全 文 ：第 ３６ 卷第 １２ 期
２０１６年 ６月
生 态 学 报
ＡＣＴＡ ＥＣＯＬＯＧＩＣＡ ＳＩＮＩＣＡ
Ｖｏｌ．３６，Ｎｏ．１２
Ｊｕｎ．，２０１６
ｈｔｔｐ： ／ ／ ｗｗｗ．ｅｃｏｌｏｇｉｃａ．ｃｎ
基金项目：国家林业公益性行业科研专项（２０１１０４００９）； 湖南省高校创新平台建设项目（湘财教字［２０１０］７０号）；长沙市科技局能源研发平台建
设项目（Ｋ１００３００９⁃６１）
收稿日期：２０１５⁃０９⁃２２； 修订日期：２０１６⁃０２⁃２９
∗通讯作者 Ｃｏｒｒｅｓｐｏｎｄｉｎｇ ａｕｔｈｏｒ．Ｅ⁃ｍａｉｌ： ｃｓｕｆｔｔｄｌ＠ １２６．ｃｏｍ
ＤＯＩ： １０．５８４６ ／ ｓｔｘｂ２０１５０９２２１９５２
余蓉， 项文化，宁晨， 罗赵慧．长沙市 ４种人工林生态系统碳储量与分布特征．生态学报，２０１６，３６（１２）：３４９９⁃３５０９．
Ｙｕ Ｒ， Ｘｉａｎｇ Ｗ Ｈ， Ｎｉｎｇ Ｃ， Ｌｕｏ Ｚ Ｈ．Ｃａｒｂｏｎ ｓｔｏｒａｇｅ ａｎｄ ｓｅｑｕｅｓｔｒａｔｉｏｎ ｉｎ ｆｏｕｒ ｕｒｂａｎ ｆｏｒｅｓｔ ｅｃｏｓｙｓｔｅｍｓ ｉｎ Ｃｈａｎｇｓｈａ， Ｈｕｎａｎ．Ａｃｔａ Ｅｃｏｌｏｇｉｃａ Ｓｉｎｉｃａ，２０１６，３６
（１２）：３４９９⁃３５０９．
长沙市 ４种人工林生态系统碳储量与分布特征
余 蓉１，２， 项文化１，２，３，∗，宁 晨１，２， 罗赵慧１，２
１． 中南林业科技大学，长沙 ４１０００４
２． 南方林业生态应用技术国家工程实验室，长沙 ４１０００４
３． 湖南会同杉木林生态系统国家野外科学观测研究站，会同 ４１８３０７
摘要：采用标准地调查和生物量实测方法，研究了长沙市区 ４种人工林生态系统生物量、碳储量及其分布特征。 结果表明：马尾
松林、杉木林、毛竹林和杨树林生态系统生物量分别为 １３５．３９０、１００．５７８、６４．４９７、６３．３８１ ｔ ／ ｈｍ２；林下植被及死地被物层分别为
１８．３７４、２２．３２１、１．８４７ ｔ ／ ｈｍ２和 ２．６０２ ｔ ／ ｈｍ２。 乔木层林木各器官含碳率为 ０．４０５—０．５５１ ｇＣ ／ ｇ，林下植被层为 ０．４２１—０．５１８ ｇＣ ／ ｇ，
死地被物层为 ０．２３０—０．５４５ ｇＣ ／ ｇ，土壤层有机碳含量为 １５．６６９—１９．１６３ ｇ Ｃ ／ ｋｇ。 ４ 种人工林生态系统总碳储量为 ２０８．６７１、
１７６．７２３、１４９．１６８ ｔ ／ ｈｍ２和 １６４．７３５ ｔ ／ ｈｍ２，其中植被层为 ３２．７８９—６７．８６６１ ｔ ／ ｈｍ２；死地被物层为 ０．３９４—６．１６３ ｔ ／ ｈｍ２；土壤层为
１３４．６４２、１１６．９１１、１１５．９８５ ｔ ／ ｈｍ２和 １２６．８６０ ｔ ／ ｈｍ２。 ４种森林年净固碳量为 １５．１６７ ｔ ｈｍ－２ ａ－１，固定 ＣＯ２量 ５５．６０２ ｔ ｈｍ
－２ ａ－１。 研究
结果可为深入研究城市森林碳平衡提供基础数据。
关键词：生物量； 碳含量； 碳储量； 城市人工林； 长沙市
Ｃａｒｂｏｎ ｓｔｏｒａｇｅ ａｎｄ ｓｅｑｕｅｓｔｒａｔｉｏｎ ｉｎ ｆｏｕｒ ｕｒｂａｎ ｆｏｒｅｓｔ ｅｃｏｓｙｓｔｅｍｓ ｉｎ Ｃｈａｎｇｓｈａ，
Ｈｕｎａｎ
ＹＵ Ｒｏｎｇ１，２， ＸＩＡＮＧ Ｗｅｎｈｕａ１，２，３，∗，ＮＩＮＧ Ｃｈｅｎ１，２， ＬＵＯ Ｚｈａｏｈｕｉ１，２
１ Ｃｅｎｔｒａｌ Ｓｏｕｔｈ Ｕｎｉｖｅｒｓｉｔｙ ｏｆ Ｆｏｒｅｓｔｒｙ ａｎｄ Ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ， Ｃｈａｎｇｓｈａ ４１０００４， Ｃｈｉｎａ
２ Ｎａｔｉｏｎａｌ Ｅｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇ Ｌａｂｏｒａｔｕｒｙ ｆｏｒ Ａｐｐｌｉｅｄ Ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ ｏｆ Ｆｏｒｅｓｔｒｙ ＆ Ｅｃｏｌｏｇｙ ｉｎ Ｓｏｕｔｈ Ｃｈｉｎａ， Ｃｈａｎｇｓｈａ， ４１０００４， Ｃｈｉｎａ
３ Ｎａｔｉｏｎａｌ Ｋｅｙ Ｓｔａｔｉｏｎ ｆｏｒ Ｆｉｅｌｄ Ｓｃｉｅｎｔｉｆｉｃ ｏｂｓｅｒｖａｔｉｏｎ ＆ Ｅｘｐｅｒｉｍｅｎｔ， Ｈｕｉｔｏｎｇ ４１８３０７， Ｃｈｉｎａ
Ａｂｓｔｒａｃｔ： Ｆｏｒｅｓｔｓ ａｒｅ ｉｍｐｏｒｔａｎｔ ｃｏｎｔｒｉｂｕｔｏｒｓ ｔｏ ｔｈｅ ｇｌｏｂａｌ ｃａｒｂｏｎ （Ｃ） ｃｙｃｌｅ ｂｅｃａｕｓｅ ｔｈｅｙ ｓｔｏｒｅ ｌａｒｇｅ ｑｕａｎｔｉｔｉｅｓ ｏｆ Ｃ ｉｎ ｔｈｅ
ｖｅｇｅｔａｔｉｏｎ ａｎｄ ｓｏｉｌ， ａｎｄ ｅｘｃｈａｎｇｅ ＣＯ２ａｃｔｉｖｅｌｙ ｗｉｔｈ ｔｈｅ ａｔｍｏｓｐｈｅｒｅ ｔｈｒｏｕｇｈ ｐｈｏｔｏｓｙｎｔｈｅｓｉｓ ａｎｄ ｒｅｓｐｉｒａｔｉｏｎ． Ｕｒｂａｎ ｆｏｒｅｓｔｓ ａｒｅ
ａ ｃｒｉｔｉｃａｌ ｐａｒｔ ｏｆ ｇｒｅｅｎ ｉｎｆｒａｓｔｒｕｃｔｕｒｅ ｔｈａｔ ｎｏｔ ｏｎｌｙ ｍａｉｎｔａｉｎｓ ｔｈｅ ｈｅａｌｔｈ ａｎｄ ｑｕａｌｉｔｙ ｏｆ ｌｉｆｅ ｉｎ ｔｈｅ ｃｉｔｉｅｓ， ｂｕｔ ａｌｓｏ ｐｒｏｖｉｄｅｓ
ｍａｎｙ ｅｃｏｓｙｓｔｅｍ ｓｅｒｖｉｃｅｓ， ｓｕｃｈ ａｓ Ｃ ｓｅｑｕｅｓｔｒａｔｉｏｎ ｉｎ ｕｒｂａｎ ａｒｅａｓ． Ｉｎ ｔｈｅ ｐｒｅｓｅｎｔ ｓｔｕｄｙ， ｔｈｅ ｑｕａｎｔｉｔｙ ａｎｄ ｄｉｓｔｒｉｂｕｔｉｏｎ ｏｆ
ｖｅｇｅｔａｔｉｏｎ ｂｉｏｍａｓｓ， Ｃ ｃｏｎｔｅｎｔ ａｎｄ Ｃ ｓｔｏｒａｇｅ ｗｅｒｅ ｉｎｖｅｓｔｉｇａｔｅｄ ｉｎ ｆｏｕｒ ｔｙｐｅｓ ｏｆ ｆｏｒｅｓｔｓ （Ｍａｓｓｏｎ ｐｉｎｅ ｆｏｒｅｓｔｓ， Ｃｈｉｎｅｓｅ ｆｉｒ
ｆｏｒｅｓｔｓ， Ｂａｍｂｏｏ ｆｏｒｅｓｔｓ， ａｎｄ Ｐｏｐｌａｒ ｆｏｒｅｓｔｓ） ｉｎ Ｃｈａｎｇｓｈａ Ｃｉｔｙ， Ｈｕｎａｎ Ｐｒｏｖｉｎｃｅ． Ｔｈｅ Ｃ ｓｅｑｕｅｓｔｒａｔｉｏｎ ｃａｐａｃｉｔｙ ｗａｓ ａｌｓｏ
