全 文 ：植物生态学报 2016, 40 (4): 354–363 doi: 10.17521/cjpe.2015.0193
Chinese Journal of Plant Ecology http://www.plant-ecology.com
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收稿日期Received: 2015-06-02 接受日期Accepted: 2015-11-27
* 通信作者Author for correspondence (E-mail: kpma@ibcas.ac.cn)
浙江省森林生态系统碳储量及其分布特征
李 银1,2 陈国科1 林敦梅3 陈 彬4 高雷明1 简 兴5 杨 波6 徐武兵1,2
苏宏新1 赖江山1 王希华7 杨海波7 马克平1*
1中国科学院植物研究所植被与环境变化国家重点实验室, 北京 100093; 2中国科学院大学, 北京 100049; 3重庆大学三峡库区生态环境教育部重点实
验室, 重庆 400044; 4上海辰山植物园, 上海 200062; 5安徽科技学院城建与环境学院, 安徽蚌埠 233300; 6景德镇学院, 江西景德镇 333000; 7华东师
范大学生态与环境科学学院, 上海 200062
摘 要 利用2011–2012年野外标准地实测资料, 结合第八次全国森林资源清查资料, 研究了浙江省森林生态系统碳储量及
其分布特征。结果表明: 浙江省森林生态系统碳储量为602.73 Tg, 其中乔木层、灌草层、凋落物层和土壤层碳储量分别为
122.88 Tg、16.73 Tg、11.36 Tg和451.76 Tg, 分别占生态系统碳储量的20.39%、2.78%、1.88%和74.95%; 在各森林类型中, 阔
叶混交林碳储量为138.03 Tg, 所占比例最大(22.90%); 在森林各龄组中, 幼、中龄林约占浙江省森林生态系统碳储量的
70.66%, 是碳储量的主要贡献者。浙江省森林生态系统平均碳密度为120.80 t·hm–2, 乔木层、灌草层、凋落物层和土壤层碳
密度分别为24.65 t·hm–2、3.36 t·hm–2、2.28 t·hm–2和90.51 t·hm–2。浙江省森林生态系统土壤层碳储量和生态系统碳储量呈极显
著相关关系, 说明土壤层碳储量对浙江省森林生态系统碳储量贡献较大。浙江省天然林乔木层碳密度整体表现为过熟林>成熟
林>近熟林>中龄林>幼龄林, 而人工林乔木层碳密度表现为过熟林>近熟林>成熟林>中龄林>幼龄林。浙江省幼、中龄林林分
面积占比重较大, 占全省森林面积的76.76%, 若对现有森林进行更好的经营和管理, 可以增加浙江省森林的碳固存能力。
关键词 森林生态系统; 碳储量; 碳密度; 空间分布; 浙江省
引用格式: 李银, 陈国科, 林敦梅, 陈彬, 高雷明, 简兴, 杨波, 徐武兵, 苏宏新, 赖江山, 王希华, 杨海波, 马克平 (2016). 浙江省森林生态系统碳储
量及其分布特征. 植物生态学报, 40, 354–363. doi: 10.17521/cjpe.2015.0193
Carbon storage and its distribution of forest ecosystems in Zhejiang Province, China
LI Yin1,2, CHEN Guo-Ke1, LIN Dun-Mei3, CHEN Bin4, GAO Lei-Ming1, JIAN Xing5, YANG Bo6, XU Wu-Bing1,2, SU
Hong-Xin1, LAI Jiang-Shan1, WANG Xi-Hua7, YANG Hai-Bo7, and MA Ke-Ping1*
1State Key Laboratory of Vegetation and Environmental Change, Institute of Botany, Chinese Academy of Sciences, Beijing 100093, China; 2University of
Chinese Academy of Sciences, Beijing 100049, China; 3Key Laboratory of Eco-Environment of Three Gorges Reservior Region, Ministry of Education,
Chongqing University, Chongqing 400044, China; 4Shanghai Chenshan Botanical Garden, Shanghai 200062, China; 5College of Urban Construction and
Environment, Anhui Science and Technology University, Bengbu, Anhui 233300, China; 6Jingdezhen University, Jingdezhen, Jiangxi 333000, China; and
7School of Ecological and Environmental Sciences, East China Normal University, Shanghai 200062, China
Abstract
Aims The concentration of CO2 and other greenhouse gases in the atmosphere has considerably increased over
last century and is set to rise further. Forest ecosystems play a key role in reducing CO2 concentration in the
atmosphere and mitigating global climate change. Our objective is to understand carbon storage and its distribu-
tion in forest ecosystems in Zhejiang Province, China.
Methods By using the 8th forest resource inventory data and 2011–2012 field investigation data, we estimated
carbon storage, density and its distribution in forest ecosystems of Zhejiang Province.
Important findings The carbon storage of forest ecosystems in Zhejiang Province was 602.73 Tg, of which
122.88 Tg in tree layer, 16.73 Tg in shrub-herb layer, 11.36 Tg in litter layer and 451.76 Tg in soil layer account-
ing for 20.39%, 2.78%, 1.88% and 74.95% of the total carbon storage, respectively. The carbon storage of mixed
broadleaved forests was 138.03 Tg which ranked the largest (22.90%) among all forest types. The young and
middle aged forests which accounted for 70.66% of the total carbon storage were the main body of carbon storage
in Zhejiang Province. The carbon density of forest ecosystems in Zhejiang Province was 120.80 t·hm–2 and that in
tree layer, shrub-herb layer, litter layer and soil layer were 24.65 t·hm–2, 3.36 t·hm–2, 2.28 t·hm–2 and 90.51 t·hm–2,
respectively. The significant relationship between soil organic carbon storage and forest ecosystem carbon storage
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李银等: 浙江省森林生态系统碳储量及其分布特征 355

