全 文 ：第 33卷 第 1期 生 态 科 学 33(1): 154−160
2014 年 1 月 Ecological Science Jan. 2014

收稿日期: 2013-04-22; 修订日期: 2013-11-07
基金项目: “十二五”农村领域国家科技计划课题研究任务“黄淮海平原农区高效可持续农林复合系统调控技术研究”(2011BAD38B0205); 江苏省基
础研究计划（自然科学基金）青年基金项目“氮沉降对杨树人工林 SOC 同位素效应的影响”(BK20130973); 江苏省林业科学研究院青年科技
基金项目“江苏速生杨树林固碳效益研究”(JAF-2009-3); 江苏省林业三新工程项目“江苏主要造林树种碳汇计量模型构建与应用”(lysx[2013]01)
作者简介: 邢玮(1981—), 女，河北省高邑县人, 助理研究员, 博士研究生, 主要研究方向为森林生态学
*通信作者: 葛之葳(1981—), 男, 安徽省广德县人, 讲师, 博士, 主要研究方向为森林生态系统碳库动态变化规律及影响因子分析, E-mail: nerrynor@163.com

邢玮, 卜丹蓉, 葛之葳, 等. 不同林龄杨树人工林碳储量研究[J]. 生态科学, 2014, 33(1): 154−160.
XING Wei, BU Danrong, GE Zhiwei, et al. Study on carbon storage of poplar plantation at different stand ages[J]. Ecological Science,
2014, 33(1): 154−160.

不同林龄杨树人工林碳储量研究
邢玮 1,2, 卜丹蓉 1, 葛之葳 1,*, 郭钦东 1, 季永华 2
1. 南京林业大学森林资源与环境学院, 南京 210037
2. 江苏省林业科学研究院, 南京 211153

【摘要】 基于盐城市东台林场杨树人工林的生物量调查和土壤碳测定, 探讨了不同发育阶段杨树人工林碳储量的时空
变化规律。结果表明 , 随林龄的增加 , 杨树人工林生态系统碳储量增加 , 群落总碳储量的空间分布序列是 : 土壤层
(130.87 t⋅hm− 2)>乔木层(56.32 t⋅hm− 2)>枯落物层(1.2 t⋅hm− 2)>林下植被层(0.37 t⋅hm− 2); 乔木层碳储量和林木各器官碳储
量均随林龄的增加而总体呈上升趋势; 林下植被层和枯枝落叶层碳储量呈先上升后下降的趋势; 土壤层碳储量先增加
后下降, 但其占杨树人工林总碳储量的比例逐渐降低。研究认为杨树人工林固碳潜力巨大, 且不同发育阶段的杨树人
工林碳储量差异主要是由乔木层碳储量差异引起的。

关键词：杨树人工林; 林龄; 碳储量; 器官
doi:10.3969/j.issn. 1008-8873.2014.01.024 中图分类号：S718.5 文献标识码：A 文章编号：1008-8873(2014)01-154-07
Study on carbon storage of poplar plantation at different stand ages
XING Wei1, 2, BU Danrong1, GE Zhiwei1,*, GUO Qindong1, JI Yonghua2
1. College of Forest Resources and Environment, Nanjing Forestry University, Nanjing 210037, China
2. Jiangsu Academy of Forestry, Nanjing 211153, China
Abstract：In this paper, biomass, carbon storage and soil organic carbon of poplar stands at ages of 4, 8, 12, 15 and 20 years-old were
studied, based on the survey of sample plots in Dongtai poplar plantation, Jiangsu. The methods of allometric growth function and
sampling harvest were used to investigate the biomass of tree layer, underground vegetation layer and forest floor. With the stand ages
increased, the total carbon storage in the five stands increased as well. Besides the spatial carbon storage distributed as the follows: soil
layer (130.87 t·hm− 2)> tree layer (56.32 t·hm− 2)> forest floor (1.2 t·hm − 2)> underground vegetation layer (0.37 t·hm− 2). The dynamic
trend of carbon storage of underground vegetation layer and forest floor in different stages enhanced firstly and then decreased. In
different stands, carbon concentration showed the similar tendency. Our study suggested that poplar plantation had a huge potential for
carbon sequestration and that the differences in carbon storage of poplar plantation at different stand ages were mainly caused by the
carbon storage of tree layer.
Key words: poplar plantation; stand age; carbon storage; organ
1 期 邢玮, 等. 不同林龄杨树人工林碳储量研究 155