ｅｓｔｉｍａｔｅｄ ｆｏｒ ｔｈｅ ｆｏｕｒ ｆｏｒｅｓｔ ｅｃｏｓｙｓｔｅｍｓ． Ｔｈｅ ｒｅｓｕｌｔｓ ｓｈｏｗｅｄ ｔｈａｔ ｔｈｅ ｂｉｏｍａｓｓ ｏｆ ｏｖｅｒｓｔｏｒｙ ｖｅｇｅｔａｔｉｏｎ ｗａｓ １３５．３９０， １００．５７８，
６４．４９７， ａｎｄ ６３．３８１ ｔ ／ ｈｍ２ ｉｎ ｍａｓｓｏｎ ｐｉｎｅ， Ｃｈｉｎｅｓｅ ｆｉｒ， ｂａｍｂｏｏ ａｎｄ ｐｏｐｌａｒ ｆｏｒｅｓｔｓ， ｒｅｓｐｅｃｔｉｖｅｌｙ． Ｓｔｅｍ ｈａｄ ｔｈｅ ｈｉｇｈｅｓｔ，
ｗｈｅｒｅａｓ ｆｉｎｅ ｒｏｏｔ ｈａｄ ｔｈｅ ｌｏｗｅｓｔ ｐｒｏｐｏｒｔｉｏｎ ｏｆ ｏｖｅｒｓｔｏｒｙ ｂｉｏｍａｓｓ ａｍｏｎｇ ｔｈｅ ｄｉｆｆｅｒｅｎｔ ｏｒｇａｎｓ ｆｏｒ ａｌｌ ｅｘａｍｉｎｅｄ ｆｏｒｅｓｔｓ． Ｔｈｅ
ｂｉｏｍａｓｓ ｗａｓ １８．３７４， ２２．３２１， １．８４７， ａｎｄ ２．６０２ ｔ ／ ｈｍ２ ｉｎ ｕｎｄｅｒｓｔｏｒｙ ｖｅｇｅｔａｔｉｏｎ ａｎｄ ｌｉｔｔｅｒ ｌａｙｅｒｓ ｉｎ ｍａｓｓｏｎ ｐｉｎｅ， Ｃｈｉｎｅｓｅ
ｆｉｒ， ｂａｍｂｏｏ， ａｎｄ ｐｏｐｌａｒ ｆｏｒｅｓｔｓ， ｒｅｓｐｅｃｔｉｖｅｌｙ． Ｏｎ ａｖｅｒａｇｅ， Ｃ ｃｏｎｔｅｎｔ ｗａｓ ｆｏｕｎｄ ｉｎ ｔｈｅ ｒａｎｇｅ ｏｆ ０．４０５—０．５５１ ｇＣ ／ ｇ ｉｎ
ｈｔｔｐ： ／ ／ ｗｗｗ．ｅｃｏｌｏｇｉｃａ．ｃｎ
ｏｖｅｒｓｔｏｒｙ ｖｅｇｅｔａｔｉｏｎ ｗｉｔｈ ｓｐｅｃｉｆｉｃａｌｌｙ ｒａｎｇｉｎｇ ｏｆ ０．４０５—０．５１６， ０．４５８—０．５０９， ０．４０５—０．５２７， ａｎｄ ０．４５４—０．５５１ｇＣ ／ ｇ ｉｎ
ｍａｓｓｏｎ ｐｉｎｅ， Ｃｈｉｎｅｓｅ ｆｉｒ， ｂａｍｂｏｏ， ａｎｄ ｐｏｐｌａｒ ｆｏｒｅｓｔｓ， ｒｅｓｐｅｃｔｉｖｅｌｙ． Ａｖｅｒａｇｅ Ｃ ｃｏｎｔｅｎｔ ｒａｎｇｅｄ ｂｅｔｗｅｅｎ ０．４２１—０．５１８ ｇＣ ／ ｇ
ｉｎ ｕｎｄｅｒｓｔｏｒｙ ｖｅｇｅｔａｔｉｏｎ， ０．２３０—０．５４５ ｇＣ ／ ｇ ｉｎ ｌｉｔｔｅｒ ｌａｙｅｒ， ａｎｄ １５．６６９—１９．１６３ ｇＣ ／ ｇ ｉｎ ｔｈｅ ｓｏｉｌ． Ｔｈｅ Ｃ ｃｏｎｔｅｎｔ ｏｆ ｓｏｉｌｓ
ｕｎｄｅｒ ｔｈｅ ｆｏｕｒ ｆｏｒｅｓｔ ｔｙｐｅｓ ｄｅｃｒｅａｓｅｄ ｗｉｔｈ ｉｎｃｒｅａｓｉｎｇ ｓｏｉｌ ｄｅｐｔｈ． Ｔｈｅ ｔｏｔａｌ Ｃ ｓｔｏｒａｇｅ ｗａｓ ２０８．６７， １７６．７２３， １４９．１７ ａｎｄ
１６４．７４ ｔ ／ ｈｍ２ ｉｎ ｍａｓｓｏｎ ｐｉｎｅ， Ｃｈｉｎｅｓｅ ｆｉｒ， ｂａｍｂｏｏ， ａｎｄ ｐｏｐｌａｒ ｆｏｒｅｓｔ ｅｃｏｓｙｓｔｅｍｓ， ｒｅｓｐｅｃｔｉｖｅｌｙ． Ｏｆ ｗｈｉｃｈ， ｔｈｅ ｌａｒｇｅｓｔ
ｐｒｏｐｏｒｔｉｏｎ ｏｆ ｔｈｅ ｔｏｔａｌ Ｃ ｓｔｏｒａｇｅ ｗａｓ ｆｏｕｎｄ ｉｎ ｔｈｅ ｓｏｉｌｓ ｔｈａｔ ｃｏｎｔａｉｎｅｄ １３４．６４， １１６．９１， １１５．９９， ａｎｄ １２６．８６ ｔ ／ ｈｍ２ ｉｎ ｔｈｅ
ｃｏｒｒｅｓｐｏｎｄｉｎｇ ｆｏｕｒ ｆｏｒｅｓｔ ｔｙｐｅｓ， ｒｅｓｐｅｃｔｉｖｅｌｙ． Ｔｈｅ ｎｅｘｔ ｗａｓ ｖｅｇｅｔａｔｉｏｎ ｃｏｍｐｏｎｅｎｔ ｔｈａｔ ｃｏｎｔａｉｎｅｄ ３３．９７６， ４７．８７１， ３２．６３２，
ａｎｄ ６６．３４６ ｔ ／ ｈｍ２ ｉｎ ｔｈｅ ｆｏｕｒ ｓｔｕｄｉｅｄ ｆｏｒｅｓｔｓ． Ｔｈｅ ｌｉｔｔｅｒ ｌａｙｅｒ ａｃｃｏｕｎｔｅｄ ｆｏｒ ｔｈｅ ｌｅａｓｔ ｐｅｒｃｅｎｔａｇｅ ｏｆ ｔｈｅ ｔｏｔａｌ Ｃ ｓｔｏｒａｇｅ ｆｏｒ ｔｈｅ
ｆｏｕｒ ｅｘａｍｉｎｅｄ ｆｏｒｅｓｔ ｔｙｐｅｓ ｗｉｔｈ ａ ｒａｎｇｅ ｏｆ ０．３９—６．１６ ｔ ／ ｈｍ２ ． Ｏｎ ａｖｅｒａｇｅ， ｔｈｅ ａｎｎｕａｌ Ｃ ｓｅｑｕｅｓｔｒａｔｉｏｎ ｉｎ ｔｈｅ ｆｏｕｒ ｆｏｒｅｓｔ
ｅｃｏｓｙｓｔｅｍｓ ｗａｓ ３．９６９， ３．４２０， ６．０１９， ａｎｄ １．７５９ ｔ ｈｍ－２ ａ－１ ｗａｓ ｉｎ ｍａｓｓｏｎ ｐｉｎｅ， Ｃｈｉｎｅｓｅ ｆｉｒ， ｂａｍｂｏｏ， ａｎｄ ｐｏｐｌａｒ ｆｏｒｅｓｔｓ，
ｒｅｓｐｅｃｔｉｖｅｌｙ． Ｔｈｅ ｔｏｔａｌ Ｃ ｓｅｑｕｅｓｔｒａｔｉｏｎ ｃａｐａｃｉｔｙ ｉｎ ｔｈｅ ｆｏｕｒ ｆｏｒｅｓｔ ｅｃｏｓｙｓｔｅｍｓ （１５．１６７ ｔ ｈｍ－２ ａ－１） ｗａｓ ｒｏｕｇｈｌｙ ｅｑｕａｌ ｔｏ
５５．６０２ ｔ ｈｍ－２ ａ－１ ｏｆ ＣＯ２ ｆｉｘａｔｉｏｎ ｉｎ ｔｈｅ ｓｔｕｄｙ ｓｉｔｅ． Ｏｕｒ ｒｅｓｕｌｔｓ ｄｅｍｏｎｓｔｒａｔｅ ｔｈｅ ｓｉｇｎｉｆｉｃａｎｃｅ ｏｆ ｕｒｂａｎ ｆｏｒｅｓｔ ｅｃｏｓｙｓｔｅｍｓ ｉｎ
ｃａｒｂｏｎ ｓｅｑｕｅｓｔｒａｔｉｏｎ ｔｏ ｍｉｔｉｇａｔｅ ｃｌｉｍａｔｅ ｃｈａｎｇｅ． Ｔｈｅ ｒｅｓｕｌｔｓ ｐｒｏｖｉｄｅ ａ ｓｃｉｅｎｔｉｆｉｃ ｂａｓｉｓ ａｎｄ ｒｅｆｅｒｅｎｃｅ ｆｏｒ ｕｒｂａｎ ｆｏｒｅｓｔ ｐｌａｎｎｉｎｇ
ａｎｄ ｍａｎａｇｅｍｅｎｔ ａｎｄ ａｎ ａｃｃｕｒａｔｅ ｅｓｔｉｍａｔｉｏｎ ｏｆ Ｃ ｂａｌａｎｃｅｓ ｉｎ ｕｒｂａｎ ｆｏｒｅｓｔ ｅｃｏｓｙｓｔｅｍｓ．
Ｋｅｙ Ｗｏｒｄｓ： ｂｉｏｍａｓｓ； ｃａｒｂｏｎ ｃｏｎｔｅｎｔ； ｃａｒｂｏｎ ｓｔｏｒａｇｅ； ｕｒｂａｎ ｆｏｒｅｓｔ； Ｃｈａｎｇｓｈａ Ｃｉｔｙ
全球气候变化已经威胁到全球生物及其赖以生存的生态环境，影响着人类的生存与可持续发展。 温室效
应和气候变暖的加剧，使森林碳汇问题越来越受到人们的重视［１⁃５］。 全球森林生态系统每年的净碳汇为（２．４±
０．４）ＰｇＣ［６］。 因此，开展森林生态系统碳平衡动态研究，对于科学预测森林对全球碳平衡和气候变化的作用
