全 文 ：江西农业大学学报 2014，36(1):122－130 http:/ / xuebao．jxau．edu．cn
Acta Agriculturae Universitatis Jiangxiensis E－mail:ndxb7775@ sina．com
模拟楠木杉木人工混交林不同混交比例对
净生产力和碳储量的影响
田 晓1，2，刘苑秋1* ，魏晓华1，3，张 桧1，
王伟峰1，郑 吉1，胡靖宇4
(1．江西农业大学 林学院，江西 南昌 330045;2．河北旅游职业学院 园林艺术系，河北 承德 067000;3．Department
of Earth and Environmental Sciences，University of British Columbia (Okanagan)3333 University Way，Kelowna，British Colum-
bia，V1V 1V7，Canada;4．承德石油高等专科学校 科技发展与校企合作处，河北 承德 067000)
摘要:以中亚热带楠木杉木混交林为研究对象，应用加拿大森林生态学家 J．P．(Hamish)Kimmins教授主持开发
的混合型模型 FOＲECAST，模拟不同立地质量、不同混交比例下(楠木纯林、楠木杉木混交比为 5 ∶ 1、4 ∶ 1、
3 ∶ 1、1 ∶ 1、1 ∶ 3以及杉木纯林)林分在未来 300 年内净生产力和碳储量的时空变化。模拟结果显示:楠木杉
木混交比为 3 ∶ 1所获得的净生产力要高于其他混交比例，也明显高于杉木纯林，在较好立地、中等立地下分别
达 15．24 t /(hm2·a)和 13．28 t /(hm2·a)。楠木×杉木混交比例 3 ∶ 1的树干碳储量和乔木碳储量的累积将达
到最大。楠木纯林以及楠木与杉木混交比例大于 1的混交林的土壤碳储量在 300年的模拟时间内呈现上升趋
势;杉木纯林以及楠木与杉木比小于 1的混交林的土壤碳储量在 300年的模拟时间内则呈现下降趋势，且混交
林中随着楠木比例的减少土壤退化趋势越严重。较好立地的净生产力和碳储量要优于较差立地，且楠木杉木
混交比例为 3 ∶ 1时净生产力和固碳能力最强，由此可见，无论是从获得最大干材量的经济角度还是从维持森
林生产力角度来讲，楠木杉木混交比例 3 ∶ 1最优。
关键词:FOＲECAST模型;楠木;混交比例;净生产力;碳储量
中图分类号:S718．55+ 6 文献标志码:A 文章编号:1000－2286(2014)01－0122－08
Simulation of the Effects of Various Mixing Proportions on NPP and
Carbon Storage in the Mixedwood Plantations of
Phoebe bournei with Chinese fir
TIAN Xiao1，2，LIU Yuan-qiu1* ，WEI Xiao-hua1，3，
ZHANG Hui1，WANG Wei-feng1，ZHENG Ji1
(1．College of Forestry，Jiangxi Agricultural University，Nanchang 330045，China;2．Hebei Tourism Voca-
tional College，Chengde 067000，China;3． Department of Earth and Environmental Sciences，University of
British Columbia (Okanagan)3333 University Way，Kelowna，British Columbia，V1V 1V7，Canada;4．Science
Development and School－Enterprise Cooperation Office，Chengde Petroleum College，Chengde 067000，China)
Abstract:Using forest ecosystem model FOＲECAST，the net primary productivity (NPP)and forest car-
bon storage in the mixture of Phoebe bournei with Chinese fir were simulated with various management scenarios
