选择合适的可加性方法。     

新疆喀纳斯保护区森林碳储量及碳密度研究

基于森林资源二类清查数据资料,利用材积源生物量法和平均生物量法,计算新疆喀纳斯国家自然保护区内森林植被的碳储量及其空间分布。结果表明:保护区内森林植被碳储量为3.004 7 Tg,平均碳密度为49.58 Mg/hm²。不同植被类型碳储量从大到小排序为:乔木林地、灌木林地、疏林地、散生木,其中乔木林地碳储量占到森林植被总碳储量的90.18%,各乔木林地的平均碳密度为68.87 Mg/hm²。区域分布上,林分碳储量、碳密度的空间分布呈现出西南高东北低的趋势; 而保护区内成、过熟林分的碳储量共占乔木林地碳储量的79.89%,若对现有森林采取合理的经营管理,可增加其碳汇能力。     

中国主要树种人工乔木林碳储量测算及固碳潜力分析

【目的】森林碳储量在陆地生态系统碳库中占主体地位,通过确定人工乔木林碳密度和植被固碳增值碳储量,预测人工乔木林碳汇潜力,为改善人工乔木林的林龄和树种结构、提高森林可持续经营水平,进而为提高人工乔木林单位面积蓄积量提供科学依据,助力我国实现增汇减排的目标。【方法】比较分析我国第8次(2009—2013)和第9次(2014—2018年)森林资源清查中各优势树种人工林的面积和蓄积量数据,采用联合国政府间气候变化专门委员会(IPCC)材积源-生物量法(volume-biomass methods)分别估算并对比我国6种主要树种人工乔木林的碳储量和碳密度,分析人工乔木林碳储量和碳密度在两次森林资源清查期间增值部分的碳贡献率,综合评价我国不同林龄结构人工乔木林的固碳功能;采用拟合的单位面积蓄积-林龄的Logistic回归生长方程,结合IPCC材积源-生物量法,预测不同龄级各优势树种的蓄积量,估算我国现有人工乔木林未来15年及至2035年的碳汇增值潜力。【结果】两次森林资源清查期间,我国主要人工乔木林总碳储量增加了498.81 Tg,年均增加量99.76 Tg。第9次资源清查结束时,6个主要树种不同林龄(组)人工乔木林的碳储量由大到小依次为过熟林(439.19 Tg)>成熟林(426.43 Tg)>近熟林(359.75 Tg)>中龄林(292.34 Tg)>幼龄林(105.15 Tg),分别占人工乔木林总碳储量的27.07%、26.28%、22.17%、18.02%和6.47%;不同龄组的碳密度从小到大依次为过熟林(59.17 Mg/hm²)<幼龄林(169.12 Mg/hm²)<成熟林(178.13 Mg/hm²)<近熟林(190.38 Mg/hm²)<中龄林(348.09 Mg/hm²)。到2035年,我国主要树种人工乔木林碳储量和平均碳密度将分别达到1 716.27 Tg和36.51 Mg/hm²,与2015年相比分别增加92.92%和93.17%。【结论】两次森林资源清算结果相比,6种主要树种人工乔木林的碳储量均有显著增加,随着林分的不断成熟,碳储量呈现出线性正向增加的趋势,而碳密度受蓄积量与面积比的影响其增幅各不相同;至2035年人工乔木林碳储量约占乔木林总碳储量的20%,可以预见中国人工乔木林碳储量有很大的增加潜力。     