具有重要意义［７⁃１０］，并已成为气候变化科学研究领域和国际社会关注的热点［１１⁃１４］。
城市化是一个国家现代化水平的重要标志，是人类文明进步的必然结果。 近年来，由于城市化水平的快
速推进，生态环境问题日益突出，有许多市城区空气中 ＣＯ２含量已超过自然界大气中 ＣＯ２正常含量 ３００ ｍｇ ／ ｋｇ
的指标［１５］，生态环境的恶化已经受到普遍关注。 城市森林作为城市生态系统的重要组成部分，在改善和维持
城市的生态环境，促进人与自然协调、满足社会可持续发展等方面的作用突出，尤其是城市森林的固碳作用，
倍受国内外学者的关注，并取得相关的研究成果［１６⁃２１］。 尽管城市森林在降低大气 ＣＯ２浓度，提高城市环境质
量方面有重要的作用，但目前学术界对城市森林资源的碳储量和碳密度动态研究较少［２２］。 因此，在当前城市
土地与森林资源紧缺的情况下，对城市森林碳汇功能的研究就显得尤为重要。
城市森林的碳储量是评价城市森林功能的重要的指标之一［２３］。 本文则以占长沙市区森林面积约 ８０％的
马尾松、杉木、毛竹和杨树人工林生态系统［２４］为研究对象，利用标准地调查和生物量实测方法，研究了长沙市
４种主要人工林生态系统的生物量、生产力、碳含量、碳储量及空间分布格局，可为长沙市及湖南省城市森林
碳平衡的深入研究提供基础数据，为湖南省城市森林合理规划布局提供科学依据。
１ 试验区概况与研究方法
１．１ 试验区概况
试验区设在湖南省长沙市西区。 地理位置 １１１°５３′—１１４°１５′Ｅ，２７°５１′—２８°４１′Ｎ。 全市地势东西两端高
耸，中部低平。 海拔在 １００ ｍ左右，年均气温 １７．２℃，年降水量 １３６０ ｍｍ，相对湿度 ８０％，气候为典型的亚热带
大陆性季风气候。 土壤以红壤为主，地带性植被为亚热带常绿阔叶林，原生植被所剩无几，现有植被以人工林
为主。 森林资源中马尾松林、杉木林、毛竹林所占面积居大，分别为有林地面积的 ３５． ８２％、３１． ９０％、
１０．１０％［２４］。 试验区的马尾松林、杉木林为 １年生苗木造林；杨树林为 １年生插条造林；毛竹林为 １—２年生种
竹造林。
００５３ 生 态 学 报 ３６卷
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１．２ 研究方法
１．２．１ 标准地设置
由于研究对象为城市人工林，因此尽可能地考虑到林分周边环境的影响。 标准地选择在试验区不同森林
类型的中间部位。 在马尾松、杉木、杨树林分内各设置 ２０ ｍ×３３．３ ｍ的标准地 ３块，共 ９块。 分别对标准地内
的林木进行每木检尺，实测林木胸径、树高等测树因子，根据每木检尺结果，计算出各树种的平均胸径和平均
树高。 为保护资源，砍伐标准木受限，只能在不同森林类型的标准地内各选出平均木 １ 株，各 ３ 株，３ 种林分
共选标准木 ９株。
由于毛竹林是一种异龄林，年龄是林分结构的重要特征，因此依据管护人员记载的栽植时间，并结合对毛
竹年龄的判别方法，在试验区的毛竹林分内，选出 ５ 年生毛竹的株数占据了 ５０％—６０％以上的竹林进行设置
２０ ｍ×３３．３ ｍ的标准地 ３块，在标准地内只调查记录 ５年生毛竹的株数、胸径、竹高等因子。 其他年龄毛竹不
计入其内。 经计算后，各选出平均竹 １株，共选 ５年生标准竹 ３株。 各标准地林分特征见表 １。
表 １ 各标准地林分结构特征
Ｔａｂｌｅ １ Ｓｔａｎｄ ｓｔｒｕｃｔｕｒｅ ｃｈａｒａｃｔｅｒｉｓｔｉｃｓ ｏｆ ｓａｍｐｌｅ ｐｌｏｔ
类型
Ｆｏｒｅｓｔ ｔｙｐｅｓ
年龄 ／ ａ
Ａｇｅ
密度 ／ （株 ／ ｈｍ２）
Ｄｅｎｓｉｔｙ
胸径 ／ ｃｍ
ＤＢＨ
树高 ／ ｍ
Ｔｒｅｅ ｈｅｉｇｈｔ
均值 标准差 均值 标准差 均值 标准差
林下主要植物
Ｆｏｒｅｓｔｓ ｍａｉｎｌｙ ｐｌａｎｔ
尾松林
Ｐｉｎｕｓ ｍａｓｓｏｎｉａｎａ １６ ２８００ １８０．２８ １３．６３ ３．６８ １４．５３ ３．６８
金樱子 Ｒｏｓａ ｌａｅｖｉｇａｔａ Ｍｉｃｈｘ；白栎
Ｑｕｅｒｃｕｓｆａｂｒｉ Ｈａｎｃｅ；鳞毛蕨 Ｄｒｙｏｐｔｅｒｉｓ
ｓｉｍａｓａｋｉｉ；五节芒 Ｍｉｓｃａｎｔｈｕｓ
ｆｌｏｒｉｄｕｌｕｓ
杉木林
Ｃｕｎｎｉｎｇｈａｍｉａ
ｌａｎｃｅｏｌａｔａ
１４ ２４００ ３６０．５６ １２．６３ ２．４０ １７．０３ ０．５６
山矾 Ｓｙｍｐｌｏｃｏｓ ｃａｕｄａｔａ；金樱子 Ｒｏｓａ
ｌａｅｖｉｇａｔａ Ｍｉｃｈｘ；莎草
Ｃｙｐｅｒｕｓｒｏｔｕｎｄｕｓ； 铁 线 蕨 Ａｄｉａｎｔｕｍ
Ｃａｐｉｌｌｕｓ⁃ｖｅｎｅｒｉｓ
杨树林 Ｐｏｐｌａｒ １７ ６００ ２０．００ １７．３７ ０．８５ １１．４１ ０．２１
构树 Ｂｒｏｕｓｓｏｎｅｔｉａ ｐａｐｙｒｉｆｅｒａ；空心泡
Ｒｕｂｕｓｒｏｓａｅｆｏｌｉｕｓ；白苏 Ｐｅｒｉｌｌａ
ｆｒｕｔｅｓｃｅｎｓ；牛膝草 Ｈｙｓｓｏｐｕｓ ｏｆｆｉｃｉｎａｌｉｓ
毛竹林
Ｐｈｙｌｌｏｓｔａｃｈｙｓ ｅｄｕｌｉｓ ５ ２９００ ４５．８３ １０．３１ ０．４５ １１．４１ ０．１０
野鸭椿 Ｅｕｓｃａｐｈｉｓ ｊａｐｏｎｉｃａ；油茶
ＣａｍｅｌｌｉａｏｌｅｉｆｅｒａＡｂｅｌ；翠云草
Ｓｅｌａｇｉｎｅｌｌａ ｕｎｃｉｎａｔａ；
牛膝 Ａｃｈｙｒａｎｔｈｅｓ ｂｉｄｅｎｔａｔａ Ｂｌｕｍｅ
１．２．２ 生物量测定
采用“分层切割法”测量马尾松、杉木、杨树和毛竹地上器官生物量。 将各标准木从根干（茎）交界处伐倒
后，以 １ ｍ为区分段，截取各段的树干（竹竿）、树枝、树叶并分别称其鲜重，各采取样品 １．０ ｋｇ。
根系采用“分层挖掘法”测量地下生物量。 马尾松、杉木、杨树标准木按树冠投影区域，以 ０．５ ｍ 为一层，
并按根系粗度级（根桩、大根直径＞０．５ ｃｍ、粗根直径 ０．２—０．５ ｃｍ、细根直径＜０．２ ｃｍ）分层挖取，分别不同粗度
级根系称量鲜重，同时采取样品 １．０ ｋｇ；在毛竹标准竹周围 ０．５ ｍ×０．５ ｍ范围内挖出地下所有的鞭根，按竹蔸、