1 前言
林业的造林与再造林活动对全球固碳贡献比率
最大, 比草原、农业等土地利用类型的固碳能力都
强[1]。从2002年退耕还林工程以来, 我国人工林的面
积不断增加。人工林不像天然林有成熟衰退的过程,
人工林可以在最旺盛的阶段保持生态效益和固碳效
益[2]。徐新良等[3]人研究了中国20世纪70年代以来森
林植被碳储量的动态变化, 指出中国森林植被起
着明显的固碳作用, 而且提出中国森林的植被碳
汇功能主要来自于人工林的贡献。马炜等[4]认为人
工林碳汇潜力巨大, 他们研究了不同发育阶段长白
落叶松人工林碳储量的变化, 发现长白落叶松人工
林碳储量随林龄增加的变化规律明显。人工林不仅
是我国经济建设所需木材的主要来源, 而且在生
物量及CO2吸收和固定等方面的作用越来越得到
重视[5–6]。
作为中国人工林中的重要组成部分, 杨树是世
界中纬度平原地区栽培面积最大、木材产量最高的
速生用材树种之一, 杨树人工林目前总面积已达
7.57×106 hm2。2005年, 江苏省杨树面积达6.23×105
hm2, 占全省有林地面积的一半以上, 占苏北的90%
以上; 全省杨树木材蓄积量2.986×109 m3, 占全省林
木蓄积量的3/4[7]。杨树人工林具有较高的生物生产
力和碳储量。同时, 杨树速生丰产用材林基地建设
是国家“六大工程”之一, 是解决我国木材和林产
品长期紧缺的重大举措。杨树由于其生长迅速、易
繁殖、适应性广, 也被广泛地用于植物修复和废水
再利用。随着世界人口的增长和能源使用量的增加,
杨树人工林将在我国乃至世界的碳固定和减轻全球
温室效应中发挥越来越重要的作用[8]。
目前对杨树人工林不同碳库周转速率的研究已有
一些, 但是对于杨树人工林生态系统总碳储量的研究
尚少见。本研究以江苏省盐城市境内的东台林场杨树
人工林为研究对象, 旨在从杨树人工林各主要器官
碳储量及生态系统水平上研究不同发育阶段下人工
林碳储量的时空分布特征, 探讨杨树人工林生态系
统碳储量的主体, 为提高杨树人工林生态系统碳汇
功能以及为杨树人工林经营和管理等提供科学依据。
2 研究区域与方法
2.1 研究区域概况
研究区位于江苏省盐城市境内的东台林场, 其
地理位置为 120°49′ E, 32°52′ N, 东台林场地处黄海
之滨, 创建于 1965 年, 属亚热带和暖温带的过渡区,
季风显著, 四季分明, 雨量集中, 雨热同季, 冬冷夏
热, 春温多变, 秋高气爽, 日照充足。常年平均气温
为 14.6 ℃, 无霜期为 220 d, 降雨量为 1051.0 mm,
年均日照时数 2169.6 h。土壤为脱盐草甸土, 土壤质
地为沙质壤土, 土壤 pH 值为偏碱性。东台林场为江
苏省沿海重点防护林, 林场占地面积为 3×104 hm2,
森林覆盖率为 85% , 木材总蓄积量约为 5×104 m3,
东台林场分布的主要植被有人工营造的意杨
(Populus× canadensis cv. I-214)、水杉(Metaseguoia
glyptostroboides Hu et Cheng)、银杏(Ginkgo biloba
Linn.)、杉木 (Cunninghamia lanceolata Lamb.), 灌木
草本有罗布麻 (Apocynum venetum Linn.) 、葎草
[Humulus scandens (Lour.) Merr.] 、野 蔷薇 (Rosa
multiflora Thunb.), 蕨类植物, 等。
2.2 研究方法
2.2.1 样地选择
在林场内, 按照典型性、代表性的原则, 在研究
区域内选择 5 种林龄的杨树人工纯林, 每个林龄选
择三个不同位置的经营方式相同的杨树人工林, 设
置样地的面积为 20 m×20 m。2011 年 4 月对各样地
进行调查, 林分生长情况见表 1。
表 1 5 种不同林龄类型林分生长情况
Tab. 1 Growth conditions of 5 different stand ages
林龄/y 林分面积/hm2 株行距/(m×m) 平均树高/m 平均胸径/cm 林分郁闭度
4 4.0 5 × 4 18.1 17.2 0.4
8 6.6 5 × 8 20.1 19.8 0.55
12 4.1 5 × 8 26.5 27.4 0.65
15 6.7 5 × 8 27.4 33.2 0.7
20 4.7 5 × 8 28.4 33.9 0.75