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indicated that soil carbon played an important role in shaping forest ecosystem carbon density. Carbon density of
tree layer increased with age in natural forests, but decreased in the order over-mature > near-mature > mature >
middle-aged > young forest in plantations. The proportions of young and middle aged forests were larger than any
other age classes. Thereby, the carbon storage of forest ecosystems in Zhejiang Province could be increased
through a proper forest management.
Key words forest ecosystem; carbon storage; carbon density; spatial distribution; Zhejiang Province
Citation: Li Y, Chen GK, Lin DM, Chen B, Gao LM, Jian X, Yang B, Xu WB, Su HX, Lai JS, Wang XH, Yang HB, Ma KP (2016).
Carbon storage and its distribution of forest ecosystems in Zhejiang Province, China. Chinese Journal of Plant Ecology, 40, 354–363.
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自工业革命以来, 化石燃料的大量燃烧加之土
地利用的改变 , 导致大气中的CO2浓度不断升高
(Vitousek, 1994; Rind, 1999; Pope, 2006)。由此引起
的全球气候变暖已成为广泛关注的热点问题之一
(Norby & Luo, 2006)。陆地生态系统是地球生物圈
三大碳库之一, 在平衡和吸收大气CO2中发挥着重
要作用, 是大气碳的主要汇(Schimel, 1995; 方精云
等, 2001)。森林生态系统是陆地生态系统的主要碳
库, 储存了陆地生态系统地上碳库的80%、地下碳
库的40% (Malhi et al., 1999), 在调节全球碳平衡以
及减缓全球温室效应等方面起着不可替代的作用
(刘国华等, 2000; Watson et al., 2000)。
目前, 已对全球和区域水平的森林生态系统碳
储量和碳密度开展了大量的研究(Simpson et al.,
1993; Dixon et al., 1994; Asner et al., 2010; Pan et al.,
2011)。我国也有不少学者发表了森林生态系统碳储
量和碳密度的研究结果(刘国华等, 2000; 周玉荣等,
2000; 方精云等, 2001; Fang et al., 2001, 2007; 王效
科等, 2001; 李克让等, 2003; 赵敏和周广胜, 2004;
李海奎等, 2011; 刘双娜等, 2012), 但这些研究结果
存在很大的差异, 主要原因是植被类型多样, 研究
区域较复杂, 估算方法和基础数据存在差异(刘国华
等, 2000; 吕超群和孙书存, 2004)。同时, 以上大部分
研究主要针对乔木层, 而对林下灌草、凋落物以及土
壤碳储量和碳密度的关注较少。如果按植被类型、
区域进行多组分的详尽统计, 利用最新森林调查资
料, 可以提高森林生态系统碳储量的估计精度。
目前已开展一系列有关浙江省森林碳储量和碳
密度的研究, 如刘其霞等(2005)、Zhang等(2007)和
张骏等(2010)利用野外样地调查资料估算了浙江省
生态公益林碳密度和碳储量 , 张茂震和王广兴
(2008)以及张茂震等(2009)基于森林清查资料研究
了浙江省森林生物量和生产力, 张峰等(2012)基于
地统计学和森林资源连续清查(CFI)样地研究了浙
江省森林碳空间分布: 以上研究主要针对浙江省某
些特定的林分类型或者基于清查资料的地上植被碳
密度和碳储量, 而缺乏有关浙江省不同森林生态系
统碳储量和碳密度及其空间分布的较为全面系统的
研究。本文以浙江省森林生态系统为研究对象, 利
用2011–2012年野外标准地实测资料, 结合第八次
全国森林资源清查资料, 估算各组分的碳储量和碳
密度, 旨在全面了解浙江省的碳储量及碳密度现状,
为区域碳汇的评估和制定科学合理的森林固碳政策
提供基础数据和科学依据。
1 研究地区和研究方法
1.1 研究区概况
浙江省位于我国东南沿海长江三角洲南翼, 属
于亚热带季风湿润气候, 日照充足, 热量丰富, 降
水充沛, 雨热同季, 冬夏季交替明显。浙江省年平均
气温为15–18 ℃, 年降水量为980–2 000 mm, 年日
照时数为1 710–2 100 h。地势西南部高, 东北部低,
自西南向东北倾斜, 呈梯级下降; 东北部为长江三
角洲冲积平原, 中部多为丘陵地区, 西南部多为山
区, 平均海拔800 m。全省最高海拔1 929 m。土壤
类型主要为红壤、红黄壤和黄壤, 还有少量的石灰
土、紫色土等(张茂震等, 2009)。
浙江省森林群落类型丰富, 主要有常绿阔叶
林、常绿落叶阔叶混交林、山地矮林, 此外还有落
叶阔叶林、针叶林和竹林等多种植被类型。根据第
八次全国森林资源连续清查成果数据, 浙江省森林
覆盖率达到59.07%, 森林面积601.36万hm2, 其中乔
木林面积410.07万hm2, 经济林面积107.95万hm2,
竹林面积83.34万hm2。
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1.2 研究方法
1.2.1 样地设置
本研究采用的森林资源数据源于2009年国家第
八次森林资源清查浙江省的汇总数据。森林资源数
据包含有样地的地理信息、林地信息、森林类型、
林龄、各森林类型面积和蓄积量等。本研究中只包
括乔木林和竹林的碳储量和碳密度数据, 不包括经
济林的碳储量和碳密度数据。
由于全国森林资源清查资料中只有乔木层的相
关数据, 而没有林下植被(灌木和草本)、凋落物和土
壤的相关数据, 本研究于2011–2012年, 在浙江省按
照典型取样的方法, 根据浙江省森林资源清查资料
中主要森林类型各龄组的面积和蓄积量比重, 设置
各类型森林的调查样地, 设置面积不小于20 m × 30
m的阔叶混交林42个、杉木(Cunninghamia lanceo-
lata)林24个、马尾松(Pinus massoniana)林34个、针
阔混交林60个、针叶混交林8个、软阔林6个、硬阔
林18个、栎类(Quercus spp.)林8个、木荷(Schima
superba)林16个、樟(Cinnamomum camphora)林3个、
柳杉(Cryptomeria fortune)林6个、其他松类林3个和
竹林12个, 共240个标准样地。样地调查指标包括地
理位置、海拔高度、坡向、坡位、坡度、树种组成、
胸径、树高、林龄、郁闭度、灌木和草本层的物种
组成及覆盖度、土壤容重和土壤剖面等特征。由于
本研究中没有设置柏木(Cupressus funebris)林样地,
其林下灌草层、凋落物层和土壤层碳密度为所有针
叶树种样地相应层次的平均值。将标准样地划分为
10 m × 10 m的小样方, 调查各样方内所有乔木个
体, 鉴别物种名, 测定其胸径和树高。在样地中, 对
优势树种按大、中、小径级选择3–5株样木, 按叶、
枝、干、根取样, 同器官混合形成一个样品, 每个样
品鲜质量300 g左右, 带回实验室, 烘干, 测定乔木
树种各器官的碳含量。乔木树种各器官碳含量采用
重铬酸钾-硫酸氧化法(刘光崧等, 1996)测定。
1.2.2 乔木层碳密度的估算
乔木层生物量采用生物量-蓄积量转换关系法
(刘国华等, 2000; Fang et al., 2001, 2007; 曾伟生,
2005)进行估算, 具体估算公式如下:
B = aV + b (1)
式中B、V分别为各森林类型单位面积生物量(t·hm–2)
和单位面积蓄积量(m3·hm–2), a和b为相应的生物量-
蓄积量转换参数, 各森林类型的转换参数见表1。
将森林清查资料中各森林类型的单位面积蓄
积量代入式(1)中, 求出单位面积生物量, 然后乘以
对应森林类型乔木碳含量即为各森林类型的乔木层
碳密度。由于竹林没有生物量-蓄积量转换模型, 采
用单株平均生物量与总株数之积估算竹林生物量,
单株平均生物量取10.44 kg (张茂震等, 2009)。各森
林类型乔木层碳含量采用本研究实测乔木层优势树
种各器官碳含量的加权平均值(基于各器官所占乔
木生物量的比例)。
1.2.3 林下灌木、草本和凋落物碳密度估算
在各森林类型样地中随机设置3个2 m × 2 m的
灌木样方, 共计405个, 记录样方内的物种及其盖

