全 文 ：第 37 卷 第 2 期
2015 年 2 月
北 京 林 业 大 学 学 报
JOUＲNAL OF BEIJING FOＲESTＲY UNIVEＲSITY
Vol． 37，No． 2
Feb．，2015
DOI:10． 13332 / j． cnki． jbfu． 2015． 02． 015
铁力木人工林生物量与碳储量及其分配特征
明安刚1，2，3 郑 路1，3 麻 静1 陶 怡1 劳庆祥1 卢立华1，3
(1 中国林业科学研究院热带林业实验中心 2 中国林业科学研究院森林生态环境与保护研究所
3 广西友谊关森林生态系统国家定位观测研究站)
摘要:在样方调查和实测生物量的基础上，采用相对生长法对 28 年生铁力木人工林碳储量及其分配特征进行了研
究。结果表明:铁力木各器官碳含量在 452. 4 ～ 524. 5 gkg之间，大小排序为:树叶 ＞树干 ＞树枝 ＞树根 ＞树皮;土
壤碳含量以表土层最高，且随土层深度增加而降低;铁力木人工林乔木层生物量和碳储量分别为 165. 8 和 79. 3 t
hm2，分配顺序均为树干 ＞树枝 ＞树根 ＞树叶 ＞树皮;铁力木人工林生态系统生物量与碳储量分别为 173. 5 和
203. 1 thm2，生物量的分配主要集中在乔木层(95. 6%) ，碳储量的分配顺序为土壤层(59. 3%)＞乔木层(39. 0%)＞
地被层(1. 7%) ;林下植被碳含量为地上部分 ＞地下部分，而生物量和碳储量的分配均为地上部分 ＜地下部分。
关键词:铁力木人工林;碳含量;生物量;碳储量;分配特征
中图分类号:S718. 55 + 1. 2 文献标志码:A 文章编号:1000--1522(2015)02--0032--08
收稿日期:2014--02--08 修回日期:2014--06--24
基金项目:中国林科院中央级公益性科研院所基本科研业务专项资金项目(CAFYBB2014QA033)、广西自然科学基金青年基金项目
(2014jjBA30073)、中国林科院热带林业实验中心主任基金项目(ＲL2011--02)。
第一作者:明安刚，博士生，工程师。主要研究方向:人工林生态学、全球变化生态学。Email:mingbai8228@ 126． com 地址:532600 广西
凭祥市中国林业科学研究院热带林业实验中心。
责任作者:卢立华，副研究员。主要研究方向:土壤生态学、人工林生态学。Email:07718526136@ sina． com 地址:同上。
本刊网址:http:j． bjfu． edu． cn;http:journal． bjfu． edu． cn
MING An-gang1，2，3;ZHENG Lu1，3;MA Jing1;TAO Yi1;LAO Qing-xiang1;LU Li-hua1 ． Biomass，
carbon stock and allocation characteristics in Mesua ferrea plantation． Journal of Beijing Forestry
University (2015)37(2)32--39［Ch，38 ref．］
1 Experimental Center of Tropical Forestry，Chinese Academy of Forestry，Pingxiang，Guangxi，532600，
P． Ｒ． China;
2 Institute of Forest Ecology，Environment and Protection，Chinese Academy of Forestry，Beijing，
100091，P． Ｒ． China;
3 Guangxi Youyiguan Forest Ecosystem Ｒesearch Station，Pingxiang，Guangxi，532600，P． Ｒ． China．
Based on the quadrat survey and actual biomass measurement in a 28-year-old Mesua ferrea
plantation in Experimental Center of Tropical Forestry located at Pingxiang City of Guangxi Zhuang