竹鞭、侧根、须根分别称量鲜重，同时采取样品 １．０ ｋｇ。 将采集的各器官样品，带会实验室，置于 １０５℃烘箱杀
青 ５ ｍｉｎ后，再于 ８０℃烘至恒重，求其含水率，推算其生物量，计算标准木（竹）各器官生物量。
在各标准地内设置灌木层样方（２ ｍ×２ ｍ）和草本层样方（１ ｍ×１ ｍ）各 ３ 块，以及死地被物层小样方
（１ ｍ×１ ｍ）３块，记录每个样方内的灌木和草本植物种类后，均采用“样方收获法”测定生物量。 灌木植物和
草本植物均按地上器官和地下根系分别称其鲜重，并各取样 １．０ ｋｇ。 死地被物层则分为未分解、半分解、已分
解层分别称鲜重，各取样 １．０ ｋｇ，将样品带回实验室，置于 ８０℃烘箱烘至恒重，求其含水率，推算其生物量。
１０５３ １２期 余蓉 等：长沙市 ４种人工林生态系统碳储量与分布特征
ｈｔｔｐ： ／ ／ ｗｗｗ．ｅｃｏｌｏｇｉｃａ．ｃｎ
１．２．３ 土壤样品采集
在各标准地内，划出对角线，在对角线的中间部位，布设 ４ 个采样点，挖土壤剖面，按 ０—２０、２０—４０、４０—
６０ ｃｍ土层，分别采取土样 ５００ ｇ，共采土样 １４４个。 将样品带回实验室，去除石砾和根系等杂物，风干后粉碎，
过 ２ ｍｍ筛，以备测定有机碳含量用。 在采集土壤样品同时，用 １００ ｃｍ３环刀取样，置于 １０５℃烘至恒重，测定
土壤容重。
１．２．４ 碳含量测定
所有植物和土壤样品的有机碳含量，均采用重铬酸钾⁃水合加热法测定。
１．３ 数据处理与计算
用 Ｅｘｃｅｌ及 ＳＰＳＳ软件对实验数据进行整理和分析。 数据显著性检验采用单因素方差分析（ＡＮＯＶＡ）和
最小显著差异法（ＬＳＤ），对不同类型林分生物量及碳储量进行了比较，显著性水平设定为 α＝ ０．０５。
１．３．１ 林分生物量计算
林分乔木层生物量（ｔ ／ ｈｍ２）＝单株林木生物量（３株标准木的平均值）× 林分株数（毛竹林仅为
５年生毛竹的株数）
灌木层生物量（ｔ ／ ｈｍ２）＝所有灌木植物地上部分生物量＋地下部分生物量
草本层生物量（ｔ ／ ｈｍ２）＝所有草本植物地上部分生物量＋地下部分生物量
死地被物层生物量（ｔ ／ ｈｍ２）＝未分解层生物量＋半分解层生物量＋已分解层生物量
１．３．２ 林分碳储量计算
乔木层各器官碳储量（ｔ ／ ｈｍ２）＝各器官生物量×各器官碳含量
林分乔木层碳储量（ｔ ／ ｈｍ２）＝乔木层林木各器官碳储量之和
灌木层碳储量（ｔ ／ ｈｍ２）＝各灌木植物碳储量的加权平均值
草本层碳储量（ｔ ／ ｈｍ２）＝各草本植物碳储量的加权平均值
土壤层碳储量（ｔ ／ ｈｍ２）＝土壤容重（ｇ ／ ｃｍ３）×土层深度（ｃｍ）×土壤有机碳含量（ｇ ／ ｋｇ）
林分年净固碳量（ｔ ｈｍ－２ ａ－１）＝林分年净生产力×平均碳含量
折合成 ＣＯ２量＝林分年净固碳量×３．６６６［２５］
２ 结果与分析
２．１ 不同林分的生物量
２．１．１ 不同林分乔木层生物量及其分配
从表 ２可以看出，马尾松林乔木层生物量最高，为 １３５．３９０ ｔ ／ ｈｍ２（Ｐ＜０．０５），其次为杉木林 １００．５７８ ｔ ／ ｈｍ２
（Ｐ＜０．０５），毛竹林和杨树林生物量最低，分别为 ６４．４９７ ｔ ／ ｈｍ２和 ６３．３８１ ｔ ／ ｈｍ２（Ｐ＜０．０５）。 各林分中树干（竹
竿）生物量显著高于其他组织器官（Ｐ＜０．０５），其生物量占总生物量的比例均在 ５０％以上，而细根所占比例却
在 ２％以下。
２．１．２ 灌木层、草本层和死地被物层生物量
由表 ３可知，杨树林林下植被层和死地被物层生物量分别为 ０．８００ ｔ ／ ｈｍ２和 １．８０２ ｔ ／ ｈｍ２。 且草本层略高
于灌木层，但差异不显著（Ｐ＜０．０５），死地被物层生物量显著高于草本层和灌木层（Ｐ＜０．０５）；
杉木林林下植被层生物量为 １４．６８６ ｔ ／ ｈｍ２，且灌木层显著高于草本层（Ｐ＜０．０５），死地被物层生物量为
７．６３５ ｔ ／ ｈｍ２，显著高于草本层（Ｐ＜０．０５） 。
毛竹林林下植被层生物量为 ０．２１４ ｔ ／ ｈｍ２，且灌木层高于草本层（Ｐ＜０．０５），死地被物层生物量为 １．６３３
ｔ ／ ｈｍ２，占林下植被层和死地被物层生物量的 ８８．４１％；
马尾松林林木下层生物量为 １８． ３７４ ｔ ／ ｈｍ２，其中灌木层生物量 （ ２． ０６４ ｔ ／ ｈｍ２ ） 显著高于草本层
２０５３ 生 态 学 报 ３６卷
ｈｔｔｐ： ／ ／ ｗｗｗ．ｅｃｏｌｏｇｉｃａ．ｃｎ
（０．９５０ ｔ ／ ｈｍ２） （Ｐ＜０．０５），死地被物层生物量为 １５．３６０ ｔ ／ ｈｍ２，显著高于灌木层和草本层（Ｐ＜０．０５）。
表 ２ 不同林分乔木层的生物量及分配比例
Ｔａｂｌｅ ２ Ｓｔａｎｄ ｂｉｏｍａｓｓ ａｎｄ ｉｔｓ ｄｉｓｔｒｉｂｕｔｉｏｎ ｒａｔｉｏ ｉｎ ｏｒｇａｎｓ ｆｏｒ ｄｉｆｆｅｒｅｎｔ ｆｏｒｅｓｔ ｔｙｐｅｓ
林分类型
Ｆｏｒｅｓｔ ｔｙｐｅ
干（竿）
Ｓｔｅｍ
枝
Ｂｒａｎｃｈ
叶
Ｌｅａｆ
细根（须根）
Ｆｉｂｒｉｌ ｒｏｏｔ
粗根（侧根）
Ｌａｔｅｒａｌ ｒｏｏｔ
大根（竹鞭）
Ｒｈｉｚｏｍｅｓ
根头（竹蔸）
Ｓｔｕｍｐ
合计
Ｔｏｔａｌ
林分生物量 杨树林 Ｐｏｐｌａｒ ４２．０４１ａ±１８．１５７ ５．７９０ｂ±０．９９０ ４．０５９ｂ±０．３７９ １．１４５ｂ±０．３３７ ２．０７７ｂ±０．０４４ ２．８０２ｂ±０．０５８ ５．４６７ｂ±３．３８５ ６３．３８１Ａ±２２．５６１
Ｆｏｒｅｓｔ ｔｙｐｅ
ｂｉｏｍａｓｓ ／
（ ｔ ／ ｈｍ２）
杉木林
Ｃｕｎｎｉｎｇｈａｍｉａ
ｌａｎｃｅｏｌａｔａ
７０．５３６ａ±３．１００ ９．０１６ｂ±３．２１０ ６．８３７ｂ±１．４５５ １．２３２ｃ±０．２３２ ２．３２２ｃ±０．４４７ ３．５５４ｃ±０．６８０ ７．０８１ｂ±１．３４５ １００．５７８Ｂ±４．７２１
毛竹林
Ｐｈｙｌｌｏｓｔａｃｈｙｓ ｅｄｕｌｉｓ ３９．７８５ａ±１１．９５４ ８．３２４ｂ±４．０６０ ５．４７４ｂ±５．１９４ １．１９９ｃ±０．３５０ １．５３２ｃ±０．５９５ ２．８２８ｃ±０．５５６ ５．３５５ｂ±０．０４３ ６４．４９７Ａ±１８．０５０