表1 各森林类型林分生物量-蓄积量转换方程
Table 1 Biomass-volume conversion formula for different forest types
森林类型 Forest type a b n R2 参考文献 Reference
马尾松林 Pinus massoniana forest 0.503 4 20.547 52 0.87 Fang et al., 2007
其他松类林 Other pines and conifer forests 0.516 8 33.238 19 0.86 Fang et al., 2007
杉木林 Cunninghamia lanceolata forest 0.465 2 19.141 90 0.94 Fang et al., 2007
柳杉林、水杉林 Cryptomeria fortunei, Metasequoia glyptostroboides forests 0.415 8 41.331 8 30 0.79 Fang et al., 2001
柏木林 Cupressus funebris forest 0.612 9 46.145 1 19 0.87 Fang et al., 2001
栎类林 Quercus spp. forest 1.145 3 8.547 3 12 0.98 Fang et al., 2001
木荷林、樟林 Schima superba, Cinnamomum camphora forests 1.035 7 8.059 1 17 0.89 Fang et al., 2001
硬阔林 Hardwood forest 1.178 3 2.558 5 17 0.95 Fang et al., 2007
软阔林 Softwood forest 0.475 4 30.603 16 0.92 Liu et al., 2000
针叶混交林 Mixed coniferous forest 0.589 4 24.515 1 Zeng, 2005
阔叶混交林 Mixed broadleaved forest 0.978 8 5.376 4 35 0.93 Fang et al., 2007
针阔叶混交林 Mixed coniferous and broadleaved forest 0.813 6 18.466 10 0.99 Fang et al., 2001
a, 回归方程的常数(t·m–3); b, 回归方程的常数(t·hm–2); n, 回归方程中所使用的样本数; R2, 回归方程的决定系数。
a, a constant in the regression model (t·m–3); b, a constant in the regression model (t·hm–2); n, number of trees used in developing the regression model; R2,
coefficient of determination in the regression model.
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度, 然后将样方内所有灌木全部收获, 分根、枝干、
叶称质量, 分别取约300 g样品称鲜质量。在灌木调
查样方内, 设置1个1 m × 1 m的草本样方, 共计300
个, 记录样方内物种及其盖度, 然后收获样方内全
部草本, 分地上和地下部分称量, 并分别取约300 g
样品称鲜质量。在乔木样方中, 选择代表地段, 设置
3个1 m × 1 m的小样方, 共计701个, 收集样方内的
所有凋落物并称量, 取其混合样品约300 g称鲜质
量。将样地所采集的灌木、草本和凋落物样品带回
实验室, 65 ℃恒温烘干至恒质量, 推算灌木、草本
和凋落物的含水率, 根据含水率推算其生物量, 进
而推算生物量密度。取灌木、草本和凋落物烘干样
品, 采用重铬酸钾-硫酸氧化法分别测定其碳含量
(刘光崧等, 1996)。灌木、草本和凋落物生物量密度
乘以其相应的碳含量得到碳密度。
1.2.4 土壤层碳密度估算
在灌木样方内设置一个土壤剖面, 各森林类型
中阔叶混交林37个、杉木林24个、马尾松林33个、
针阔混交林51个、针叶混交林3个、软阔林6个、硬
阔林12个、栎类林5个、木荷林12个、樟林3个、柳
杉林3个、其他松类林3个、竹林9个, 共设置剖面201
个, 每个剖面分为:I层(0–10 cm)、II层(10–20 cm)、
III层(20–30 cm)、IV层(30–50 cm)和V层(50–100 cm),
分层取样(不足1 m的取至基岩层, 碳密度按0计算),
用环刀法测定土壤容重。在灌木样方内, 利用土钻,
按I层(0–10 cm)、II层(10–20 cm)、III层(20–30 cm)、
IV层(30–50 cm)和V层(50–100 cm), 每层随机钻取
3–5钻土, 去除石砾和杂物, 合并成一个混合样。同
一样地3个灌木样方的同层土样组成该层土壤混合
样品。土壤样品用塑料自封袋密封, 带回实验室, 风
干、研磨、过20目和100目筛后待测定, 土壤各层次
的碳含量采用重铬酸钾-硫酸氧化法测定(刘光崧等,
1996)。各森林类型土壤有机碳含量垂直分布特征见
表2。各森林类型土壤碳密度的计算公式为:
SOC = 10/)1(
1i
∑
=
×−××
n
iiii HGCB
式中, SOC为各森林类型土壤有机碳密度(t·hm–2), Bi
为第i层土壤容重(g·cm–3), Ci为第i层土壤碳含量
(g·kg–1), Hi为第i层土壤的厚度(cm), Gi为第i层直径
大于2 mm的砾石质量分数(%)。
1.2.5 森林生态系统碳储量计算
利用植被类型外推法估算浙江省各森林类型灌
木层、草本层、凋落物层和土壤层碳储量(周玉荣等,
2000; 王新闯等, 2011), 估算公式如下:
iii SCSOC ×= (2)
式中, SOCi为浙江省第i类型森林灌草层、凋落物层
和土壤层碳储量; Ci为第i类型森林灌草层、凋落物
层和土壤层碳密度; Si为第i类型森林面积。
2 结果
2.1 浙江省森林生态系统碳储量分布特征
浙江省森林生态系统平均碳密度为120.80 t·hm–2,