including different site qualities and mixing proportions (5 ∶ 1，4 ∶ 1，3 ∶ 1，1 ∶ 1 and 1 ∶ 3 between Phoebe
收稿日期:2013－09－19 修回日期:2013－10－30
基金项目:国家林业公益性行业专项(200804006 /rhh－05)和中国科学院战略性先导科技专项 (XDA05050205)
作者简介:田晓(1984—)，男，讲师，硕士，主要从事林业生态工程研究，E－mail:bttianxiao@ 163．com;* 通讯作者:刘
苑秋，教授，博导，E－mail:liuyq404@ 163．com。
第 1期 田 晓等:模拟楠木杉木人工混交林不同混交比例对净生产力和碳储量的影响
bournei and Chinese fir)over the simulation period of 300 years．The simulations suggested that the total cumu-
lative carbon storages in both stem and above－ground forest components were the greatest with the mixing pro-
portion of 3 ∶ 1．The soil carbon storage in the pure Phoebe bournei forest and the Phoebe bournei－Chinese fir
mixed forests with mixed proportion of Phoebe bournei being higher than 1 ∶ 1 was on the increasing trend over
the simulation period of 300 years，while those in pure Chinese fir forest and the Phoebe bournei－Chinese fir
mixed forests with the mixed proportion of 1 ∶ 3 was on the decreasing trend．Compared with those in low quali-
ty sites，the carbon storages in high quality sites were higher．It might be concluded that the best mixed propor-
tion of Phoebe bournei with Chiense fir is 3 ∶ 1，which is beneficial for sustaining or improving soil carbon stor-
age in the long run．
Key words:FOＲECAST;Phoebe bournei;mixedwood forests;NPP;carbon storage
森林是陆地生态系统的主要植被类型，碳储量占陆地生态系统的 2 /3，在全球碳循环中具有重要的
作用和地位。净生产力(NPP)不仅直接反映了植被群落在自然环境条件下的生产能力，表征陆地生态
系统的质量状况，而且是判定生态系统碳源 /汇和调节生态过程的主要因子，在全球变化及碳平衡中扮
演着重要的作用，近 20年来 NPP 建模及其应用得到迅速发展，一系列适用于区域和全球尺度的 NPP
估算模型相继而出，中国学者先后从国外引进和改良了 CEVSA、CASA、GLO－PEM、BEPS 等多个陆地生
态系统碳循环模型，同时也自主开发了适用于中国陆地生态系统的 AVIM2、Agro－C、FOＲCCHN、DCTEM
等模型，对当前气候状态下中国自然陆地生态系统的净初级生产力和碳储量、未来气候变化和土地利用
变化对中国陆地生态系统碳循环的影响等问题进行了模拟分析。FOＲECAST模型是加拿大 Kimmins开
发的基于森林生态系统林分水平及林地养分循环为基础的模型［1］。FOＲECAST 模型可以模拟人工纯
林在不同管理策略下的碳氮循环特点、生长动态及碳平衡过程等［2－5］。而近年来，FOＲECAST 模型作为
一个基于森林生态系统过程的林分水平模型越来越受到广泛的关注［6－9］。我国自 2005 年引进该模型