Autonomous Ｒegion，the carbon stock and its allocation characteristics were studied by the allometric
method． The results showed that carbon contents in different organs of M． ferrea ranged between 452. 4
and 524. 5 g /kg，following the order of leaf ＞ stem ＞ branch ＞ root ＞ bark． Soil carbon content in the
surface layer was the highest，and it reduced with the increase of soil depth． The biomass and carbon
stock of tree layer in M． ferrea plantation were 165. 8 and 79. 3 t /hm2，and the allocation of biomass
ranked as stem ＞ branch ＞ root ＞ leaf ＞ bark，the same as the allocation of the carbon stock in the tree
layer． The biomass of M． ferrea plantation ecosystem was 173. 5 t /hm2 and carbon stock 203. 1 t /hm2，
the biomass in the plantation was mainly distributed in the tree layer (95. 6%) ，and the allocation of
carbon stock in different components was soil layer (59. 3%)＞ tree layer (39. 0%)＞ ground layer
(1. 7%)． The carbon content aboveground was greater than that underground in shrub layer and herb
layer;however，the biomass and carbon stock aboveground were less than those underground．
Key words Mesua ferrea plantation;carbon content;biomass;carbon stock;allocation characteristics
第 2 期 明安刚等:铁力木人工林生物量与碳储量及其分配特征
工业化革命以后，由于人类活动(主要是化石
燃料的燃烧和土地利用变化) ，大气中以 CO2 为主
要成分的温室气体(主要有 CO2、CH4和 N2O)的浓
度逐年升高［1］。研究表明，近年来大气中的 CO2 浓
度正以 1. 9 mL(m3·a)的线性速度增加［2］，全球气
候变化给人类的生存和发展带来了显著影响，受到
生态学界和林学界的普遍关注［3
--5］。森林是陆地生
态系统的主体，维持着全球 86%的植被碳库［6］和
73%的土壤碳库［7］，森林在缓解温室气体浓度上升
及气候变暖方面发挥着重要作用。方精云等［8］、王
效科等［9
--10］、刘国华等［11］和周玉荣等［12］利用全国
森林资源清查数据，研究了我国森林碳库及其动态
变化特征，为我国森林碳汇的研究奠定了基础。
最近 20 年，随着人工林的快速发展，人工林碳库
成为全球植被碳库的重要组成部分，在减少温室
气体排放，增加 CO2 的吸收与固定，进而缓解全球
气候变暖等方面的作用更加显著。有关常见的造
林树种人工林的生物量和碳储量，前人已有较多
的研究［13
--23］。
铁力木(Mesua ferrea)是藤黄科(Guttiferae)铁
力木属常绿乔木。干形通直，材质坚硬，是亚洲
热带著名的硬木之一。铁力木为阳性树种，但幼
树喜阴，原产于亚洲热带地区，广泛分布于印度，