表2 浙江省不同森林类型土壤有机碳含量垂直分布(g·kg–1, 平均值±标准偏差)
Table 2 Vertical distribution of soil organic carbon content of different forest types in Zhejiang Province (g·kg–1, mean ± SD)
土壤深度 Soil depth (cm) 森林类型 Forest type
0–10 cm 10–20 cm 20–30 cm 30–50 cm 50–100 cm
樟林 Cinnamomum camphora forest 28.83 ± 1.09 11.41 ± 0.87 9.47 ± 2.35 6.50 ± 1.30 4.37 ± 0.26
柳杉林 Cryptomeria fortunei forest 31.13 ± 3.21 21.77 ± 1.89 17.31 ± 2.41 9.91 ± 1.48 8.32 ± 0.17
软阔林 Softwood forest 18.28 ± 9.74 14.26 ± 8.71 14.10 ± 8.11 12.11 ± 6.32 13.30 ± 2.74
柏木林 Cupressus funebris forest 35.21 ± 10.67 19.76 ± 7.57 11.09 ± 3.57 7.23 ± 2.27 7.72 ± 4.50
硬阔林 Hardwood forest 23.72 ± 5.73 11.55 ± 4.58 7.57 ± 2.60 5.82 ± 1.93 4.33 ± 1.67
木荷林 Schima superba forest 16.74 ± 2.37 10.72 ± 2.61 8.83 ± 1.23 5.45 ± 0.56 4.15 ± 0.43
其他松类林 Other pines and conifer forests 20.97 ± 8.21 14.20 ± 5.49 8.97 ± 5.09 6.26 ± 0.68 5.93 ± 0.80
栎类林 Quercus spp. forest 20.29 ± 3.32 10.08 ± 2.05 6.04 ± 1.71 5.36 ± 0.41 4.35 ± 0.37
针叶混交林 Mixed coniferous forest 19.82 ± 9.37 10.05 ± 3.91 7.74 ± 3.09 5.63 ± 1.96 5.29 ± 2.97
针阔叶混交林 Mixed coniferous and broadleaved forest 16.22 ± 9.53 8.84 ± 6.06 6.42 ± 4.57 5.16 ± 3.59 4.26 ± 2.51
马尾松林 Pinus massoniana forest 21.34 ± 5.97 13.01 ± 3.83 9.27 ± 2.64 7.64 ± 2.73 6.19 ± 2.62
杉木林 Cunninghamia lanceolata forest 14.11 ± 2.92 9.17 ± 1.73 8.07 ± 4.89 4.78 ± 1.86 4.02 ± 1.21
竹林 Bamboo forest 28.76 ± 10.83 14.42 ± 5.77 9.97 ± 3.71 7.31 ± 2.99 5.60 ± 2.40