两种采伐方式对马尾松人工林林分空间结构的影响

【目的】探讨不同采伐方式和采伐强度对马尾松(Pinus massoniana)人工林空间结构的影响,为马尾松人工林林分结构优化和质量提升提供科学依据。【方法】以四川大茅坪国有林场马尾松人工林为研究对象,设置两种采伐方式：目标树经营(目标树数量0、100、167、233、300株/hm²)和基于目标树采伐蓄积强度设置相对应的传统抚育间伐(折算为0%、8.6%、16.1%、24.0%、29.2%),将目标树经营和传统抚育间伐中采伐强度为0株/hm²合并记为CK。采用基于Voronoi图的林分结构参数(混交度、角尺度、大小比数、开敞度和竞争指数)和空间结构评价指数对林分空间结构进行评价。【结果】两种采伐方式对林分混交度的影响有差别,具体为：目标树经营下,林分混交度呈上升趋势,而传统抚育间伐无显著变化。两种采伐实施后,林分角尺度表现为显著增加的趋势,但林分仍处于均匀分布格局,目标树经营相较于传统抚育经营,林分随机分布比例提升相对较高,林分大小比数无显著变化。两种采伐方式均能提高林分开敞度,且随采伐强度增加呈现出上升趋势,在同一采伐强度下,开敞度值表现...     

间伐对马尾松人工林根际土壤氮含量及酶活性的影响

【目的】间伐是生产实践中常见的一种干扰,研究间伐对马尾松人工林根际土壤氮含量及相关酶活性的影响,为马尾松人工林的可持续经营提供科学参考。【方法】以南京市溧水区林场30年生马尾松人工林为研究对象,采用抖落法收集根际土,测定4种间伐强度(强度(65%)、中度(45%)、弱度(25%)、对照(未间伐))下根际土壤不同形态氮含量及氮循环相关酶活性,并分析其与土壤理化性质之间的关系。【结果】弱度间伐显著增加了根际土壤铵态氮含量,而强度间伐下则显著降低; 根际土壤全氮、硝态氮和可溶性有机氮含量在各间伐强度下均表现为:中度>对照>弱度>强度; 根际土壤微生物生物量氮和碱解氮均在弱度和中度间伐下显著升高。弱度和中度间伐显著降低根际土壤脲酶活性,而显著增加根际土壤亚硝酸酶活性; 间伐对根际土壤蛋白酶、硝酸还原酶和羟胺还原酶活性的影响不显著,表明脲酶和亚硝酸酶对间伐的响应更敏感,可作为土壤氮变化的指标。除硝酸还原酶活性以外,根际土壤中其余4种氮循环相关酶活性以及不同形态氮素含量均高于非根际土壤,表现出明显的正根际效应。此外,根际土壤不同形态氮素含量及相关酶活性与含水量、pH密切相关。【结论】间伐强度对根际土壤不同形态氮和酶活性有显著影响,总体来看,弱度和中度间伐能改变土壤含水量和酶活性,有利于土壤氮素的积累,可将其作为间伐强度的参考指标。     

杉木人工林不同根序的一级根形态差异及其对间伐的响应

以江苏南京溧水林场实施了4种间伐强度(CK(不间伐)、弱度间伐(LIT,比例30%)、中度间伐(MIT,比例50%)、强度间伐(HIT,比例70%))的25年生杉木人工林为研究对象,探讨了不同根序上一级根直径、根长和比根长的差异及间伐(6年)对其生长的影响。将一级根按着生位置的不同分为4类:Ar(2级根上的一级根)、Br(3级根上的一级根)、Cr(4级根上的一级根)、Dr(5级根上的一级根)。结果表明:杉木人工林不同根序上一级根数量和根长存在显著差异(p<0.05),而直径和比根长无显著差异(p>0.05)。随着一级根着生根序的增加,一级根数量极显著减小(p<0.01),所占总根数比例从大到小为Ar(79%)>Br(13%)>Cr(6%)>Dr(2%); Dr类根的根长显著大于其余3类根的根长(p<0.05)。与对照相比,间伐仅对Br类根的直径及Dr类根的直径和根长有显著影响(p<0.05)。其中,Br类根的直径在LIT和HIT中显著减小; Dr类根的直径在MIT中显著增大,而根长却在LIT中显著减小。相关分析表明,土壤表层(0～10 cm)林下非目的树种活细根生物量、土壤亚表层(≥10～20 cm)全氮分别与Br类、Dr类根的直径呈显著的负相关关系,土壤表层(0～10 cm)的全氮则与Dr类根的根长呈显著正相关关系。     