马尾松林
Ｐｉｎｕｓ ｍａｓｓｏｎｉａｎａ ６７．９７１ａ±１．０３１ ３１．５９６ｂ±８．２５０ ２１．５０２ｃ±４．４６８ ０．４８７ｄ±０．１０５ ０．９３１ｄ±０．０７４ ４．７２４ｄｆ±０．１６３ ８．１７９ｆ±０．２５３ １３５．３９０Ｃ±１２．４０１
分配比例 杨树林 Ｐｏｐｌａｒ ６６．３３ ９．１３ ６．４０ １．８１ ３．２８ ４．４２ ８．６３ １００
Ｒａｔｉｏ ／ ％ 杉木林 Ｃｕｎｎｉｎｇｈａｍｉａ ｌａｎｃｅｏｌａｔａ ７０．１３ ８．９６ ６．８０ １．２３ ２．３１ ３．５３ ７．０４ １００
毛竹林 Ｐｈｙｌｌｏｓｔａｃｈｙｓ ｅｄｕｌｉｓ ６１．６８ １２．９１ ８．４９ １．８６ ２．３８ ４．３８ ８．３０ １００
马尾松林 Ｐｉｎｕｓ ｍａｓｓｏｎｉａｎａ ５０．２０ ２３．３４ １５．８８ ０．３６ ０．６９ ３．４９ ６．０４ １００
表中数据为均值±标准差； 不同小写字母表示同一林分不同器官生物量差异显著（Ｐ＜０．０５）； 不同大写字母表示不同林分间生物量差异显著（Ｐ＜０．０５）
表 ３ 林下植被层和死地被物层生物量及分配
Ｔａｂｌｅ ３ Ｂｉｏｍａｓｓ ａｎｄ ｉｔｓ ｄｉｓｔｒｉｂｕｔｉｏｎ ｒａｔｉｏ ｉｎ ｕｎｄｅｒｇｒｏｗｔｈ ａｎｄ ｌｉｔｔｅｒ ｌａｙｅｒ
层次 Ｌａｙｅｒ 杨树林Ｐｏｐｌａｒ
杉木林
Ｃｕｎｎｉｎｇｈａｍｉａ
ｌａｎｃｅｏｌａｔａ
毛竹林
Ｐｈｙｌｌｏｓｔａｃｈｙｓ
ｅｄｕｌｉｓ
马尾松林
Ｐｉｎｕｓ
ｍａｓｓｏｎｉａｎａ
灌木层生物量 Ｓｈｒｕｂ ｌａｙｅｒ ｂｉｏｍａｓｓ ／ （ ｔ ／ ｈｍ２）
（比例 Ｒａｔｉｏ ／ ％）
０．３７０ａ±０．０４３
（１４．２２）
９．７０３ａ±１．０４１
（４３．４７）
０．１６８ａ±０．１６２
（９．１０）
２．０６４ａ±０．１７９
（１１．２３）
草本层生物量 Ｈｅｒｂ ｌａｙｅｒ ｂｉｏｍａｓｓ ／ （ ｔ ／ ｈｍ２）
（比例 Ｒａｔｉｏ ／ ％）
０．４３０ａ±０．０２９
（１６．５３）
４．９８３ｂ±１．０６９
（２２．３２）
０．０４６ｂ±０．００５
（２．４９）
０．９５０ｂ±０．０９５
（５．１７）
死地被物层
Ｌｉｔｔｅｒ ｌａｙｅｒ
未分解生物量 ／ （ ｔ ／ ｈｍ２）
Ｕｎ⁃ｄｅｃｏｍｐｏｓｅｄ
０．４１８±０．１７７ ３．１９２±０．４７１ ０．７６５±０．０２６ ８．０７２±７．４２７
半分解 ／ （ ｔ ／ ｈｍ２）
Ｓｅｍｉ⁃ｄｅｃｏｍｐｏｓｅｄ
１．１０５±０．００８ ２．７４０±１．３７２ ０．５０７±０．３７５ ４．１６８±０．４０８
已分解 ／ （ ｔ ／ ｈｍ２）
Ｄｅｃｏｍｐｏｓｅｄ
０．２７９±０．０２２ １．７０３±０．７２０ ０．３６１±０．１６３ ３．１２１±０．５８３
小计 Ｓｕｍ生物量 ／ （ ｔ ／ ｈｍ２）
（比例 Ｒａｔｉｏ ／ ％）
１．８０２ｂ±０．４４２
（６９．２５）
７．６３５ａ±０．７６４
（３４．２１）
１．６３３ｃ±０．２０５
（８８．４１）
１５．３６０ｃ±２．６０９
（８３．６０）
合计 Ｔｏｔａｌ ／ （ ｔ ／ ｈｍ２） ２．６０２ ２２．３２１ １．８４７ １８．３７４
表中数据为均值±标准差
２．２ 植被层和死地被物层碳素含量
２．２．１ 乔木层林木各器官碳素含量
从乔木层林木各器官碳含量可以看出（表 ４），杨树各器官碳含量在 ０．４５４—０．５５１ ｇＣ ／ ｇ 之间，以树干碳含
量最高，细根最低；杉木各器官碳含量在 ０．４５８—０．５０９ ｇＣ ／ ｇ，以枝碳含量最低，叶最高；毛竹各器官碳含量在
０．４０５—０．５２７ ｇＣ ／ ｇ，竹枝碳含量最高，须根最低；马尾松各器官碳含量在 ０．４０５—０．５１６ ｇＣ ／ ｇ，以粗根最低，树干
最高。 表明树种不同，碳含量不同，而且器官不同，碳含量亦不相同。
２．２．２ 灌木层、草本层和死地被物层碳含量
由表 ５可知，杨树林灌木层碳含量最高，为 ０．５１８ ｇＣ ／ ｇ，马尾松林次之，为 ０．５１２ ｇＣ ／ ｇ，毛竹林最低，为
０．４８４ ｇＣ ／ ｇ； 而草本层碳含量却以马尾松林最高，为 ０．４８３ ｇＣ ／ ｇ，杨树林其次，为 ０．４７８ ｇＣ ／ ｇ，杉木林最低，为
０．４２１ ｇＣ ／ ｇ。 不同森林类型的林下植被碳含量均表现为灌木层＞草本层；死地被物层碳含量中，除毛竹林碳含
量较低外（平均碳含量为 ０．２４４ ｇＣ ／ ｇ），其他森林类型死地被物层平均碳含量在 ０．３９７—０．５１７ ｇＣ ／ ｇ之间。
３０５３ １２期 余蓉 等：长沙市 ４种人工林生态系统碳储量与分布特征
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２．３ 土壤层碳含量
由表 ６表明，杨树林土壤有机碳含量在 １２．３４０—２３．１６１ ｇ Ｃ ／ ｋｇ之间，并随着土层深度的增加，土壤有机碳
含量逐渐减小，且 ０—２０ ｃｍ土壤有机碳含量与 ４０—６０ ｃｍ土层间存在显著差异（Ｐ＜０．０５）；杉木林土壤有机碳
含量在 ７．６５０—２０．３５４ ｇ Ｃ ／ ｋｇ之间，以表层土（０—２０ｃｍ）最高，占 ０—６０ｃｍ 土层碳含量的 ４９．７４６％，并且随土
层加深，各层次均表现出显著下降的趋势（Ｐ＜０．０５）；毛竹林土壤有机碳含量为 １１．７８３—２１．９１３ｇ Ｃ ／ ｋｇ，且 ２０—
４０ ｃｍ和 ４０—６０ ｃｍ间无显著差异（Ｐ＞０．０５），但均显著低于表土层（Ｐ＞０．０５）；马尾松林土壤有机碳含量为
１０．２９９—２２．４１０ ｇ Ｃ ／ ｋｇ，且垂直分布规律与毛竹林相似。 由方差分析结果表明，４种林分土壤有机碳平均含量
在 １５．６６９—１９．１６３ ｇ Ｃ ／ ｋｇ范围内，以杨树林最高，毛竹林和马尾松林次之，杉木林最低，但差异并不显著（Ｐ＞
０．０５）。
表 ４ 不同林木各器官碳素含量（ｇＣ ／ ｇ）