在越南、缅甸和孟加拉等国的山地也有分布。我
国引种栽培已有 500 年的历史，铁力木主产于云
南南部边缘地区海拔 450 ～ 1 300 m 一带的河谷坡
地或丘陵斜坡上［24］，广西藤县、容县、凭祥和广东
信宜也有少量分布。随着社会的进步和发展，铁
力木等珍贵用材供求矛盾日益加剧，研究与发展
这一极具发展前景的珍贵乡土树种，已成为我国
南亚热带地区珍贵树种发展和林业产业结构调整
的迫切需要。目前，有关铁力木的研究，主要集中
在生长规律、育苗技术和经营对策上［25--27］，本文
在前人研究基础上，对位于南亚热带地区的中国
林业科学研究院热带林业实验中心林区的 28 年
生铁力木人工林生物量和碳储量及其分配特征进
行了研究，旨在为区域尺度上人工林碳汇潜力的
科学评估提供数据支撑。
1 试验区概况与研究方法
1. 1 试验区概况
试验区设在中国林业科学研究院热带林业实验
中心哨平实验场 39 林班(N21° 57 47″，E106° 59
30″) ，位于广西凭祥市境内，海拔 350 m，属南亚热
带季风气候，年平均气温 19. 5 ～ 21. 5 ℃，≥10 ℃积温
7 500 ℃，年降水量 1 220 ～1 380 mm，年蒸发量 1 370 ～
1 390 mm，干湿季节明显，土壤为花岗岩发育成的山
地红壤，土层厚度在 100 cm以上。
1984 年 2 月，在杉木采伐迹地上营造了铁力木
人工林。定植时铁力木苗龄为 2 年生，造林株行距
为 1. 67 m ×1. 67 m。栽植前 3 年人工铲草抚育，郁
闭成林后自然生长。2012 年 11 月对林分进行生物
量调查和采样。调查当年林下植物稀少且分布不
均，灌木主要有大沙叶(Pavetta hongkongensis)、三叉
苦(Evodia lepta)、海金沙(Lygodium japonicum)和琴
叶榕(Ficus lyrata)等，草本主要有扇叶铁线蕨
(Adiantum flabellulatum)、鞭叶铁线蕨(Adiantum
caudatum)等。
1. 2 方 法
1. 2. 1 样地设置
在林分坡度较为缓和的核心区域，按照坡位从
上到下设置 3 个试验样区，分别为样区Ⅰ、样区Ⅱ和
样区Ⅲ，在每个样区布设 3 个 30 m × 20 m 的样方
(每个样方投影面积为 600 m2，同一样区的 3 个样方
分布在不同的坡向，3 个样区各有 3 个样方，共 9 个
样方)。每个样地胸径 ＞ 5 cm 的乔木进行每木检
尺，实测每个个体的胸径、树高等因子。3 个样区乔
木层群落组成结构如表 1 所示。
1. 2. 2 乔木层生物量的测定
结合样地每木检尺数据，建立林木胸径分布图，
以 2 cm为一个径级共选取 11 株标准木进行生物量
测定。样木伐倒后，按照不同器官测定干、皮、枝、叶
和根的鲜质量，同时，按器官分别取样 400 g 左右，
在 65 ℃烘干后推算各器官干质量。
表 1 28 年生铁力木人工林各样区乔木检尺情况
Tab． 1 Status of tree layer in 28-year-old M． ferrea plantation
样区
Plot regions
坡位
Slope position
坡度
Slope(°)
胸径 DBHcm 树高 Tree heightm
范围 Ｒange 平均 Mean 范围 Ｒange 平均 Mean
乔木密度 Tree
density(tree·hm －2)
Ⅰ 上 33. 7 11. 7 ～ 23. 1 15. 5 ± 2. 7 11. 6 ～ 16. 5 14. 3 ± 1. 1 808
Ⅱ 中 35. 3 11. 5 ～ 20. 4 16. 2 + 1. 3 10. 2 ～ 15. 6 13. 7 ± 1. 3 800
Ⅲ 下 34. 6 12. 8 ～ 22. 8 17. 1 ± 2. 4 9. 3 ～ 15. 9 13. 9 ± 1. 3 820
33
北 京 林 业 大 学 学 报 第 37 卷
利用 11 株样木各器官生物量的实测数据(表
2) ，对各器官生物量与胸径(D)和树高(H)及胸径
平方与树高的乘积(D2H)等因子进行相关分析，发
现铁力木各器官生物量均与胸径 D 的相关性最为
密切(相关系数在 0. 885 4 ～ 0. 952 8 之间) ，而与树