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其中乔木层、灌草层、凋落物层和土壤层碳密度分
别为24.65 t·hm–2、3.36 t·hm–2、2.28 t·hm–2和90.51
t·hm–2 (表3)。在乔木层中, 柏木林碳密度最大, 为
47.95 t·hm–2; 樟林碳密度最小, 为17.57 t·hm–2。在灌
草层中, 针叶混交林碳密度最大, 为6.82 t·hm–2; 柳
杉林碳密度最小, 为0.86 t·hm–2, 前者碳密度是后者
的8倍。在凋落物层中, 针叶混交林的碳密度最大,
为3.67 t·hm–2; 竹林碳密度最小, 为0.63 t·hm–2。在土
壤层中, 柳杉林的碳密度最大, 为155.83 t·hm–2; 竹
林碳密度最小, 为71.63 t·hm–2。生态系统碳密度柳
杉林最大, 为204.15 t·hm–2; 竹林碳密度最小, 为
96.98 t·hm–2 (表3) 。
浙江省森林生态系统碳储量为602.73 Tg, 其中
乔木层、灌草层、凋落物层和土壤层碳储量分别为
122.88 Tg、16.73 Tg、11.36 Tg和451.76 Tg, 分别占
生态系统碳储量的20.39%、2.78%、1.88%和74.95%
(表3)。土壤层和乔木层碳储量之和占浙江省森林生
态系统碳储量的95.34%, 是浙江省森林生态系统的
主要碳库。阔叶混交林、杉木林、马尾松林和竹林
碳储量分别占浙江省森林生态系统碳储量的
22.90%、17.09%、14.73%和14.21%, 是浙江省森林
生态系统碳储量的主要贡献者, 这主要是因为这
4类森林面积较大 , 共占全省森林面积的70.60%
(表3)。
2.2 浙江省各森林类型乔木层各龄组碳储量
浙江省天然乔木层碳密度整体表现为过熟林>
成熟林>近熟林>中龄林>幼龄林(表4; 图1A), 而人
工林乔木层碳密度整体表现为过熟林>近熟林>成
熟林>中龄林>幼龄林(表5; 图1A); 同一龄组的碳
密度, 除近熟林外, 均表现为天然林乔木层大于人
工林(图1A), 说明天然林较人工林有更强的碳储存
能力。在天然林中, 除阔叶混交林表现为中龄林碳
密度最大外, 其他各森林类型碳密度均表现为随林
龄增加而增加; 栎类中龄林碳密度在浙江省各森林
类型各龄组乔木层中最大, 为97.51 t·hm–2, 杉木幼
龄林碳密度最小, 为11.12 t·hm–2 (表4) 。在人工林
中, 杉木乔木层碳密度表现为过熟林>近熟林>成熟
林>中龄林>幼龄林, 柳杉林乔木层碳密度表现为过



表3 浙江省森林生态系统碳储量和碳密度(平均值±标准偏差)
Table 3 Carbon storage and density of forest ecosystems in Zhejiang Province (mean ± SD)
碳密度 Carbon density (t·hm–2) 森林类型
Forest type
面积
Area
(100 hm2) 乔木层
Tree
layer
灌草层
Shrub-herb
layer
凋落物层
Litter layer
土壤层
Soil layer
森林生态
系统 Forest
ecosystem
生态系统碳储量
Forest ecosystem
carbon storage
(Tg)
样本数
Sample
number
樟林 Cinnamomum camphora forest 24 17.57 3.07 ± 1.94 3.47 ± 0.84 86.37 ± 3.01 110.48 0.27 3
柳杉林 Cryptomeria fortunei forest 167 46.04 0.86 ± 0.07 1.42 ± 0.58 155.83 ± 6.53 204.15 3.41 6
软阔林 Softwood forest 216 19.15 1.70 ± 0.37 0.95 ± 0.41 147.61 ± 18.21 169.42 3.66 6
柏木林 Cupressus funebris forest 240 47.95 4.06 ± 1.03 2.48 ± 0.96 98.30 ± 16.24 152.79 3.67 5
硬阔林 Hardwood forest 671 23.08 1.84 ± 0.88 2.13 ± 0.69 115.92 ± 26.93 142.97 9.59 18
木荷林 Schima superba forest 744 30.91 3.41 ± 1.35 2.66 ± 1.06 81.09 ± 27.44 118.07 8.78 16
其他松类林
Other pines and conifer forests
1 366 29.42 5.14 ± 1.63 2.63 ± 1.82 71.66 ± 7.63 108.84 14.87 3
栎类林 Quercus spp. forest 2 030 23.38 2.55 ± 1.64 2.08 ± 0.55 109.19 ± 6.94 137.20 27.85 8
针叶混交林 Mixed coniferous forest 3 520 29.42 6.82 ± 1.35 3.67 ± 2.01 84.64 ± 7.62 124.55 43.84 8
针阔叶混交林
Mixed coniferous and broadleaved forest
5 676 28.15 3.89 ± 1.54 2.77 ± 1.25 90.81 ± 31.41 125.62 71.30 60
马尾松林 Pinus massoniana forest 8 116 21.61 5.38 ± 1.78 2.00 ± 1.20 80.40 ± 44.30 109.39 88.78 34
杉木林 Cunninghamia lanceolata forest 8 209 21.72 2.11 ± 0.83 2.68 ± 1.09 98.96 ± 27.14 125.47 103.00 24
竹林 Bamboo forest 8 834 23.78 0.94 ± 0.08 0.63 ± 0.19 71.63 ± 18.17 96.98 85.67 12
阔叶混交林 Mixed broadleaved forest 10 028 25.10 3.43 ± 0.89 2.88 ± 1.86 106.24 ± 27.30 137.65 138.03 42
加权平均值
Weighted average (t·hm–2)
24.65 3.36 2.28 90.51 120.80
合计 Total (Tg) 49 841 122.88 16.73 11.36 451.76 602.73
各层碳储量占总碳储量的比例
The corresponding proportions of carbon
storage in different layers (%)
20.39 2.78 1.88 74.95 100.00
乔木层碳储量数据来源于森林资源清查资料, 而灌草层、凋落物层和土壤层碳储量数据来源于野外实测数据。
The carbon storage in the tree layer was estimated by forest resources inventory data, and that in the shrub-herb layer, litter layer and soil layer were estimated
by field investigation data.
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李银等: 浙江省森林生态系统碳储量及其分布特征 359