开展了针叶树种(杉木、落叶松、云杉、马尾松)的模拟得到较好的应用［10－13］，但如果能将 FOＲECAST 模
型应用到阔叶树种以及针阔混交林，将会使 FOＲECAST模型的研究应用更加完整，也更具有现实意义。
杉木(Cunninghamia lanceolata)是我国南方重要的造林树种，但众多研究表明杉木连栽能够导致林
分地力衰退、生产力下降以及生态环境恶化。阔叶树种楠木(Phoebe bournei)枝叶较浓密，林冠层较厚，
林下凋落物量大且易分解，养分归还大，能够提高土壤的肥力，因此，营造楠木杉木混交林是改善杉木人
工林地力衰退的有效途径，自 20世纪 90年代许多学者开始楠木与杉木混交的试验研究，试验的混交比
例为 2 ∶ 1、1 ∶ 1，结果表明混交林的平均胸径、平均单株材积和林分总蓄积量、净生产力、生物量优于纯
林，表现出明显的混交效应［14－19］，但哪一种混交比例净生产力和碳储量功能最佳、是可持续的混交模
式?需要更多的混交比例试验，但试验周期长。为此，本研究以楠木×杉木人工混交林为研究对象，模
拟不同立地条件、不同混交比例(5 ∶ 1、4 ∶ 1、3 ∶ 1、1 ∶ 1、1 ∶ 3)的混交林净生产力与碳储量变化趋势与
差异，旨在揭示不同经营策略下混交林净生产力和碳储规律，为人工林可持续性经营提供理论依据，我
国森林净生产力和碳汇的估算提供参考。
1 研究方法
1．1 研究区与数据采集
研究区为福建、四川和江西，属亚热带湿润气候区，年平均温度 18．3 ℃，年平均降水量1 741 mm，无
霜期 270 d，年平均日照时数1 860 h。土壤主要是红壤和黄红壤，pH 4．7 ～5．2，福建、四川的数据来源于
文献［14，20－22］，模型模拟所需其它数据来源于文献［15，23－25］。
江西省境内的野外试验点设立于吉安青原区樟州村、遂川县大坑乡长荣村、遂川县茶盘洲乡溪口
村，分别设立 3个 20 m×30 m的样地，对样地的楠木进行每木检尺，每个样地内设置 5个 5 m×5 m的灌
木样方、5个 1 m×1 m的草本样方和 5个 0．5 m×0．5 m枯落物样方。灌草生物量采用全部收获法，分别
取样，称重，带回实验室烘干，测定含水率。在每个标准地内挖取 5 个土壤剖面，并按 0 ～ 20 cm，20 ～
40 cm分层取样。土壤容重采用环刀法测定。全氮测定采用开氏消煮法，土壤有机质的测定采用重铬
酸钾容量法－外加热法。
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江 西 农 业 大 学 学 报 第 36卷
表 1 试验地基本情况
Tab．1 Basic condition of the experimental plots
试验点
Sites
林龄 /a
Forestage
起源
The
origin
林分密度 /
(株·hm－2)
Stand density
郁闭度
Crown
density
平均胸径 /
cm
DBH
平均树高 /
m
Height
土壤 Soil
PH
有机质 /(g·kg－1)
The organic
matter
全氮 /
(g·kg－1)
TN
吉安市樟洲村 50 人工林 1 408 0．82 20．9 15．0 5．09 25．97 1．25
遂川长隆村 30 人工林 1 175 0．35 14．2 9．26 4．82 31．39 1．71
遂川西口村 100 天然林 333 0．9 37．8 24．55 4．79 36．73 1．44
1．2 FOＲECAST模型简介
FOＲECAST模型(Forestry and Environmental Change Assessment)是加拿大著名森林生态学家 J．P．
(Hamish)Kimmins教授主持开发的应用模型，该模型是基于森林生态系统林分水平过程上的混合性模
型，它将传统的经典产量表与复杂的过程模型相结合。FOＲECAST 模型是系统研究了森林生物产量与
林分密度与结构，演替阶段、生物地球化学循环以及各种经营管理措施之间的相互规律，在森林经营生
态学原理基础上开发的。模型的驱动机制是叶氮同化率(foliage nitrogen efficiency)。
所谓叶氮同化率(FNE)是指叶片中单位质量的氮素在单位时间内所同化产生的干物质量［20］。即:
FNE=TNPPt /FN;而:TNPPt =△Bt+Et+Mt;FN=BF×Nc，其中:TNPPt(total net primary production)为单位