Ｔａｂｌｅ ４ Ｃａｒｂｏｎ ｃｏｎｔｅｎｔｓ ｏｆ ｄｉｆｆｅｒｅｎｔ ｏｒｇａｎｓ ｉｎ ｄｉｆｆｅｒｅｎｔ ｆｏｒｅｓｔ ｔｙｐｅｓ
林木
Ｆｏｒｅｓｔ ｔｙｐｅ
干（竿）
Ｓｔｅｍ
枝
Ｂｒａｎｃｈ
叶
Ｌｅａｆ
细根（须根）
Ｆｉｂｒｉｌ ｒｏｏｔ
粗根（侧根）
Ｌａｔｅｒａｌ ｒｏｏｔ
大根（竹鞭）
Ｒｈｉｚｏｍｅｓ
根头（竹蔸）
Ｓｔｕｍｐ
平均值
Ａｖｅｒａｇｅ
杨树 Ｐｏｐｌａｒ ０．５５１±０．０９９ ０．５４７±０．１３９ ０．５０１±０．０６２ ０．４５４±０．０１６ ０．４７６±０．０２６ ０．５１２±０．０３１ ０．４８６±０．０３２ ０．５０４
杉木 Ｃｕｎｎｉｎｇｈａｍｉａ ｌａｎｃｅｏｌａｔａ ０．４７６±０．０７１ ０．４５８±０．１０２ ０．５０９±０．０４３ ０．４７４±０．０７８ ０．４７６±０．０５６ ０．４７８±０．０６３ ０．４６２±０．１０５ ０．４７６
毛竹 Ｐｈｙｌｌｏｓｔａｃｈｙｓ ｅｄｕｌｉｓ ０．５１２±０．１０２ ０．５２７±０．２０３ ０．４９９±０．１７９ ０．４０５±０．１１５ ０．４６６±０．０９４ ０．５０６±０．０８７ ０．４６７±０．１０６ ０．４８３
马尾松 Ｐｉｎｕｓ ｍａｓｓｏｎｉａｎａ ０．５１６±０．１２４ ０．４７６±０．０２５ ０．４４６±０．０７７ ０．５０６±０．０６１ ０．４０５±０．０２９ ０．４６６±０．０７４ ０．４６７±０．１０２ ０．４６９
表中数据为均值±标准差；最后一列平均值为加权平均值
表 ５ 不同林分林下植被层和死地被物层碳含量（ｇＣ ／ ｇ）
Ｔａｂｌｅ ５ Ｃａｒｂｏｎ ｃｏｎｔｅｎｔｓ ｏｆ ｕｎｄｅｒ ｇｒｏｗｔｈ ａｎｄ ｌｉｔｔｅｒ ｌａｙｅｒ ｉｎ ｄｉｆｆｅｒｅｎｔ ｆｏｒｅｓｔ ｔｙｐｅｓ
林型
Ｆｏｒｅｓｔ ｔｙｐｅ
灌木层
Ｓｈｒｕｂ ｌａｙｅｒ
草本层
Ｈｅｒｂ ｌａｙｅｒ
死地被物层 Ｌｉｔｔｅｒ ｌａｙｅｒ
未分解
Ｕｎｒｅｃｏｍｐｅｎｓｅｄ
半分解
Ｓｅｍｉ⁃ｄｅｃｏｍｐｏｓｅｄ
已分解
Ｄｅｃｏｍｐｏｓｅｄ
平均值
Ａｖｅｒａｇｅ
杨树林 Ｐｏｐｌａｒ ０．５１８±０．０７２ ０．４７８±０．０７３ ０．４７９±０．０２３ ０．５４５±０．０６１ ０．５２８±０．０９８ ０．５１７±０．０２３
杉木林 Ｃｕｎｎｉｎｇｈａｍｉａ ｌａｎｃｅｏｌａｔａ ０．５０７±０．０６１ ０．４２１±０．１３０ ０．４９２±０．０３６ ０．４３４±０．１００ ０．４５８±０．０８７ ０．４６１±０．０２０
毛竹林 Ｐｈｙｌｌｏｓｔａｃｈｙｓ ｅｄｕｌｉｓ ０．４８４±０．０３２ ０．４７４±０．０３９ ０．２３０±０．００３ ０．２４９±０．０１４ ０．２５３±０．０１４ ０．２４４±０．００８
马尾松林 Ｐｉｎｕｓ ｍａｓｓｏｎｉａｎａ ０．５１２±０．０２６ ０．４８３±０．０８２ ０．４０２±０．０９８ ０．４３７±０．１７０ ０．３５３±０．９２０ ０．３９７±０．０２８
表中数据为均值±标准差
表 ６ 不同林分土壤有机碳含量（ｇ Ｃ ／ ｋｇ）
Ｔａｂｌｅ ６ Ｓｏｉｌ ｃａｒｂｏｎ ｃｏｎｔｅｎｔ ｉｎ ｄｉｆｆｅｒｅｎｔ ｆｏｒｅｓｔ ｔｙｐｅｓ
林分
Ｆｏｒｅｓｔ ｔｙｐｅ ０—２０ｃｍ ２０—４０ｃｍ ４０—６０ｃｍ
加权平均值
Ｗｅｉｇｈｔｅｄ Ｍｅａｎｓ
杨树林
Ｐｏｐｌａｒ
２３．１６１ａＡ±４．３３９
（１．１６１）
１６．８８７ａｂＡ±４．０７１
（１．２３７）
１２．３４０ｂＡ±３．１０５
（１．２６３）
１９．１６３Ａ±５．７８０
（１．２２０）
杉木林
Ｃｕｎｎｉｎｇｈａｍｉａ ｌａｎｃｅｏｌａｔａ
２０．３５４ａＡ±０．９３２
（１．４００）
１２．９１２ｂＡ±０．６３４
（１．４３７）
７．６５０ｃＢ±１．０４４
（１．５００）
１５．６６９Ａ±５．５８１
（１．４４６）
毛竹林
Ｐｈｙｌｌｏｓｔａｃｈｙｓ ｅｄｕｌｉｓ
２１．９１３ａＡ±３．７９０
（１．０９３）
１５．５８７ｂＡ±２．２４５
（１．１８４）
１１．７８３ｂＡ±１．２６３
（１．３１７）
１７．７７４Ａ±４．９８９
（１．１９８）
马尾松林
Ｐｉｎｕｓ ｍａｓｓｏｎｉａｎａ
２２．４１０ａＡ±０．５９２
（１．４１７）
１３．４３８ｂＡ±１．３７４
（１．４９０）
１０．２９９ｂＡＢ±０．９７２
（１．５１０）
１７．１４０Ａ±５．５１６
（１．４７２）
表中数据为均值±标准差；括号内数据为土壤容重； 同行相同小写字母表示同一森林类型不同土层间有机碳含量差异不显著（Ｐ＞０．０５）；同
列不同大写字母表示不同森林类型间和相同土层间有机碳含量差异显著（Ｐ＜０．０５）
２．４ 森林生态系统碳储量及空间分布
２．４．１ 不同林分乔木层碳储量
表 ７可以看出，马尾松林乔木层总碳储量最高，为 ６６．３４６ ｔ ／ ｈｍ２，显著高于其他森林类型（Ｐ＜０．０５），其次
为杉木林 ４７．８７１ ｔ ／ ｈｍ２（Ｐ＜０．０５），最低为杨树林和竹林分别为 ３３．９７６ ｔ ／ ｈｍ２和 ３２．６３２ ｔ ／ ｈｍ２（Ｐ＜０．０５），且杨树
４０５３ 生 态 学 报 ３６卷
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林和竹林总碳储量间没有显著差异（Ｐ＞０．０５）。
４种林分的树干（竿）碳储量均为最高，且显著高于其他器官（Ｐ＜０．０５），均占乔木层总碳储量的 ５２％以
上。 其次为树枝，占 ８．５０４％—２２．６４９％，细根（须根）均为最低，为 ０．２４６—０．５８４ ｔ ／ ｈｍ２，仅占 ２％以下。
从表 ７还可以看出，４种林分地上部分碳储量主要集中在树干（竿），除马尾松外，其他林分的枝和叶碳储
量间均无显著差异（Ｐ＞０．０５）；地下部分主要集中在根头（竹蔸）内，除杨树林外，根头（竹蔸）碳储量均显著高
于细根、粗根和大根（Ｐ＜０．０５）。
表 ７ 不同林分乔木层碳储量（ｔ ／ ｈｍ２）
Ｔａｂｌｅ ７ Ｃａｒｂｏｎ ｓｔｏｒａｇｅ ｏｆ ｄｉｆｆｅｒｅｎｔ ｏｒｇａｎｓ ｉｎ ｄｉｆｆｅｒｅｎｔ ｆｏｒｅｓｔ ｔｙｐｅｓ