doi: 10.17521/cjpe.2015.0193
表4 浙江省天然林乔木层各龄组碳储量和碳密度
Table 4 Carbon storage and density of tree layer for different age natural forests in Zhejiang Province
幼龄林
Young forest
中龄林
Middle-aged forest
近熟林
Near-mature forest
成熟林
Mature forest
过熟林
Over-mature forest
森林类型
Forest type
碳密度
Carbon
density
(t·hm–2)
碳储量
Carbon
storage
(Tg)
碳密度
Carbon
density
(t·hm–2)
碳储量
Carbon
storage
(Tg)
碳密度
Carbon
density
(t·hm–2)
碳储量
Carbon
storage
(Tg)
碳密度
Carbon
density
(t·hm–2)
碳储量
Carbon
storage
(Tg)
碳密度
Carbon
density
(t·hm–2)
碳储量
Carbon
storage
(Tg)
其他松类林 Other pines and conifer forests 17.72 0.21 31.00 0.59 44.52 1.18
马尾松林 Pinus massoniana forest 15.06 2.09 22.05 7.92 27.13 4.94 43.74 1.05
杉木林 Cunninghamia lanceolata forest 11.12 0.29 16.14 1.27 20.28 1.21 24.55 0.94 39.33 0.09
栎类林 Quercus spp. forest 21.95 4.35 97.51 0.22
木荷林 Schima superba forest 18.82 0.59 40.48 1.46 72.19 0.17
硬阔林 Hardwood forest 19.45 0.89 38.93 0.46
软阔林 Softwood forest 16.75 0.08 22.45 0.11
针叶混交林 Mixed coniferous forest 15.32 0.37 25.36 2.73 36.70 1.76 39.45 0.95 65.74 0.16
阔叶混交林 Mixed broadleaved forest 21.54 18.36 45.17 5.61 43.03 0.20 30.53 0.15
针阔叶混交林
Mixed coniferous and broadleaved forest
22.33 4.60 31.15 6.71 46.84 2.58 37.99 0.36
加权平均值 Weighted average (t·hm–2) 20.69 28.27 31.64 33.69 52.54
合计 Total (Tg) 31.75 26.98 12.05 3.45 0.25




图1 浙江省天然林、人工林乔木层各龄组碳密度(A)和碳储量(B)。
Fig. 1 Carbon density (A) and carbon storage (B) of tree layer for different
age natural and planted forests in Zhejiang Province. YF, MAF, NMF, MF,
OMF refer to young forest, middle-aged forest, near-mature forest, mature
forest, and over-mature forest, respectively.


熟林>成熟林>幼龄林>近熟林, 阔叶混交林表现为中
龄林>近熟林>幼龄林, 针阔叶混交林表现为近熟林>
成熟林>中龄林>幼龄林, 其他林分类型表现为碳密
度随林龄增加而增加(表5)。
浙江省天然林乔木层主要为幼龄林和中龄林,
占全省天然林乔木碳储量的78.86%, 其中幼龄林碳
储量最高, 为31.75 Tg; 中龄林次之, 为26.98 Tg (表
4)。人工林乔木层主要以中龄林和近熟林为主, 占全
省人工林乔木层碳储量的71.44%; 其中中龄林碳储
量最高, 为11.96 Tg; 过熟林最低, 为0.50 Tg (表5)。
浙江省天然林乔木层碳储量(74.48 Tg)远高于人工林
乔木层碳储量(28.41 Tg), 前者是后者的2.62倍, 说
明天然林是浙江省碳储量的主要贡献者(图1B)。
2.3 浙江省森林生态系统各组分碳储量相关性分析
浙江省森林生态系统乔木层碳储量与灌草层和
土壤层碳储量相关性不显著, 与森林生态系统碳储
量呈显著正相关关系(p < 0.05), 而与凋落物层碳储
量呈负相关关系; 灌草层碳储量与凋落物碳储量呈
极显著正相关关系(p < 0.01), 而与土壤层和森林生
态系统碳储量呈负相关关系; 凋落物层碳储量与土
壤层和森林生态系统碳储量的相关性不显著; 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), 且相关性系数较大, 说明土壤层碳储量
对整个森林生态系统碳储量的贡献最大(表6)。
3 讨论
3.1 浙江省森林生态系统碳储量在全国的地位
森林生态系统在固定和平衡大气中的CO2、减
缓全球气候变化中起着重要作用。周玉荣等(2000)通
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360 植物生态学报 Chinese Journal of Plant Ecology 2016, 40 (4): 354–363