156 生 态 科 学 33 卷

2.2.2 乔木层生物量和碳储量估测
在 2011 年 4 月, 对 5 个不同林龄的杨树人工林
样地进行了每木胸径和树高的调查。然后, 应用全国
优势树种异速生长方程, 根据 5 块林分林木的平均胸
径和树高数据, 分别估算单株林木不同组分(树叶、树
枝、树干和地下部分)的生物量。然后, 根据碳-生物
量转换系数(0.48)将林分林木各组分生物 量转换为
固碳量。再根据不同林龄造林密度计算碳储量。
2.2.3 林下植被和枯落物层碳储量的测定
林下植被生物量的调查采用收割法。在每个样
地内设 3 个 1 m×1 m 的小样方, 在小样方内用收割
法取样, 分别装袋称其鲜重, 再各自均匀混合后,
按各自总鲜量的约 10%的比例取回作为样品, 称其
鲜重后在 80 ℃恒温条件下烘干至恒重, 计算含水率,
再计算单位面积生物量。
在每个样地内设置 3 个 1 m×1 m 的小样方, 在
每个小样方内, 收集枯落物, 在实验室将样品于 80 ℃
下烘干, 测定烘干重, 估算单位面积内枯落物生物
量。林下植被层和枯落物层碳储量则采用常见的
0.45 的碳转换率[9]。
2.2.4 土壤层有机碳测定和碳储量估测
每个样地随机取样 2 个样点, 在每个样点随机
采样, 去除地表凋落物, 挖取剖面, 在剖面上按 0—
10 cm、10—25 cm、25—40 cm、40—60 cm, 60—80 cm
五层取样, 每层取样 200 g 左右。在试验室, 将土壤
样品风干, 研磨后通过 100 目土筛备用。直接利用
研磨后的风干土壤采用 Vario EL 元素分析仪测定土
壤样品的全碳含量。土壤容重用环刀法测定, 分别
测定不同样地不同层次土壤的容重。
土壤有机碳储量(t·hm− 2)=土壤容重(g·cm− 3)×土
壤有机碳含量(g·kg− 1)×土壤厚度(cm)×10− 1。
3 结果
3.1 不同林龄杨树人工林乔木层碳储量
森林生态系统的碳储量主要决定于森林中林木
各器官的生物量和生产力, 以及各器官的碳含量[10]。
研究表明, 不同林龄林木各器官固碳量和单株林木
总固碳量均随林龄增加呈增大的趋势。不同林龄树
干固碳量在全树固碳量中所占比重最大, 树干和树
根次之, 树叶最低(表 2)。随着林龄的增加, 树干固
碳量在全树固碳量中所占的比例不断增大, 树叶和
树根固碳量所占比例不断减小, 树枝固碳量所占比
例则先增大后减小。地上部分固碳量占全树固碳量
的百分比达 80%以上, 且随林龄不断增大。这说明
杨树固碳量主要集中在地上部分, 且以树干为主体。
全株林木固碳量在 4 年生到 20 年生间总共增加了
284.29 kg·株− 1, 体现了杨树的速生特性。不同林龄杨
树固碳量差值分别为 26.11 kg·株− 1、124.79 kg·株− 1、
107.76 kg·株− 1和 25.63 kg·株− 1, 8年生到 12年生和 12
年生到 15 年生之间杨树的固碳速度远大于 4 年生到
8 年生和 15 年生到 20 年生间的固碳速度。
如表 3 所示, 造林密度相同时, 杨树人工林乔木
层碳储量随林龄的增加而增大。但其增加量逐渐减小,
本研究 8、12、15、20 年生杨树人工林乔木层碳储
量增量分别为 32.81 t·hm− 2、28.35 t·hm− 2、5.94 t·hm− 2。
树干、树枝、树枝和树根碳储量在乔木层碳储量中
所占比例平均为 65.6%、17.5%、1.8%、15.1%, 表
明树干碳储量是乔木层碳储量的主体。本研究 4 年
生乔木层碳储量高于 8年生乔木层碳储量, 原因是 4
年生杨树人工林造林密度为 572 株·hm− 2, 而 8、12、
15、20 年生杨树人工林造林密度为 263 株·hm− 2, 4
表 2 不同林龄单株平均木各器官固碳量
Tab. 2 Carbon storage of organs of average tree in different age
林龄/y 树干/(kg·株− 1) 树枝/(kg·株− 1) 树叶/(kg·株− 1) 树根/(kg·株− 1) 地上部分/(kg·株− 1) 全树/(kg·株− 1)
4 34.42 (60.02)
9.95
(17.35)
1.62
(2.82)
11.36
(19.81)
45.99
(80.19)
57.35
(100.00)
8 52.02 (62.33)
14.59
(17.48)
1.93
(2.31)
14.92
(17.81)
68.54
(82.12)
83.46
(100.00)
12 140.10 (67.27)
36.53
(17.54)
2.92
(1.41)
28.70
(13.78)
179.55
(86.22)
208.25
(100.00)
15 218.72 (69.21)
55.24
(17.48)
3.52
(1.11)
38.5
(12.20)
277.48
(87.80)
316.01
(100.00)
20 237.63 (69.56)
59.66
(17.46)
3.65
(1.07)
40.7
(11.91)
300.94
(88.09)
341.64
(100.00)
注: 括号内数字为百分数(%)。