时间内净初级生产总量;ΔBt(Δbiomass)为单位时间内生物量的增量;Et(ephemeral litter fall)为单位时
间内的凋落量;Mt(mortality)为单位时间内的枯损量或自然稀疏量;FN(foliage nitrogen)为叶中的氮量;
BF(biomass foliage)为系统的叶量;Nc(foliage nitrogen cocentration)为叶中的氮的浓度。
在实际林分中，由于林冠下部的叶层受到上部叶层的遮荫，所以光合效率会有所下降。因此，在具
体应用时需要对 FNE进行修正，修正后的 FNE为遮荫叶氮同化率 SCFNE (shade－corrected foliage nitro-
gen efficiency)。其计算方法是先将整个林冠层模拟为一个“不透光的叶毯(opaque blanket)”，然后再将
“不透光叶毯”沿垂直方向按 25 cm一层划分为若干亚叶层，各亚层分别计算的叶氮量(mass of foliage
nitrogen)、相对光合效率(relative photosnthetic rate)，最后汇总求和。
即:SCFNE=TNPPt /SCFN;SCFN=∑
n
i = 1
(FNi×ＲPPi)，其中:FNi:第 i 亚叶层的叶氮量;ＲPＲi 为第 i 亚
叶层的相对光合速率;N为林冠中划分出的亚叶层数。
1．3 情景模拟
为了评估不同立地条件下混交林碳储量变化趋势，将林分的立地条件划分为好、中、差 3种立地，立
地指数分别为 27，21，17。初值密度设定为2 500株 /hm2，楠木×杉木混交比例为 5 ∶ 1，4 ∶ 1，3 ∶ 1，1 ∶ 1，
1 ∶ 3，并设楠木，杉木纯林为对照。模拟时间设置为 300年，参考杜鹃等［20］的研究结果楠木的数据成熟
期为 54年，本研究设定 50年一个轮伐期，每一个轮伐期内 30年收获杉木，50 年收获楠木(其中杉木纯
林 30年一个轮伐期共 10个轮伐期)。并且每个轮伐期的第 10年对混交林进行间伐，间伐比例为 30%。
1．4 模型的精度检验
虽然研究楠木杉木混交林的记载比较多，但是描述混交林生态系统的不同管理措施对长期立地 C
储量、生物量的数据还是比较少，笔者尽可能收集所有文献中实测值与模拟值进行比较。本文所收集的
研究结果［14，18－19，27，30，］，在第一轮伐期内 3种立地条件下生物量变化趋势与实测数据趋势一致。
2 结果与分析
2．1 净生产力变化趋势
模拟结果如下图 2所示，好、中、差 3种立地条件下净生产力有明显的差异，表现为较好立地＞中等
立地＞较差立地。其中楠木纯林和楠木×杉木混交比为 5 ∶ 1、4 ∶ 1和3 ∶ 1的 4种林分净生产力随着时间
的增加呈现上升的趋势，表明这种混交方式是可持续的，而杉木纯林、楠木×杉木混交比 1 ∶ 3和 1 ∶ 1的
3种林分呈现下降趋势，且第 2个轮伐期下降更为显著。
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第 1期 田 晓等:模拟楠木杉木人工混交林不同混交比例对净生产力和碳储量的影响
图 1 模型模拟结果验证
Fig．1 The verification result of model
2．2 净生产力差异分析
如表 1模拟结果所示:较好立地、中等立地
条件下都楠木纯林的净生产力最高，分别为
16．26 t /(hm2·a)和 13．36 t /(hm2·a)，明显高
于杉木纯林。在混交林中，楠木×杉木混交比例
3 ∶ 1的净生产力要高于其他混交比例，其次为
楠木×杉木混交比例为 5 ∶ 1、4 ∶ 1、1 ∶ 1、1 ∶ 3，
也即混交林中楠木比例越高净生产力越高。在
较差立地条件下净生产力从高到低依次是楠木
×杉木混交比例为 5 ∶ 1、4 ∶ 1、3 ∶ 1、楠木纯林、
1 ∶ 1、1 ∶ 3和杉木纯林。
Pb、Cf分别为楠木纯林、杉木纯林，Pb(楠木)∶ Cf(杉木)= 5 ∶ 1，4 ∶ 1，3 ∶ 1，1 ∶ 1，1 ∶ 3。
Pb、Cf mean Phoebe bournei and Chinese fir respectively，the ratio of which are 5 ∶ 1，4 ∶ 1，3 ∶ 1，1 ∶ 1，1 ∶ 3．
图 2 不同立地条件下不同混交比例楠木杉木混交林的净初级生产力