高的相关性较低，相关系数仅在 0. 104 9 ～ 0. 616 6
之间。因而，本研究选择胸径(D)作为拟合铁力木
各器官生物量方程的自变量。分别用 W = aDb、W =
aebD、W = aD + b和 W = alnD + b (式中:W 为各器官
生物量;D为样木胸径;a，b，c为方程参数)等 4 种
模型建立铁力木各器官生物量与胸径(D)之间的回
归方程，用判定系数(Ｒ2)、F 值和显著性 P 值等评
价模型的拟合优度，比较并筛选出拟合效果最好的
模型作为预测铁力木各器官生物量方程，结果表明
该树种的各器官生物量均以幂函数(W = aDb)模型
拟合效果最佳，其判定系数(Ｒ2)在 0. 851 6 ～ 0. 970 8
之间，F检验相关性均达到极显著差异(P ＜ 0. 01)。
因而，据此利用“直接拟合幂函数”的方法建立了 28
年生铁力木各器官生物量(W)与胸径(D)之间的生
物量模型，用以估算铁力木各器官的生物量(表 3)。
1. 2. 3 林下植被生物量和凋落物现存量的测定
在每 30 m × 20 m 的样方中选取 5 个 2 m × 2 m
的子样方，调查子样方内灌草植被的种名、数量和盖
度等群落因子;然后，将灌木和草本植物按照地上部
分和地下部分分别实测鲜质量，并取不同组分的混
合样品 400 g在 65 ℃烘干后，换算各组分的干质量。
同时在每个 30 m ×20 m的样方内随机布设 5个 1 m ×
1 m的子样方，用于凋落物现存量的测定，凋落物现
存量分成未分解和半分解 2 个组分分别称质量，并
按不同组分各取样 400 g 恒干后用于干质量的
换算。
1. 2. 4 样品的采集与分析
在每个 30 m × 20 m 的样方内随机挖取 3 个土
壤剖面(每个样区 3 个样方，共 27 个土壤剖面)，按
照 0 ～ 10 、10 ～ 20 、20 ～ 30、30 ～ 50、和 50 ～ 100 cm
将土壤层分成 5 个土层，在各土层取混合样品 200 g
表 2 28 年生铁力木 11 株不同径级标准木基本参数及各器官生物量原始数据
Tab． 2 Ｒaw data of basic parameters and biomass of each organ for 11 sample trees with different DBHs in
28-year-old M． ferrea plantation
标准木编号
Standard tree
number
胸径
DBH
cm
地径
Ground
diametercm
树高
Tree
heightm
枝下高
Height under
branchm
树干
Stem
kg
树皮
Bark
kg
树枝
Branch
kg
树叶
Leaf
kg
树根
Ｒoot
kg
全株
Whole
treekg
1 6. 2 8. 7 10. 5 4. 3 10. 3 1. 7 1. 9 0. 4 2. 8 17. 1
2 8. 4 11. 8 12. 4 5. 7 23. 7 3. 6 6. 6 1. 2 5. 7 40. 9
3 10. 2 14. 1 14. 2 8. 3 45. 4 6. 4 13. 4 3. 4 9. 6 78. 2
4 12. 1 16. 4 14. 6 6. 1 60. 7 8. 2 28. 1 3. 6 13. 6 114. 2
5 14. 2 17. 8 14. 6 5. 3 80. 1 9. 0 46. 0 7. 6 15. 5 158. 2
6 15. 5 19. 6 15. 8 8. 6 87. 1 10. 5 47. 8 5. 5 23. 6 174. 6
7 16. 3 19. 1 11. 6 4. 7 65. 2 7. 4 58. 6 16. 8 43. 3 191. 4
8 17. 3 21. 4 14. 5 6. 4 92. 7 10. 6 113. 6 15. 4 32. 3 264. 7
9 18. 2 23. 1 17. 1 7. 7 122. 1 13. 6 107. 2 10. 5 27. 9 281. 2
10 19. 2 23. 8 13. 4 5. 8 119. 5 12. 9 108. 3 16. 8 37. 4 294. 9