林木
Ｆｏｒｅｓｔ ｔｙｐｅ
干±竿
Ｓｔｅｍ
枝
Ｂｒａｎｃｈ
叶
Ｌｅａｆ
细根（须根）
Ｆｉｂｒｉｌ ｒｏｏｔ
粗根（侧根）
Ｌａｔｅｒａｌ ｒｏｏｔ
大根（竹鞭）
Ｒｈｉｚｏｍｅｓ
根头（竹蔸）
Ｓｔｕｍｐ 合计 Ｔｏｔａｌ
杨树林 Ｐｏｐｌａｒ ２３．１７７ａ±１０．０１０ ３．１６４ｂ±０．５４１ ２．０３１ｂ±０．１８９ ０．５２０ｂ±０．１５３ ０．９８８ｂ±０．０２１ １．４３５ｂ±０．０３０ ２．６５９ｂ±１．６４６ ３３．９７６Ａ±１２．２７７
杉木林
Ｃｕｎｎｉｎｇｈａｍｉａ ｌａｎｃｅｏｌａｔａ ３３．６０３ａ±１．４７７ ４．１２９ｂ±１．４７０ ３．４８２ｂ±０．７４１ ０．５８４ｃ±０．１１０ １．１０５ｃ±０．２１３ １．６９９ｃ±０．３２５ ３．２６８ｂ±０．６２１ ４７．８７１Ｂ±２．２１３
毛竹林 Ｐｈｙｌｌｏｓｔａｃｈｙｓ ｅｄｕｌｉｓ ２０．３８５ａ±６．１２５ ４．３８３ｂ±２．７３５ ２．７３２ｂ±２．０２６ ０．４８６ｃ±０．１４２ ０．７１４ｃ±０．２７７ １．４３１ｃ±０．２８１ ２．５０２ｂ±０．０２０ ３２．６３２Ａ±９．２１７
马尾松林 Ｐｉｎｕｓ ｍａｓｓｏｎｉａｎａ ３５．０８０ａ±０．５３２ １５．０２７ｂ±３．９２４ ９．５９４ｃ±１．９９４ ０．２４６ｄ±０．０５３ ０．３７７ｄ±０．０３０ ２．２００ｄｆ±０．０７６ ３．８２１ｆ±０．１１８ ６６．３４６Ｃ±５．８２３
表中数据为均值±标准差；同行不同小写字母表示差异显著（Ｐ＜０．０５）；同列相同大写字母表示差异不显著（Ｐ＞０．０５）
２．４．２ 森林生态系统碳储量及空间分布
由表 ８可以看出，杨树林生态系统碳储量为 １６４．７３５ ｔ ／ ｈｍ２，其中土壤层为 １２６．８６０ ｔ ／ ｈｍ２，占系统总碳储
量的 ７７．０１％，且显著高于其他层次碳储量（Ｐ＜０．０５）；植被层碳储量为 ３６．９２５ ｔ ／ ｈｍ２，占 ２２．４１％；死地被物层
为 ０．９５０ ｔ ／ ｈｍ２，仅占 ０．５８％。
表 ８ 森林生态系统碳储量及空间分布（ｔ ／ ｈｍ２）
Ｔａｂｌｅ ８ Ｃａｒｂｏｎ ｓｔｏｒａｇｅ ａｎｄ ｄｉｓｔｒｉｂｕｔｉｏｎ ｆｏｒ ｄｉｆｆｅｒｅｎｔ Ｆｏｒｅｓｔ ｔｙｐｅｓ
层次 Ｌａｙｅｒ
林分 Ｆｏｒｅｓｔ ｔｙｐｅ
杨树林
Ｐｏｐｌａｒ
杉木林
Ｃｕｎｎｉｎｇｈａｍｉａ
ｌａｎｃｅｏｌａｔａ
毛竹林
Ｐｈｙｌｌｏｓｔａｃｈｙｓ
ｅｄｕｌｉｓ
马尾松林
Ｐｉｎｕｓ ｍａｓｓｏｎｉａｎａ
乔木层 Ａｒｂｏｒｏｕｓ ｌａｙｅｒ ３３．９７６ａＡ ± １２．２２７ ４７．８７１ａＢ ± ２．２１３ ３２．６３２ａＡ ± ９．２１７ ６６．３４６ａＣ ± ５．８２３
灌木层 Ｓｈｒｕｂ ｌａｙｅｒ ２．６３９ｂＡ ± ０．３５４ ５．７６６ｂＢ ± ０．７９５ ０．１３３ｂＣ ± ０．０１４ １．０６１ｂＣ ± ０．０９３
草本层 Ｈｅｒｂ ｌａｙｅｒ ０．３１０ｃＡ ± ０．０２４ ２．６３７ｃＢ ± ０．６１４ ０．０２４ｂＣ ± ０．００３ ０．４５９ｂＡ ± ０．００３
植被层 Ｖｅｇｅｔａｂｌｅ ｌａｙｅｒ 小计 Ｓｕｍ ３６．９２５ ± １８．８０１ ５６．２７４ ± ２５．６５３ ３２．７８９ ± １８．７９５ ６７．８６６ ± ３７．８６７
死地被物层 Ｌｉｔｔｅｒ ｌａｙｅｒ 未分解 Ｕｎｄｅｒ⁃ｃｏｍｐｏｓｅｄ ０．２００ ± ０．０８５ １．５６９ ± ０．２３２ ０．１７６ ± ０．００８ ３．２４３ ± ２．９８４
半分解 Ｓｅｍｉ⁃ｄｅｃｏｍｐｏｓｅｄ ０．６０２ ± ０．００４ １．１９０ ± ０．５９６ ０．１２６ ± ０．００９ １．８２０ ± ０．１７８
已分解 Ｄｅ⁃ｃｏｍｐｏｓｅｄ ０．１４７ ± ０．０１１ ０．７７９ ± ０．３３０ ０．０９２ ± ０．００９ １．１０１ ± ０．２０６
小计 Ｓｕｍ ０．９５０ｃＡ ± ０．２２０ ３．５３８ｂｃＢ ± ０．４９６ ０．３９４ｃＡ ± ０．０４３ ６．１６３ｃＣ ± １．７７１
土壤层 Ｓｏｉｌ ｌａｙｅｒ ／ ｃｍ ０—２０ ５４．１０６ ± １３．２５８ ５６．９９７ ± ２．８２５ ４８．０２７ ± ９．４２３ ６３．４９３ ± ０．５９２
２０—４０ ４１．５８０ ± ８．７４０ ３６．９４４ ± ２．２８０ ３７．０４６ ± ６．８２８ ４０．０４６ ± １．３７４
４０—６０ ３１．１７４ ± ７．９２８ ２２．９７０ ± ３．４１３ ３０．９１２ ± １．６５２ ３１．１０２ ± ０．９７２
小计 Ｓｕｍ １２６．８６０ｄＡＢ ± １１．４８２ １１６．９１１ｄＡ ± １７．１０４ １１５．９８５ｄＡ ± ８．６７１ １３４．６４２ｄＢ ± １６．７２８
合计 Ｔｏｔａｌ １６４．７３５ＡＢ ± ６２．７８８ １７６．７２３Ａ ± ５６．４８１ １４９．１６８Ｂ ± ５７．９０１ ２０８．６７１Ｃ ± ６６．０９０
表中数据为均值±标准差； 同列不同小写字母表示相同林型不同层次碳储量差异显著（Ｐ＜０．０５）； 同行相同大写字母表示不同林型碳储量
差异不显著（Ｐ＞０．０５）
杉木林生态系统总碳储量为 １７６．７２３ ｔ ／ ｈｍ２，其中土壤层碳储量为 １１６．９１１ ｔ ／ ｈｍ２，占系统总碳储量的
６６．１６％；植被层为 ５６．２７４ ｔ ／ ｈｍ２，占 ３１．８４％，且灌木层碳储量显著高于草本层（Ｐ＜０．０５）；死地被物层为 ３．５３８
ｔ ／ ｈｍ２，占生态系统碳储量的 ２．００％。
毛竹林生态系统碳储量为 １６４． ７３５ ｔ ／ ｈｍ２，其中土壤层碳储量为 １１５． ９８５ ｔ ／ ｈｍ２，占系统总碳储量的
５０５３ １２期 余蓉 等：长沙市 ４种人工林生态系统碳储量与分布特征
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７７．７６％；植被层为 ３２．７８９ ｔ ／ ｈｍ２，占 ２１．９８％，且灌木层和草本层碳储量间无显著差异（Ｐ＞０．０５）；死地被物层碳