Fig．2 NPP of Phoebe bournei with Chinese fir mixed forest under different site conditions and various mixed ratio
表 2 楠木杉木不同混交比例下的净生产力
Tab．2 NPP of mixed forest under different mixed proportion t /(hm2·a)
立地条件
Site conditions
混交比例 Mixed proportion
Pb Pb ∶ Cf 5 ∶ 1 Pb ∶ Cf 4 ∶ 1 Pb ∶ Cf 3 ∶ 1 Pb ∶ Cf 1 ∶ 1 Pb ∶ Cf 1 ∶ 3 Cf
较好立地 Ｒich site 16．26 14．78 14．60 15．24 11．86 9．36 12．24
中等立地 Medium site 13．36 12．06 12．06 13．28 10．95 7．77 9．17
较差立地 Poor site 8．72 9．03 9．02 8．97 8．4 6．94 6．85
2．3 乔木层碳储量变化趋势
模拟结果显示，3种立地条件下楠木×杉木混交林 300 年的乔木总碳储量、树干碳储量累积的变化
趋势是相同的。即混交林每一个轮伐期内的平均碳储量要高于相同立地条件下杉木纯林的碳储量(图
3)，在较好立地和中等立地下不同混交比例间的差异大于较差立地，而且混交林中楠木×杉木混交比例
为 3 ∶ 1、4 ∶ 1、5 ∶ 1的全树和树干的碳储量高于其它混交比例。但杉木纯林在 300 年内总碳储量要高
于混交林碳储量(图 4)，这是由于杉木在 300年内经历了 10个轮伐期，而楠木纯林及其混交林只经历 6
个轮伐期。在楠木×杉木混交林中，楠木比例大于杉木的林分总碳储量，一个轮伐期的平均碳储量大于
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江 西 农 业 大 学 学 报 第 36卷
楠木比例小于等于杉木的林分，且楠木×杉木混交比例为 3 ∶ 1平均每个轮伐期碳储量最大，4 ∶ 1、5 ∶ 1、
1 ∶ 1依次减小，而楠木杉木比例为 1 ∶ 3平均每个轮伐期碳储量最小，从经济价值的角度来讲楠木×杉
木比例为 3 ∶ 1能够获得更多的干材量，经济效益最高。
1代表楠木纯林;7代表杉木纯林;2－6分别代表楠木杉木混交比例为 5 ∶ 1，4 ∶ 1，3 ∶ 1，1 ∶ 1，1 ∶ 3。
1 represented Phoebe bournei pure forest;7 represented Chinese fir pure forest;2－6 represented
the Phoebe bournei with Chinese Fir mixed ratio of 5 ∶ 1，4 ∶ 1，3 ∶ 1，1 ∶ 1 and 1 ∶ 3．
图 3 不同立地条件楠木×杉木不同混交比例在 300年间每轮伐期平均的全树碳储量和树干碳储量。
Fig．3 The whole tree and stem carbon storage of Phoebe bournei with Chinese fir mixed forest
under different site conditions and mixed proportion in a rotation in 300 years
1代表楠木纯林;7代表杉木纯林;2－6分别代表楠木杉木混交比例为 5 ∶ 1，4 ∶ 1，3 ∶ 1，1 ∶ 1，1 ∶ 3。
1 represented Phoebe bournei pure forest;7 represented Chinese fir pure forest;2－6 represented
the Phoebe bournei with Chinese fir mixed ratio of 5 ∶ 1，4 ∶ 1，3 ∶ 1，1 ∶ 1 and 1 ∶ 3．
图 4 不同立地类型不同混交比例下全树碳储量和树干碳储量 300年间的累积量
Fig．4 the whole tree and stem carbon storage of Phoebe bournei with Chinese fir mixed forest
under different site conditions and mixed proportion in 300 years