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表5 浙江省人工林乔木层各龄组碳储量和碳密度
Table 5 Carbon storage and density of tree layer for different age planted forests in Zhejiang Province
幼龄林
Young forest
中龄林
Middle-aged forest
近熟林
Near-mature forest
成熟林
Mature forest
过熟林
Over-mature forest
森林类型
Forest type
碳密度
Carbon
density
(t·hm–2)
碳储量
Carbon
storage
(Tg)
碳密度
Carbon
density
(t·hm–2)
碳储量
Carbon
storage
(Tg)
碳密度
Carbon
density
(t·hm–2)
碳储量
Carbon
storage
(Tg)
碳密度
Carbon
density
(t·hm–2)
碳储量
Carbon
storage
(Tg)
碳密度
Carbon
density
(t·hm–2)
碳储量
Carbon
storage
(Tg)
其他松类林 Other pines and conifer forests 17.07 0.37 24.63 1.01 32.45 0.54
马尾松林 Pinus massoniana forest 11.20 0.16 18.18 0.78 20.37 0.88 42.05 0.30
杉木林 Cunninghamia lanceolata forest 9.87 0.78 22.16 5.78 31.76 4.64 26.63 3.18 35.09 0.33
柳杉林 Cryptomeria fortunei forest 30.06 0.14 26.83 0.06 48.62 0.35 71.35 0.17
柏木林 Cupressus funebris forest 45.89 0.88 54.98 0.26
栎类林 Quercus spp. forest 41.07 0.10
樟林 Cinnamomum camphora forest 16.75 0.04
木荷林 Schima superba forest 3.99 0.01 38.48 0.09
硬阔林 Hardwood forest 6.12 0.06
软阔林 Softwood forest 16.03 0.08 17.40 0.13
针叶混交林 Mixed coniferous forest 12.29 0.09 29.49 1.84 36.58 1.57 36.71 1.23
阔叶混交林 Mixed broadleaved forest 18.85 0.11 44.54 0.21 38.20 0.18
针阔叶混交林
Mixed coniferous and broadleaved forest
13.55 0.29 25.14 1.02 44.26 0.42 32.32 0.31
加权平均值 Weighted average (t·hm–2) 12.20 24.48 31.68 30.35 42.40
合计 Total (Tg) 2.13 11.84 8.57 5.37 0.50


表6 浙江省森林生态系统各组分碳储量相关性分析
Table 6 Correlation analysis among carbon storage of different carbon pools of forest ecosystem in Zhejiang Province
乔木层
Tree layer
灌草层
Shrub-herb layer
凋落物层
Litter layer
土壤层
Soil layer
森林生态系统
Forest ecosystem
乔木层 Tree layer 1 0.048 –0.021 0.226 0.530*
灌草层 Shrub-herb layer 1 0.679** –0.560* –0.416
凋落物层 Litter layer 1 –0.411 –0.311
土壤层 Soil layer 1 0.942**
森林生态系统 Forest ecosystem 1
*, 显著相关(p < 0.05); **, 极显著相关(p < 0.01)。
*, correlation is significant at p < 0.05 level; **, correlation is significant at p < 0.01 level.


过广泛收集资料得到我国森林生态系统碳储量为
281.16 × 108 t, 其中植被碳储量为62.00 × 108 t, 凋
落物碳储量为8.92 × 108 t, 土壤碳储量为210.23 ×
108 t。本研究通过野外实际调查, 结合全国第八次
森林资源清查数据, 估算得到浙江省森林生态系统
碳储量为620.73 Tg, 约占全国森林生态系统碳储量
的2.14%, 低于陕西省的790.75 Tg (崔高阳等, 2015)
和吉林省的1 820.413 Tg (王新闯等, 2011)。浙江省
森林生态系统碳密度为120.80 t·hm–2, 低于我国森
林生态系统平均碳密度258.83 t·hm–2 (周玉荣等 ,
2000), 也低于吉林省的225.30 t·hm–2 (王新闯等,
2011)、陕西省的123.70 t·hm–2 (崔高阳等, 2015)和海
南省的163.7 t·hm–2 (Ren et al., 2014)。浙江省森林生
态系统碳密度低于以上省份, 主要是因为幼、中龄
林在全省森林面积中所占比重较大。根据第八次全
国森林资源清查资料数据, 浙江省幼、中龄林面积
占全省森林面积的76.76%。浙江省在新中国成立以
前山林遭到严重破坏, 新中国成立后虽进行了大规
模的封山育林、造林, 但改革开放以后, 浙江省经济
高速发展, 森林采伐消耗较大, 森林处于恢复期,
普遍林龄较小(刘其霞等, 2005)。然而从另一个角度
来看, 虽然幼、中龄林比例大, 但其生长速度快, 经
过合理的森林经营管理, 这部分森林碳密度会逐渐
增大 , 从而提高浙江省森林生态系统的碳固定
能力。
3.2 浙江省森林生态系统碳储量的分配特征
森林土壤碳库作为森林生态系统最大的碳库,
在维持森林生态系统碳平衡和碳循环方面起着关键
©?????? Chinese Journal of Plant Ecology
李银等: 浙江省森林生态系统碳储量及其分布特征 361