1 期 邢玮, 等. 不同林龄杨树人工林碳储量研究 157

表 3 不同林龄杨树人工林乔木层碳储量
Tab. 3 Carbon storage of the tree layer of poplar plantation of different stand ages
林龄/y 株行距/(m×m) 树干/(t·hm− 2) 树枝/(t·hm− 2) 树叶/(t·hm− 2) 树根/(t·hm− 2) 乔木层/(t·hm− 2)
4 3 × 6 19.6 5.69 0.93 6.5 32.72
8 5 × 8 13.68 3.84 0.51 3.92 21.95
12 5 × 8 36.85 9.6 0.77 7.54 54.76
15 5 × 8 57.52 14.53 0.93 10.13 83.11
20 5 × 8 61.7 15.69 0.96 10.7 89.05

年生林分林木数量是 8 年生林分林木数量的两倍多,
导致最终乔木层碳储量比 8 年生林分乔木层碳储量
大; 但其值低于 12、15 和 20 年生杨树人工林乔木
层碳储量, 原因在于 12、15 和 20 年生杨树数量虽
少, 但其树干比 4 年生杨树树干更粗壮, 枝叶更多,
所以其乔木层碳储量更大。
3.2 不同林龄杨树人工林林下植被层和枯落物层
碳储量
林下植被和枯落物是森林生态系统不可缺少的
组成部分, 它们在森林生态系统营养元素的积累与
循环、改善林内环境、维持生物多样性以及森林的
演替、发展等方面具有十分重要的生理生态作用,
同时对于人工林的生态效益和经济效益正常发挥有
着直接的影响作用[11]。由表4可知, 杨树人工林林下
植被层和枯落物层碳储量随着林龄增加呈先增大后
降低的趋势。其中, 12年生林分的林下植被层和枯落
物层的碳储量最大。经方差分析, 12年生与15年生林
下植被层碳储量差异显著(P<0.05), 15年生与20年生
林下植被层碳储量差异不显著(P>0.05)。主要原因是
15年生与20年生林分郁闭度高, 能透过林冠的阳光
减少, 被林下植被利用的有效太阳热量减少, 使得
其碳储量明显小于12年生。
枯落物层碳储量(1.2 t·hm− 2)比林下植被层碳储
量(0.37 t·hm− 2)大, 且变化更明显。由表 4 可知, 12
表 4 不同林龄杨树人工林林下植被、枯落物碳储量
Tab. 4 Carbon storage of underground vegetation layer
and forest floor of poplar plantation of different stand ages
林龄/y 林下植被碳储量/(t·hm− 2) 枯落物碳储量
/(t·hm− 2)
合计
/(t·hm− 2)
4 0.36 0.56 0.82
8 0.42 0.83 1.25
12 0.56 1.61 2.17
15 0.29 1.52 1.78
20 0.23 1.49 1.72
年生林下枯落物碳储量最大, 为 1.61 t·hm− 2, 12年生
往后枯落物层碳储量减少且趋于平缓。8 年生与 12
年生林分枯落物层碳储量变动幅度最大, 其枯落物
层碳储量差异极显著(P<0.01), 12 年生比 8 年生林分
枯落物层碳储量增加了 94%。4 年生与 8 年生、12
与 15 年生和 15 与 20 年生的林下枯落物层碳储量均
无显著差异(P>0.05)。4 到 8 年生杨树人工林枯落物
层碳储量增加了 48%, 12 到 15 年生减少了 5.6%, 15
到 20 年生减少了 2%。
3.3 不同林龄杨树人工林土壤有机碳含量和碳储量
土壤碳储量的变动是缓慢的, 但森林土壤碳库
较小幅度的变化就可能影响土壤碳向大气的排放[12]。
本研究中, 随林龄的增加, 不同林龄杨树人工林土
壤碳储量先增加而后下降。4 年生到 8 年生间土壤
碳储量增加最多, 增加了 24.6%。其后杨树人工林土
壤层碳储量呈上下波动, 但波动幅度都不大。杨树
人工林内土壤层有机碳含量在垂直分布上表现出一
定的规律性(见表 5)。随着林龄的增加, 土壤有机碳
含量在 0—10 cm 土层上先增加后减小; 其他各土层
土壤有机碳含量随林龄变化趋势与之基本一致。土
壤有机碳含量随着土层深度的增加而逐渐下降, 但
下降程度有所不同。不同林龄林分内, 0—10 cm 和
10—25 cm、10—25 cm 和 25—40 cm 相邻土壤层次
间有机碳含量差异均达到显著水平(P＜0.05); 25—40
cm 和 40—60 cm、40—60 cm 和 60—80 cm 之间相
邻土壤层次间有机碳含量差异均未达到显著水平
(P>0.05)。不同林龄杨树人工林在 0—40 cm 土壤有
机碳含量急剧减小, 40 cm 后变动幅度较小, 这主要
原因是杨树根系主要集中于 0—50 cm 土层内, 而且
杨树根系活力随土层深度的增加而减小[13]; 另一方
面, 大量的地表枯落物也是表层土壤有机碳的重要
碳源物质。所以, 0—40 cm 土层有机碳含量比 40—
80 cm 土层有机碳含量高的多; 而深层土壤受外界
158 生 态 科 学 33 卷