Pb、Cf分别为楠木纯林、杉木纯林，Pb(楠木)∶ Cf (杉木)= 5 ∶ 1，4 ∶ 1，3 ∶ 1，1 ∶ 1，1 ∶ 3。
Pb、Cf mean Phoebe bournei and Chinese fir respectively，the ratio of which are 5 ∶ 1，4 ∶ 1，3 ∶ 1，1 ∶ 1，1 ∶ 3．
图 5 不同立地条件和混交比例下的土壤有机碳储量
Fig．5 The soil organic carbon storage of Phoebe bournei with Chinese fir mixed forest
under different site conditions and mixed proportion
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第 1期 田 晓等:模拟楠木杉木人工混交林不同混交比例对净生产力和碳储量的影响
Pb、Cf分别为楠木纯林、杉木纯林，Pb(楠木)∶ Cf (杉木)= 5 ∶ 1，4 ∶ 1，3 ∶ 1，1 ∶ 1，1 ∶ 3。
Pb、Cf mean Phoebe bournei and Chinese fir respectively，the ratio of which are 5 ∶ 1，4 ∶ 1，3 ∶ 1，1 ∶ 1，1 ∶ 3．
图 6 不同立地条件下不同混交比例地上碳储量、地下生物量和生态系统碳储量
Fig．6 The aboveground，underground and ecosystem carbon storage of Phoebe bournei with Chinese fir
under different site conditions and various mixed ratio
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江 西 农 业 大 学 学 报 第 36卷
2．4 土壤碳储量变化趋势
如图 5所示，杉木纯林、楠木×杉木混交比 1 ∶ 3和楠木×杉木混交比 1 ∶ 1这 3种林分的土壤碳储量
在 300年的模拟时间内均有不同程度的下降，并且随着楠木比例的增加土壤的退化程度呈现减少的趋
势，表明这 3种连栽方式会导致土壤地力的退化，是不可持续的。而楠木纯林和楠木杉木混交比 5 ∶ 1，
4 ∶ 1和 3 ∶ 1 这 4 种林分的土壤有机碳储量在 300 年的模拟中均呈现上升趋势，说明营造楠木杉木混
交林时楠木的比例大于杉木会有利于土壤碳库的积累，有利于楠木杉木混交林的可持续发展。
2．5 生态系统碳储量变化趋势
从图 6模拟结果可以看出:较好立地的地上碳储量、地下碳储量及生态系统的碳储量均高于较差立
地的。无论是纯林还是混交林，较差立地条件下地上、地下、生态系统碳储量在 300 年的模拟时间内均
呈现上升趋势，较好立地和中等立地条件下的杉木纯林、楠木杉木比 1 ∶ 3 这 2 种林分则呈现递减的趋
势，但楠木纯林和楠木杉木比 5 ∶ 1，4 ∶ 1和 3 ∶ 1 这 4 种林分呈现上升趋势(图 5)，说明楠木纯林及楠
木比例大于杉木的混交林生态系统具有可持续的碳储能力。
2．6 年均固碳量差异分析
如图 7所示:较好和中等立地条件下的年均固碳量趋势相同，混交林中楠木杉木种植比例为 3 ∶ 1
年均可以获得最大的固碳量。在较差立地条件下，混交林中楠木比例大于杉木的林分年均碳储量比楠
木比例小于杉木的混交林要大。并且随着楠木数量的减少，年均固碳能力逐渐下降。综上所述:楠木杉
木混交比例为 3 ∶ 1的情况下年均固碳量最大。
图 7 不同立地条件下不同混交比例的楠木杉木混交林年均固碳量
Fig．7 The annual average fixed carbon content of Phoebe bournei with
Chinese fir mixed forest under different site conditions and various mixed ratio
3 结 论
从模拟 300 年时间内多代经营的净生
产力、生态系统及土壤碳储量结果看，楠木
纯林和楠木×杉木混交比为 5 ∶ 1、4 ∶ 1 和
3 ∶ 1的 4种林分净生产力、乔木层碳储量、
土壤层及生态系统碳储量都随着时间的增
加呈现上升的趋势，而楠木×杉木混交比
1 ∶ 3和 1 ∶ 1的 3 种林分呈现下降趋势，而
楠木比例大于杉木的林分总碳储量和一个