11 21. 3 25. 2 14. 8 6. 8 155. 8 10. 7 108. 2 24. 5 63. 8 363. 0
表 3 铁力木各器官生物量回归方程
Tab． 3 Biomass regression model of each organ in M． ferrea
器官 Organs 相对生长方程 Allometric equation N Ｒ2 F P
树干 Stem Ws = 0. 315 6D2. 030 11 0. 941 3 78. 831 4 0. 000 0
树皮 Bark Wba = 0. 145 9D1. 510 6 11 0. 851 6 21. 616 5 0. 000 8
树枝 Branch Wbr = 0. 004 2D3. 456 5 11 0. 970 8 45. 176 7 0. 000 1
树叶 Leaf Wl = 0. 001 3D3. 224 5 11 0. 937 8 28. 505 4 0. 000 8
树根 Ｒoot Wr = 0. 034 4D2. 400 9 11 0. 948 5 29. 036 9 0. 000 7
注:Ws、Wba、Wbr、Wl和 Wr分别为树干、树皮、树枝、树叶和树根的生物量。Notes:Ws、Wba、Wbr、Wl and Wr stand for stem，bark，branch，leaf and
root biomass respectively．
43
第 2 期 明安刚等:铁力木人工林生物量与碳储量及其分配特征
左右，经风干，过筛后测定土壤有机碳含量。同时，
各层取环刀样品 3 个，用于土壤密度的测定。
1. 2. 5 含碳量的测定
所有植物样品和土壤样品有机碳含量均用
TOC-LSSM5000 总有机碳分析仪进行测定。
1. 2. 6 碳储量的计算方法
植被碳储量 =单位面积生物量 ×碳含量，土壤
碳储量 =土壤有机碳含量 ×土壤密度 ×土层厚度。
1. 2. 7 数据分析
采用单因素方差分析(one-way ANOVA)检验器
官间及各组分间的差异显著性;使用 LSD 法进行多
重比较;数据分析及生物量方程的拟合用 Microsoft
Excel 2007 和 SPSS 19. 0 软件完成。
2 结果与分析
2. 1 铁力木人工林生态系统各组分生物量与碳储
量及其分配
2. 1. 1 乔木层生物量与碳储量
由表 4 可知，铁力木人工林乔木层个体平均碳
含量为 478. 6 gkg，在 452. 4 ～ 524. 5 gkg之间，不同
器官碳含量有所差异，以树叶含量最高，树干和树枝
居次，树根和树皮最低。
乔木层生物量为 165. 8 thm2，以树干和树枝最
高，二者占乔木层生物量总量的 76. 3%，各器官生
物量的分配顺序为树干 ＞树枝 ＞树根 ＞树叶 ＞树
皮。乔木层碳储量总量为 79. 3 thm2，分配顺序与
生物量的分配顺序一致，为树干 ＞树枝 ＞树根 ＞树
叶 ＞树皮，且各器官生物量与碳储量的差异均达到
显著水平(P ＜ 0. 05)。
2. 1. 2 林下地被物的生物量与碳储量
测定结果显示(表 5)，地被物各层次碳含量平
均值为未分解的凋落物 ＞灌木层 ＞草本层;且灌木
和草本层均为地上部分 ＞地下部分，凋落物为未分
解层 ＞半分解层。灌木层、草本层及凋落物层碳含
量在各组分间存在显著差异(P ＜ 0. 05)。
地被层生物量和碳储量总量分别为 7. 670 和
3. 302 thm2，以凋落物为主，分别占地被层生物量总
量的 97. 9%和 98. 1%，且半分解凋落物生物量和碳
表 4 乔木各器官生物量与碳储量
Tab． 4 Biomass and carbon stock in the each organ of tree layer
器官
Organs
碳含量
Carbon content
(g·kg －1)
生物量
Biomass
(t·hm －2)
百分比
Percentage
%
碳储量
Carbon storage
(t·hm －2)
百分比
Percentage
%
树干 Stem 487. 7 ± 2. 5b 73. 7 ± 9. 2a 44. 5 35. 9 ± 3. 4a 45. 3
树皮 Bark 452. 4 ± 3. 0d 8. 0 ± 0. 7e 4. 8 3. 6 ± 0. 4e 4. 5