留杉栽阔经营模式C库及其分配

比较了多代杉木萌芽林强度间伐并补栽细柄阿丁枫(留杉栽阔)和保留杉木多代萌芽林(对照纯林)两种模式C贮量的差异,结果表明,留杉栽阔模式C库总量为163.25 t/hm2,比纯林模式C贮量(139.38 t/hm2)增加了17.13%.土壤层C贮量在整个生态系统C贮量中所占比例最大,留杉栽阔中的土壤C贮量比杉木纯林有了明显的增加(27.73%);另外,留杉栽阔后乔木层C贮量也有所提高,从杉木纯林的64.73 t/hm2增加到留杉栽阔后的68.99 t/hm2.因此可以看出,留杉栽阔经营模式可以增加杉木林生态系统的C吸存能力.     

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。     

间伐施肥对杉木中龄林生长和材种结构的影响

【目的】探讨不同间伐保留密度和施用不同比例N、P肥对杉木中龄林生长和材种结构的影响。【方法】在福建省洋口国有林场9年生立地指数22的杉木人工林中设置9块标准地,采用正交试验设计进行间伐和施肥的配套试验,间伐保留密度为1 200、1 500和2 250株/hm²,N肥施用量为0、100、200 g/株,P肥施用量为0、250、500 g/株,连续观测4 a。【结果】不同间伐密度和N、P肥施用量对杉木树高生长影响不显著,不同间伐保留密度对杉木林平均胸径增长有较大影响,最小密度与最大密度处理间存在显著差异。N肥施用量和P肥施用量对杉木林平均胸径增长影响较小,不同N、P肥施用量间差异不显著。不同间伐保留密度间平均单株材积增量存在显著差异,N、P肥施用量对平均单株材积增量影响较小。不同密度林分间蓄积量增量并不显著,但较高水平N、P肥施用量能促进林分蓄积量增量显著提高。低间伐保留密度显著影响杉木大径材出材量,而1 200株/hm²保留密度下大径材出材量最高,1 500和2 250株/hm²保留密度下能够获得较高的中径材出材量。高水平...     

贵州西部光皮桦天然次生林碳素积累及分配特征

以贵州西部光皮桦天然次生林为对象,采用野外调查与实验室分析相结合的方法,对其碳素含量、碳密度及分配特征进行了研究。结果表明:光皮桦林生态系统碳素含量表现为乔木层(495.27 g/kg)>灌木层(487.10 g/kg)>草本层(456.57 g/kg)>枯落物层(431.57 g/kg)>0～80 cm的土壤层(36.31 g/kg),且差异极显著,植被层平均碳素含量为483.55 g/kg; 乔木不同器官碳素含量表现为干>枝>叶>根,且干和枝均表现为径阶越大,碳素含量越高; 灌、草层均表现为地上>地下,土壤碳素含量随土层深度的增加而减少。生态系统碳密度为224.67 t/hm²,表现为0～80 cm的土壤层(201.3 t/hm²)>乔木层(17.22 t/hm²)>灌木层(3.14 t/hm²)>枯落物层(2.49 t/hm²)>草本层(0.82 t/hm²),分别占生态系统碳密度的89.60%、7.53%、1.40%、1.11%和0.36%; 植被层碳密度为21.18 t/hm²,只占生态系统碳密度的9.29%; 土壤表层(0～20 cm)碳密度为76.7 t/hm²,占土壤层(0～80 cm)碳密度的38.08%,显著高于其他各层,有较强的表聚性。光皮桦天然次生林碳净固定量为3.58 t/(hm²·a),相当于固定13.12 t/(hm²·a)的CO₂,说明光皮桦天然次生林是大气CO₂重要的汇。     

不同疏伐方法对杉木林生长和产量的影响

<正>在９年生的杉木人工林中,设立抚育间伐方法试验标准地。试验处理为上层疏伐、下层疏伐、综合疏伐、机械疏伐和对照５种。于１９７５年、１９７８年、１９８２年、１６８６年分别测定了各标准地的大小因子。分析结果表明,各种疏伐方法对林分生长和产量的影响显著不同,杉木幼林首次疏伐时,机械疏伐效果最好。