轮伐期的平均碳储量大于楠木比例小于等
于杉木的林分，而且楠木×杉木混交比例为
3 ∶ 1平均每个轮伐期净生产力和碳储量最
大，表明是可持续性最好的混交比例。
4 讨 论
4．1 有关 FOＲECAST模型对楠木的净生产力估测
森林生态系统净初级生产力(NPP)作为地表碳循环的重要组成部分，不仅直接反映了森林生态系
统在自然环境条件下的生产能力，表征其质量状况和森林生态系统的固碳能力，在全球变化和碳平衡研
究中有重要意义。对于楠木有不同学者开展了基于样地调查和树干解析的生物量和净生产力研究，如
彭龙福［21］研究福建 35年生楠木人工林净生长量为 5．214 t /(hm2·a);38 年生楠木林分净生产量为
2．6 t /(hm2·a)，四川省都江堰地区 30年生楠木净生产量 4．47 t /(hm2·a)［26］。林亦曦等［27］对杉木伴
生下的 28年生楠木人工林净生产力为 5．475 t /(hm2·a)，但本模拟结果楠木纯林的净生产力为8．72 ～
16．26 t /(hm2· a)，明显高于前人的实测估算结果。但模拟估算的杉木纯林净生产力为 6． 85 ～
12．24 t /(hm2·a)，肖文发等［28］研究结果表明杉木净生产力江西为 8．69～9．99 t /(hm2·a)、广西 4．44～
·821·
第 1期 田 晓等:模拟楠木杉木人工混交林不同混交比例对净生产力和碳储量的影响
9．4 t /(hm2·a)、福建 6．69－8．51 t /(hm2·a)，温远光［29］等基于全国 10个省 33个点的杉木生物量测定
资料分析表明，中亚热带北部测定的净生产力为 7．32～19．41 t /(hm2·a)，中亚热带南部的净生产力为
9．85～21．25 t /(hm2·a)，FOＲECAST模型模拟结果与之比较接近，可见 FOＲECAST模型模拟针叶林效
果更好，模拟阔叶林需要进一步修正其参数。
4．2 不同混交比例楠木×杉木混交林的净生产力及碳储差异
阮传成［16］、吴载璋［30］、潘文忠等［14］研究表明楠木与杉木 2 ∶ 1和 1 ∶ 1混交林的林分单株及林分蓄
积量、生物量、生产力高于楠木纯林和杉木纯林，而且 2 ∶ 1混交林优于 1 ∶ 1混交林，但是否有更优的混
交组合?野外试验结果需要较长的时间周期，所以模拟是一种有效的选优途径，本研究利用 FOＲECAST
模型模拟不同混交比例下楠木×杉木混交林的净生产力与碳储量，在较好、中等立地条件下楠木纯林的
净生产力最高，在楠木×杉木混交林中混交比例为 3 ∶ 1的净生产力要高于其他混交比例，其次为楠木×
杉木混交比例为 5 ∶ 1、4 ∶ 1、1 ∶ 1、1 ∶ 3，也即混交林中楠木比例越高净生产力越高。但在较差立地条
件下净生产力从高到低依次是楠木×杉木混交比例为 5 ∶ 1、4 ∶ 1、3 ∶ 1、楠木纯林、1 ∶ 1、1 ∶ 3 和杉木纯
林，可见在不同立地条件下营造混交林最佳的混交比例有差异，因为楠木自然分布于水肥条件较好的沟
谷地带，对土壤要求较高，因此在立地条件较差的条件下楠木生产力没有与少量杉木混交的林分好。
模拟结果表明，当混交林中杉木数量大于楠木的情况下树干的碳储量和全树的碳储量都随着楠木
数量的减少有所下降;当楠木 ∶ 杉木比小于 3 ∶ 1时，乔木层树干的碳储量和全树的碳储量随着楠木数
量的增加略有下降，故楠木杉木比为 3 ∶ 1的情况下能够获得最大的乔木层及生态系统碳储量、年均固
碳量。这主要是因为杉木是浅根性，侧须根发达，无明显主根，主要吸收土壤上层的养分和水分，楠木有
明显的主根，养分和水分的利用空间比杉木广而深，缓解了树种间对养分和水分竞争关系;其次，楠木对
光要求中等，且幼树稍耐荫，所以栽植一定数量的杉木可以为楠木幼苗庇荫;第三，阔叶树楠木的凋落物
量大，可以有效改善杉木连栽导致的地力衰退和生产力下降等问题。
4．3 FOＲECAST模型在阔叶树模拟中的应用问题
FOＲECAST模型在中国乃至世界许多国家的应用都针对针叶树种，本课题组对阔叶树的模拟仅是
开始尝试［31］。本研究是借鉴杉木不同经营和整地措施模拟生长变化的数据为基础［8］，收集楠木属的数
据加以补充，并通过样地调查得到相关实测数据确定参数进行模拟，限于数据的限制，目前只进行了乔
木层和土壤层的碳储量模拟，作为完整的生态系统还应包括灌草层和凋落物层，也没有足够的数据能对
模拟结果进行验证。
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