树枝 Branch 472. 0 ± 2. 5c 52. 8 ± 11. 1b 31. 8 24. 9 ± 5. 3b 31. 4
树叶 Leaf 524. 5 ± 1. 8a 8. 6 ± 1. 8d 5. 2 4. 5 ± 1. 0d 5. 7
树根 Ｒoot 456. 3 ± 0. 1d 22. 7 ± 3. 3c 13. 7 10. 4 ± 1. 7c 13. 1
合计 Total 165. 8 ± 18. 7 100. 0 79. 3 ± 11. 4 100. 0
注:同列之间不同字母表示在 P ＜ 0. 05 水平上差异显著。下同。Notes:the different letters in the same column refer significant difference at P ＜
0. 05 level． The same below．
表 5 林下地被物生物量与碳储量
Tab． 5 Biomass and carbon stock in understory plant and litter
层次
Layer
组分
Component
碳含量
Carbon content
(g·kg －1)
生物量
Biomass
(t·hm －2)
百分比
Percentage
%
碳储量
Carbon stock
(t·hm －2)
百分比
Percentage
%
地上部分 Aboveground 469. 0 ± 18. 8b 0. 025 ± 0. 007d 0. 33 0. 012 ± 0. 003d 0. 36
灌木层 Shrub layer 地下部分 Underground 445. 6 ± 15. 1c 0. 052 ± 0. 017c 0. 68 0. 023 ± 0. 009c 0. 70
小计 Subtotal 0. 077 ± 0. 022 1. 00 0. 035 ± 0. 011 1. 06
地上部分 Aboveground 393. 1 ± 5. 4e 0. 022 ± 0. 007d 0. 29 0. 009 ± 0. 003d 0. 27
草本层 Herb layer 地下部分 Underground 315. 8 ± 15. 3f 0. 059 ± 0. 012c 0. 77 0. 019 ± 0. 007c 0. 58
小计 Subtotal 0. 081 ± 0. 020 1. 06 0. 027 ± 0. 008 0. 82
未分解 Undecomposed 496. 2 ± 9. 9a 1. 661 ± 0. 217b 21. 66 0. 824 ± 0. 143b 24. 95
凋落物层 Litter layer 半分解 Semi-decomposed 412. 9 ± 48. 3d 5. 851 ± 0. 848a 76. 28 2. 416 ± 0. 427a 73. 17
小计 Subtotal 7. 512 ± 1. 159 97. 94 3. 240 ± 0. 474 98. 12
合计 Total 7. 670 ± 1. 166 100. 00 3. 302 ± 0. 481 100. 00
53
北 京 林 业 大 学 学 报 第 37 卷
储量均显著大于未分解的，分别是未分解的 3. 5 和
2. 9 倍(P ＜ 0. 05) ;灌木层和草本层生物量和碳储量
均较小，且地上部分生物量和碳储量显著小于地下
部分(P ＜ 0. 05)。
2. 1. 3 土壤层碳含量与碳储量
从表 6 可知，土壤碳含量以 0 ～ 10 cm 最高，为
22. 8 gkg;各土层碳含量随着土层深度的增加而降
低，且差异显著(P ＜ 0. 05);土壤密度随土层深度的
增加呈现出增加的态势，且 0 ～ 30 cm土层差异显著
(P ＜ 0. 05) ，0 ～ 100 cm 土壤碳储量为 120. 5 thm2，
土壤 10 cm厚度的平均碳储量随土层深度的增加显
著降低(P ＜ 0. 05)。
2. 2 铁力木人工林生态系统碳储量及其分配格局
从表 7 可以看出，28 年生铁力木人工林生态系
统生物量为 173. 5 thm2，其中乔木层生物量远大于
地被层，为 165. 8 thm2，占生态系统生物量总量的
95. 6%，地被层的灌木，草本及凋落物总和仅占