表 5 不同林龄杨树人工林土壤有机碳含量垂直分布和碳储量
Tab. 5 The vertical distribution and storage of soil organic
carbon of poplar plantation of different stand ages
林龄
/y 土壤层/cm
土壤容重
/(g·cm− 3)
土壤有机碳含量
/(g·kg− 1)
碳储量
/(t·hm− 2)
0—10 1.13 11.63 13.14
10—25 1.22 11.11 20.33
25—40 1.28 10.58 20.31
40—60 1.27 10.26 26.06
60—80 1.23 10.1 24.85
4
合计 104.69
0—10 1.22 13.09 15.97
10—25 1.42 12.2 25.99
25—40 1.47 11.2 24.70
40—60 1.48 11.1 32.86
60—80 1.43 10.81 30.92
8
合计 130.44
0—10 1.26 13.53 17.04
10—25 1.48 12.06 26.77
25—40 1.48 10.78 23.93
40—60 1.48 10.78 31.91
60—80 1.49 10.47 31.2
12
合计 130.85
0—10 1.31 13.37 17.51
10—25 1.37 11.31 23.24
25—40 1.52 11.09 25.29
40—60 1.48 10.71 31.7
60—80 1.36 10.28 27.96
15
合计 125.7
0—10 1.20 13.63 16.36
10—25 1.35 11.79 23.87
25—40 1.47 11.15 24.59
40—60 1.41 11.15 31.44
60—80 1.39 10.94 30.41
20
合计 126.67

环境影响小, 所以变动幅度小。
3.4 不同林龄杨树人工林生态系统的碳储量
森林生态系统是一个有巨大碳汇潜力的系统。方
精云等[14–15]研究表明, 中国森林植被碳蓄积量增加
的主要贡献者是人工林。本研究区各林龄杨树人工林
生态系统碳储量分别为138.33 t·hm− 2、153.65 t·hm− 2、
187.78 t·hm− 2、210.62 t·hm− 2、217.42 t·hm− 2。不同
林龄林分中, 乔木层碳储量所占生态系统碳储量比
重分别23.65%、14.29%、29.16%、39.45%、40.95%, 土

图 1 不同林龄杨树人工林各组分碳储量随林龄变化情况
Fig. 1 Carbon storage variation of each component of
poplar plantation of different stand ages
壤层碳储量所占比重分别为75.68%、84.89%、69.68%、
59.68%、58.26%。林下植被层和枯落物层碳储量很
小, 平均分别占总碳储量的0.22%和0.64%。可见, 土
壤层碳储量和乔木层碳储量是杨树人工林生态系统
中碳储量的主体。造林密度相同时, 随着林龄的增
加, 土壤层碳储量在生态系统总碳储量中所占比重
逐渐减少, 而乔木层碳储量所占比重逐渐升高。杨
树人工林在不同林龄其生态系统碳储量的差异主
要是由乔木层碳储量的差异引起的(见图2)。8年生
和12年生杨树人工林生态系统碳储量的差异是
34.13 t·hm− 2, 而这其中96.1%是由乔木层碳储量的
差异引起的。土壤碳储量差异是0.41 t·hm− 2, 其中只
有1.2%的差异是由土壤层引起的; 同样12年生和15
年生杨树人工林生态系统碳储量差异是22.84 t·hm− 2,
乔木层碳储量增加了28.35 t·hm− 2, 土壤层碳储量减
少了5.15 t·hm− 2; 15年生和20年生杨树人工林生态系
统碳储量差异中87.4%是由乔木层碳储量差异引起
的, 土壤层碳储量差异是0.97 t·hm− 2, 仅占14.3%。
4 结论与讨论
(1) 杨树人工林乔木层碳储量和林木各器官碳
储量均随林龄的增加而总体呈上升趋势。这与落叶
松、杉木不同林龄阶段碳储量的变化情况一致[16-17],
与崔鸿侠等[18]研究的杨树人工林生长过程中的碳储
量动态也相符。在本研究中, 树干碳储量所占比例
最大(平均占65.6%), 且随着林龄增加比例不断增大,
树枝和树根碳储量次之(分别为17.5%, 15.1%), 树叶
碳储量最小(1.8%)。因此, 树干碳储量的增加是杨树
1 期 邢玮, 等. 不同林龄杨树人工林碳储量研究 159