doi: 10.17521/cjpe.2015.0193
作用。周玉荣等(2000)针对全国森林生态系统碳储
量的研究表明, 土壤碳库约为植被碳库的3.39倍。李
克让等(2003)通过CEVSA模型估算, 我国森林生态
系统土壤碳库约为植被碳库的2.62倍。本研究结果
表明, 浙江省森林生态系统土壤碳库约为植被碳库
的3.23倍, 与周玉荣等(2000)的研究结果相近。
森林凋落物是森林生态系统的重要组成部分之
一, 是森林土壤有机碳和养分的重要来源, 对于林
地土壤肥力的维护和森林生产力的提高具有重要作
用。据估计, 全球通过凋落物分解归还到土壤的有
机碳约为50 Pg·a–1 (彭少麟和刘强, 2002)。我国森林
生态系统凋落物层平均碳密度为8.21 t·hm–2 (周玉
荣等, 2000)。吉林省森林生态系统凋落物层平均碳
密度为5.64 t·hm–2 (王新闯等, 2011)。本研究结果显
示: 浙江省森林生态系统凋落物层平均碳密度低于
全国平均碳密度和吉林省凋落物层碳密度, 这主要
因为凋落物的现存量很大程度依赖于所处区域的水
热条件、地域特点, 一般随水热因子的改善而减小
(周玉荣等, 2000)。
本研究表明, 浙江省林下灌草层的碳储量和碳
密度(表3)都高于吉林省灌草层碳储量(5.20 Tg)和碳
密度(0.64 t·hm–2) (王新闯等, 2011), 以及陕西省灌
草层碳储量(9.06 Tg)和碳密度(1.42 t·hm–2) (崔高阳
等, 2015), 说明浙江省林下灌草具有较强的固碳能
力。以往众多基于森林资源清查资料在全国或区域
尺度上的森林生态系统碳储量的研究多针对乔木层
和土壤层, 而对林下植被和凋落物的研究不多。实
际上, 当乔木层郁闭度较低时, 林下植被生长较好,
特别是在南方水热条件较好、林下植物丰富时, 忽
略其生物量, 将低估森林碳储量。
3.3 估算方法对森林生态系统碳储量估算的影响
目前国内已开展了大量区域或者全国尺度上森
林生态系统碳储量的研究, 由于估算方法不同, 森
林碳储量的估算还存在很大的不确定性(周玉荣等,
2000; Fang et al., 2001; 王效科等, 2001; 李克让等,
2003; Pan et al., 2004)。基于1989–1993年全国森林
资源清查资料, Pan等(2004)利用我国不同森林类型
分龄组的森林生物量估算模型估算的中国森林乔木
碳储量为4 020.00 Tg, 而方精云等(2001)利用未考
虑林龄的蓄积量-生物量方程估算的结果为4 630.00
Tg, 后者比前者高估了610.00 Tg。基于全国第七次
资源清查资料, 李海奎等(2011)利用不同树种的生
物量经验模型估算了中国森林植被碳储量, 其中吉
林省乔木碳储量为513.26 Tg, 而王新闯等(2011)利
用Pan等(2004)建立的模型估算的结果为439.15 Tg,
李海奎和雷渊才(2010)利用方精云等建立的模型估
计得到吉林省乔木碳储量为494.47 Tg (表7)。从以
上分析可以看出, 不同的森林生物量估算方法给森
林植被碳储量的估算带来了很大的不确定性。未来
在进行国家及区域尺度碳循环研究时, 应加强对各
种估算方法的评价筛选, 采用统一合理的方法进行
碳储量的估算, 以减少估算方法带来的不确定性。
本研究利用2011–2012年野外标准地实测资料,
结合第八次全国森林资源清查资料, 研究了浙江省
森林生态系统碳储量、碳密度及其各组分的空间分
布特征, 为评价浙江省森林的碳汇潜力提供了基础
数据, 但森林碳储量的估算精度仍有进一步提高的
可能性。蓄积量-生物量转换模型对森林碳储量估算
精度影响很大, 本研究采用的没有考虑林龄的蓄积
量-生物量模型可能会在一定程度上高估森林碳储
量, 因而在建立不同林分类型蓄积量-生物量模型
时, 应尽可能考虑区域性和林龄。同时, 某些森林类
型由于没有建立相应的蓄积量-生物量模型而采用
相似树种模型, 降低了森林碳储量的估算精度。


表7 不同估算方法估算森林植被碳储量
Table 7 Estimation of forest carbon storage by using different biomass estimation models
研究区域
Study area
估算方法
Biomass estimation model
植被碳储量
Forest carbon storage (Tg)
资料来源
Reference
中国 China 分龄组森林蓄积量-生物量转换模型
Age-based volume-to-biomass method
4 020.00 Pan et al., 2004
中国 China 不分龄组森林蓄积量-生物量转换模型
Volume-to-biomass method
4 630.00 Fang et al., 2001
吉林省 Jilin Province, China 分龄组森林蓄积量-生物量转换模型
Age-based volume-to-biomass method
439.14 Wang et al., 2011
吉林省 Jilin Province, China 不分龄组森林蓄积量-生物量转换模型
Volume-to-biomass method
494.47 Li & Lei, 2010
吉林省 Jilin Province, China 生物量经验模型
Biomass regression model
513.26 Li et al., 2011

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362 植物生态学报 Chinese Journal of Plant Ecology 2016, 40 (4): 354–363

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基金项目 中国科学院战略性先导科技专项(XDA-
05050204)。
致谢 感谢中国科学院植物研究所邴艳红和刘晓娟
以及西南林业大学徐远杰等的帮助。
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特邀编委: 韩士杰 责任编辑: 王 葳



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