4. 4%;地被层生物量分配顺序为凋落物层 ＞灌木
层 ＞草本层;在铁力木人工林生态系统中，地上部分
和地下部分生物量分别为 150. 7 和 22. 8 thm2，分别
占林分人工林生物量总量的 86. 9%和 13. 1%。
28 年生铁力木人工林生态系统碳储量为 203. 1
thm2，其中，土壤层(0 ～ 100 cm)碳储量最大，为
120. 5 thm2，占生态系统碳储量总量的 59. 3%;其
次是乔木层，为 79. 3 thm2，占 39. 0%;地被层碳储
量最小，仅占 1. 7%;由此可见，铁力木人工林碳储
量主要分布在乔木层和土壤层，二者共占据林分碳
储量总量的 98. 4%，仅有极小部分的碳素分布在林
下植被和枯枝落叶层。
在林分生态系统中，地上部分碳储量为 72. 2 t
hm2，占林分碳储量总量的 35. 5%，地下部分碳储
量为 130. 9 thm2，占总量的 64. 5%。
3 讨论与结论
28 年生铁力木各器官碳含量的平均值为 478. 6
gkg，相 比 而 言，与 广 西 27 年 生 观 光 木
(Tsoongiodendron odorum) (471. 1 gkg) ，8 年生桉树
(Eucalyptus spp．)(475. 2 gkg) ，16 年生湿地松
(Pinus elliottii)及 14 年生马尾松平均碳含量有所
差异［28
--31］。说明树种对乔木碳含量的影响显著，不同
表 6 土壤层碳含量与碳储量
Tab． 6 Carbon content and carbon stock in soil layer
土层深度
Soil depthcm
碳含量
Carbon content(g·kg －1)
土壤密度
Bulk density(g·cm －3)
土层厚度
Horizon thicknesscm
碳储量
Carbon stock(t·hm －2)
0 ～ 10 22. 8 ± 2. 7a 1. 154c 10 26. 3 ± 3. 1
10 ～ 20 13. 3 ± 1. 0b 1. 250b 10 16. 7 ± 1. 1
20 ～ 30 9. 4 ± 1. 6c 1. 351a 10 12. 7 ± 1. 1
30 ～ 50 7. 5 ± 1. 2d 1. 360a 20 20. 4 ± 1. 7
50 ～ 100 6. 8 ± 0. 7e 1. 306a 50 44. 4 ± 3. 2
合计 Total 120. 5 ± 5. 7
表 7 铁力木人工林生态系统各组分生物量与碳储量
Tab． 7 Biomass and carbon stock in each component in M． ferrea plantation ecosystem
层次
Layer
组分
Components
生物量
Biomass(t·hm －2)
百分率
Percentage%
碳储量
Carbon stock(t·hm －2)
百分率
Percentage%
地上部分 Aboveground 143. 1 ± 19. 4 82. 5 68. 9 ± 9. 7 33. 9
乔木层 Tree layer 地下部分 Underground 22. 7 ± 3. 3 13. 0 10. 4 ± 1. 5 5. 1
小计 subtotal 165. 8 ± 21. 7 95. 6 79. 3 ± 11. 0 39. 0
地上部分 Aboveground 7. 559 ± 1. 168 4. 4 3. 260 ± 0. 476 1. 6
地被层Ground cover layer 地下部分 Underground 0. 111 ± 0. 023 0. 1 0. 042 ± 0. 011 0. 1
小计 subtotal 7. 670 ± 1. 166 4. 4 3. 302 ± 0. 481 1. 7
土壤层 Soil layer 120. 5 ± 5. 7 59. 3
地上部分 Aboveground 150. 7 ± 19. 7 86. 9 72. 2 ± 8. 2 35. 5
生态系统 Total ecosystem 地下部分 Underground 22. 8 ± 3. 3 13. 1 130. 9 ± 7. 2 64. 5