人工林乔木层碳储量增加的主体。随林龄的增加,
乔木层碳储量变化趋势类似于“S”形曲线, 但是由
于20年生以后林分的碳储量资料不足, 尚不能断定
杨树人工林碳储量是否随林龄增加而趋于稳定, 因
此还不能知道是否完全遵从“S”形曲线变化。本研
究8—12年间杨树人工林乔木层碳储量的增量最大,
12年生往后乔木层碳储量的增量逐渐减小。这与徐
宏远等[19]研究的杨树生长规律相符, 杨树生长在12
年后进入生长缓慢期。在林木生长快速期进行合理
经营, 有助于杨树人工林固碳能力达到最优水平。
(2) 在 4 到 12 年间, 林下植被层和枯落物层碳
储量均呈上升趋势, 12 到 20 年间两者碳储量均下
降。枯落物层碳储量变化比林下植被层碳储量变化
更显著, 而且本研究枯落物层碳储量比林下植被层
碳储量大。主要原因是枯落物量受杨树生长特性的
影响较大, 而林下植被层主要受林分郁闭度变化的
影响。本研究地区的杨树在 4 到 12 年间生长迅速,
地表枯落物多; 12 年后杨树生长速度基本保持不变,
枯落物量变动不大; 4 年生林分造林密度比其他林
龄林分造林密度大, 故林龄较小时, 8 年生和 12 年
生林分内林下光照强, 适宜林下植被的生长, 植被
层碳储量增加; 12 到 15 年间, 杨树人工林郁闭, 故
林下植被层碳储量在 12 年生后不断减小。林下植
被层和枯落物层的拦截滞蓄降水功能是森林水源
涵养功能的重要组成部分 [20], 同时也是土壤有机
碳的主要来源 [21], 合理经营和利用林下植被层和
枯落物层, 对增加人工林生态系统的总碳储量具有
重要意义。
(3) 杨树人工林生态系统的碳库主要有乔木层、
土壤层和地被层组成, 其碳储量空间分布排列为:
土壤层>乔木层>地被层(草本和枯落物)。土壤层碳
储量在杨树人工林生态系统碳储量中所占比重最大,
但随着林龄的增加其比例逐渐减小。土壤层碳储量
呈先增大后减小的趋势, 这主要是受地表枯落物输
入的影响。本文土壤层平均碳储量为 94.16 t·hm− 2,
枯落物层平均碳储量为 1.2 t·hm− 2, 低于中国森林土
壤平均碳储量(193.55 t·hm− 2) 和森林生态系统凋落
物层碳储量(8.21 t·hm− 2)[22]。这可能是因为本试验地
东台林场的造林地多为海岸带扩张土地, 土地为滩
涂地, 土壤沙质, 土壤结构相对简单, 较为贫瘠, 缺
乏有机质; 而且东台林场处于黄海之滨, 亚热带边
缘, 湿度高, 使得地表枯落物累积量小, 分解进入
土壤表层的有机质减少。
总之, 杨树人工林在不同发育阶段的碳储量差
异主要是由乔木层碳储量差异引起。本文杨树人工