小计 subtotal 173. 5 ± 20. 8 100. 0 203. 1 ± 14. 9 100. 0
注:表中百分率为各地被层组分占地被物总生物量和碳储量的百分率。Notes:the percentages in the table stand for the biomass and carbon stock of
each ground layer to the total biomass and carbon stock of each ground cover．
63
第 2 期 明安刚等:铁力木人工林生物量与碳储量及其分配特征
树种碳含量即使在同一地区也存在明显差异。28
年生铁力木人工林乔木层不同器官碳含量之间差异
显著，碳含量由高到低依次为树叶 ＞树干 ＞树枝 ＞
树根 ＞ 树皮，与 27 年生观光木(树干 ＞ 树枝 ＞ 树
根 ＞树叶 ＞ 树皮)［30］，28 年生米老排(Mytilaria
laosensis) (树叶 ＞树干 ＞树根 ＞树皮 ＞树枝)［32］及
28 年秃杉(Taiwania flousiana) (树皮 ＞ 树枝 ＞ 树
干 ＞树根 ＞树叶)等树种各器官碳含量的排列顺序
不完全一致［30，32
--33］。由此可以看出，即便林龄相差
不大，但碳含量在器官间的大小顺序也会因树种的
不同而不同。
广西铁力木人工林林分凋落物碳含量(454. 6
gkg高于本地杉木人工林(418. 7 gkg)［34］，低于本
地米老排人工林(553. 8 gkg)，这可能与树种叶片
的角质化和革质化程度有关，一般凋落物分解速率
会随其革质化或者角质化程度的不同产生差异，革
质化或角质化程度越高就越有利于碳素的累积。灌
木层和草本层地上部分平均碳含量均高于地下部
分，这一结论与多数树种研究的结论一致［22，35］。铁
力木土壤碳含量较低(9. 5 gkg) ，低于同一地区杉
木人工林(16. 6 gkg)及桉树人工林的(14. 57 gkg)
平均值［29，34］，可能是铁力木人工林土壤碳输入的限
制，也可能与人工林种植之前土壤碳含量大小不同
有关。28 年生铁力木人工林生态系统碳储量总量
为 203. 1 thm2，较我国森林生态系统平均碳储量
(258. 82 thm2)低;其中，植被层碳储量为 79. 4 t
hm2，是我国森林植被平均碳储量(57. 07 thm2)［12］
的 1. 4 倍，是我国亚热带针叶林平均碳储量(63. 7 t
hm2)的 1. 2 倍［37］。铁力木人工林较高的植被层碳
储量主要因为其乔木层具有较高的生物量和碳含
量。乔木碳库是铁力木人工林地上碳库的主要部
分，其中，树干占乔木层生物量和碳储量的 44. 5%
和 45. 3%，其次是树枝，也占有较大比例，为
31. 8%;生物量及碳储量在树根的分配较低，仅为
13. 7%和 13. 1%;根冠比为 0. 16，显著低于该地区
28 年 生 米 老 排 (0. 26)［23］ 和 29 年 生 格 木
(Erythrophleum fordii)的根冠比(0. 22)［36］。这主要
由铁力木的固有生长特性所致，铁力木树体呈塔形，
其发达的枝叶系统形成了较大的树冠，但其根系并
不发达，且在土壤中的分布较浅，发达的枝叶和不发
达的根系共同造成了铁力木较低的根冠比。铁力木
人工林发达的枝叶系统导致林分较大的郁闭度
(0. 95 左右)，也是导致林下植被稀少，灌草层生物
量和碳储量分配较低的重要原因。
铁力木人工林 0 ～ 100 cm 土壤碳储量为 120. 5
thm2，相对于本地区杉木林地土壤碳储量(139. 27
thm2)［34］和我国森林土壤平均碳储量(193. 55 t
hm2)［12］来说有所偏低;广西铁力木人工林土壤与
植被碳储量的比值为 1 ∶ 1. 5，远低于全国平均水平
(1∶ 3. 4)［12］，可能是铁力木人工林土壤呼吸通量过
大，或者林分土壤受到了碳输入的限制，从而影响了
土壤碳的累积，但具体原因有待进一步研究。
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(责任编辑 赵 勃
责任编委 赵秀海)
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