林平均碳储量为 152.01 t·hm−2, 大于肖春波等[23]不
同年龄水杉人工林生态系统碳储量研究中水杉人
工林的平均碳储量(121.66 t·hm−2), 说明该地区的
杨树人工林有较高的固碳能力。在杨树人工林乔
木层碳储量中 , 又以树干碳储量所占比重最大 ,
所以树干碳储量是杨树人工林乔木层碳储量的主
体。因此, 充分利用杨树生长特性, 并合理经营,
最大限度增加树干碳储量, 有利于显著增加人工
林生态系统碳储量。土壤碳储量虽也是杨树人工
林碳储量的主体, 但是其在生态系统碳储量中所
占比例不断减小, 通过采取合理措施, 维持或增加
土壤碳储量也是提高杨树人工林生态系统碳储量
的有效途径之一。
参考文献
[1] IPCC. 气候变化 2007 综合报告[R]. 政府间气候变化专
门委员会出版, 2008.
[2] 魏远, 张旭东, 江泽平,等. 湖南岳阳地区杨树人工林生
态系统净碳交换季节动态研究[J]. 林业科学研究, 2010,
23(5): 656–665.
[3] 徐新良, 曹明奎, 李克让. 中国森林生态系统植被碳储
量时空动态变化研究[J]. 地理科学进展, 2007, 26(6):
5–7.
[4] 马炜 , 孙玉军 , 郭孝玉 , 等 . 不同林龄长白落叶松人
工林碳储量[J].生态学报, 2010, 30(17): 4659–4667.
[5] 魏文俊 , 王兵 , 白秀兰 . 杉木人工林碳密度特征与
分配规律研究 [J]. 江西农业大学学报 , 2008, 3(1):
73–80.
[6] 文仕知 , 田大伦 , 杨丽丽 , 等 . 桤木人工林的碳密
度、碳库及碳吸存特征 [J]. 林业科学 , 2010, 46(6):
15–21.
[7] 倪健忠. 江苏省 2005—2010 年森林资源动态变化[D].
南京: 南京林业大学, 2012:47.
[8] 方升佐. 中国杨树人工林培育技术研究进展[J]. 应用生
态学报, 2008, 19(10): 2308–2316.
[9] Intergovernmental Panel on Climate Change. 2006 IPCC
guidelines for national greenhouse gas inventories, prepared
by the national greenhouse gas inventories programme[R].
Technical report, Japan, 2006.
[10] 梅莉, 张卓文, 谷加存, 等. 水曲柳和落叶松人工林乔木
层碳、氮储量及分配[J]. 应用生态学报, 2009, 20(8):
160 生 态 科 学 33 卷

1791–1796.
[11] 周国娜, 袁胜亮, 崔书文.不同林分林下植被的多样性特
征及生物量研究 [J]. 湖北农业科学 , 2012, 51(18):
4052–4056.
[12] 万晓华, 黄志群, 何宗明, 等. 阔叶和杉木人工林对土壤
碳氮库的影响比较 [J]. 应用生态学报 , 2013, 24(2):
345–350.
[13] 冯志敏. 杨树丰产郁闭林的营养及根系调控研究[D]. 山
东: 山东农业大学, 2009.
[14] 方精云 , 陈安平 , 赵淑清 , 等 .中国森林生物量的估
算：对 Fang 等 Science 一文(Science, 2001,291：232~
2322)的若干说明 [J]. 植物生态学报 , 2002, 26(2):
243–249.
[15] 方精云, 刘国华, 徐嵩龄. 我国森林植被的生物量和
净生产量[J], 生态学报, 1996, 16(5): 78–86.
[16] 王春梅, 邵彬, 王汝南. 东北地区两种主要造林树种
生 态 系 统 固 碳 潜 力 [J]. 生 态 学 报 , 2010, 30(7):
1764–1772.
[17] 陶玉华 , 冯金朝 , 曹书阁 , 等 . 广西沙塘林场马尾松
和杉木人工林的碳储量研究[J]. 西北农林科技大学学
报:自然科学版, 2012, 40(5): 38–44.
[18] 崔鸿侠 , 唐万鹏 , 胡兴宜 , 等 . 杨树人工林生长过程
中碳储量动态 [J]. 东北林业大学学报 , 2012, 40(2):
47–60.
[19] 徐宏远, 陈章水. 不同密度 I-69 杨树生长规律的研究
[J]. 林业科学研究, 1994, 7(1): 61–66.
[20] 张彪 , 李文华 , 谢高地 , 等 . 北京市森林生态系统的
水源涵养功能 [J]. 生态学报 , 2007, 28(11): 5619–
5624.
[21] 方晰 , 田大伦 , 项文化 , 等 . 杉木人工林土壤有机碳
的垂直分布特征 [J]. 浙江林学院学报 , 2004, 21(4):
418–423.
[22] 周玉荣, 于振良, 赵士洞. 我国主要森林生态系统碳
贮 量 和 碳 平 衡 [J]. 植 物 生 态 学 报 , 2000, 24(5):
518–522.
[23] 肖春波 , 王海 , 范凯峰 , 等 . 崇明岛不同年龄水杉人
工林生态系统碳储量的特点及估测[J], 上海交通大学
学报:农业科学版, 2010, 28(1): 30–34.