储量为 ０．３９４ ｔ ／ ｈｍ２，仅占 ０．２６％。
马尾松林生态系统碳储量为 ２０８．６７１ ｔ ／ ｈｍ２，其中土壤层碳储量为 １３４．６４２ ｔ ／ ｈｍ２，占系统总碳储量的
６４．５２％；植被层为 ６７．８６６ ｔ ／ ｈｍ２，占 ３２．５２％，且乔木层碳储量显著高于灌木层和草本层（Ｐ＜０．０５），但灌木层和
草本层间无显著差异（Ｐ＞０．０５）；死地被物层碳储量为 ６．１６３ ｔ ／ ｈｍ２，只占 ２．９６％。
从表 ８还可以看出，４种森林生态系统总碳储量以马尾松林最高（Ｐ＜０．０５），竹林最低，其碳储量的空间分
布格局均为：土壤层＞植被层＞死地被物层。
２．４．３ ４种森林类型年净固碳量
由表 ９可看出，长沙市 ４种人工林乔木层净初级生产力为 ３１．５９７ ｔ ｈｍ－２ ａ－１。 其中，毛竹林净初级生产力
最高，为 １２．４６１ ｔ ｈｍ－２ ａ－１，其次为马尾松林和杉木林，分别为 ８．４６２ ｔ ｈｍ－２ ａ－１和 ７．１８４ ｔ ｈｍ－２ ａ－１，以杨树林
３．４９０ ｔ ｈｍ－２ ａ－１最低。 ４种林分的年净固碳量约为 １５．１６７ ｔ ｈｍ－２ ａ－１，以毛竹林最高，为 ６．０１９ ｔ ｈｍ－２ ａ－１，马尾
松林和杉木林相近，分别为 ３．９６９ ｔ ｈｍ－２ ａ－１和 ３．７２１ ｔ ｈｍ－２ ａ－１，最低的是杨树林，为 １．７５８ ｔ ｈｍ－２ ａ－１。 ４种林分
折合成 ＣＯ２量为 ５５．６０２ ｔ ｈｍ
－２ ａ－１。 其中，毛竹林最高，约为马尾松林、杉木林的 ２倍，杨树林的 ３．４倍。
表 ９ 长沙市 ４种人工林类型乔木层生产力与年净固碳量
Ｔａｂｌｅ ９ Ｐｒｏｄｕｃｔｉｖｉｔｙ ａｎｄ ａｎｎｕａｌ ｎｅｔ ｃａｒｂｏｎ ａｃｃｕｍｕｌａｔｉｏｎ ｏｆ ｆｏｕｒ ｄｉｆｆｅｒｅｎｔ ａｒｔｉｆｉｃｉａｌ ｆｏｒｅｓｔｓ ｉｎ Ｃｈａｎｇｓｈａ
林型
Ｆｏｒｅｓｔ ｔｙｐｅ
净初级生产力
Ｎｅｔ ｐｒｉｍａｒｙ ｐｒｏｄｕｃｔｉｖｉｔｙ ／
（ ｔ ｈｍ－２ ａ－１）
年净固碳量
Ａｎｎｕａｌ ｎｅｔ ｃａｒｂｏｎ
ａｃｃｕｍｕｌａｔｉｏｎ ／
（ ｔ ｈｍ－２ ａ－１）
折合成 ＣＯ２量
ＣＯ２ ａｃｃｕｍｕｌａｔｉｏｎ ／
（ ｔ ｈｍ－２ ａ－１）
杨树林 Ｐｏｐｌａｒ ３．４９０ １．７５９ ６．４４８
杉木林 Ｃｕｎｎｉｎｇｈａｍｉａ ｌａｎｃｅｏｌａｔａ ７．１８４ ３．４２０ １２．５３８
毛竹林 Ｐｈｙｌｌｏｓｔａｃｈｙｓ ｅｄｕｌｉｓ １２．４６１ ６．０１９ ２２．０６６
马尾松林 Ｐｉｎｕｓ ｍａｓｓｏｎｉａｎａ ８．４６２ ３．９６９ １４．５５０
合计 Ｔｏｔａｌ ３１．５９７ １５．１６７ ５５．６０２
２．４．４ ４种人工林生态系统碳总储量
依据长沙市森林资源数据，推算了长沙市 ４ 种人工林生态系统的碳总储量，并列于表 １０。 可以看出，长
沙市 ４种人工林面积为 ３６８１９５．５０ ｈｍ２，总碳储量为 ６８６８．３５万 ｔ，其中以栽植面积大的马尾松林和杉木林的总
碳储量最高，占 ４种人工林生态系统总碳储量的 ８８．０４％。
表 １０ 长沙市 ４种人工林生态系统碳总储量
Ｔａｂｌｅ １０ Ｔｏｔａｌ ｃａｒｂｏｎ ｓｔｏｒａｇｅ ｉｎ ｆｏｕｒ ａｒｔｉｆｉｃｉａｌ ｆｏｒｅｓｔ ｅｃｏｓｙｓｔｅｍｓ ｉｎ Ｃｈａｎｇｓｈａ
林分类型
Ｆｏｒｅｓｔ ｔｙｐｅ
森林面积
／ ｈｍ２
碳储量
／ （ ｔ ／ ｈｍ２）
总碳储量
／ （ ×１０４ ｔ）
占百分比 ／ ％
马尾松林 Ｐｉｎｕｓ ｍａｓｓｏｎｉａｎａ １６０３５２．００ ２０８．６７ ３３４６．０７ ４８．７１
杉木林 Ｃｕｎｎｉｎｇｈａｍｉａ ｌａｎｃｅｏｌａｔａ １５２８５２．１０ １７６．７２ ２７０１．２０ ３９．３３
杨树林 Ｐｏｐｌａｒ ４９０．８０ １６４．７４ ８．０９ ０．１２
毛竹林 Ｐｈｙｌｌｏｓｔａｃｈｙｓ ｅｄｕｌｉｓ ５４５００．６０ １４９．１７ ８１２．９９ １１．８４
合计 Ｔｏｔａｌ ３６８１９５．５０ ６９９．３０ ６８６８．３５ １００．００
３ 讨论
３．１ 林分生物量
生物量是森林生态系统最基本的数量特征之一，也是研究森林碳储量和碳平衡的基础。 本文所测得 １７
年生杨树林生物量为 ６３．３８ ｔ ／ ｈｍ２，高于天津 １３ 年生杨树林 ４５．４３ ｔ ／ ｈｍ２ ［２６］，分别低于天津 ２１ 年生和贵阳市
６０５３ 生 态 学 报 ３６卷
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２５年生杨树林 １００．１７ ｔ ／ ｈｍ２和 １０５．３６ ｔ ／ ｈｍ２ ［２６，２７］。 同时，１６年生马尾松林生物量为 １３５．３９０ ｔ ／ ｈｍ２，分别高于
长沙南区 １３年生和广西隆林县 １４年生马尾松林 ６３．４２ ｔ ／ ｈｍ２和 １１４．９５ ｔ ／ ｈｍ２ ［１９，２８］。 表明生物量是随林分年
龄的增大而增加，这与前人的研究结果［２９⁃３１］相一致。
本研究的 １４年生杉木林生物量 １００．５７８ ｔ ／ ｈｍ２，略高于会同 １４ 年生杉木林 ９７．１８６ ｔ ／ ｈｍ２ ［３２］，而低于大岗
山 １６年生杉木林 １４８．３０３ ｔ ／ ｈｍ２ ［３３］。 同时毛竹林生物量为 ６４．４７９ ｔ ／ ｈｍ２，却与福建永春毛竹林 ６４．７４９ ｔ ／
ｈｍ２ ［３４］近似，但低于四川长宁毛竹林 ８７．３８ ｔ ／ ｈｍ２ ［３５］。
上述表明，林龄、地域、气候、立地条件及林分类型均是影响森林生物量的重要因素。
３．２ 林木的碳含量
林木的含碳率是估算森林碳储量必须的基本参数。 以往研究表明，估算森林碳储量有的专家学者采用国
际上常用的转换系数 ０．５ ｇ Ｃ ／ ｇ［２０，２２，３６］。 有的采用实测和分析林木的含碳率，本文则采用后者对长沙市 ４ 种
森林类型的含碳率进行了测定和分析，而与本研究相关的有：马尾松含碳率为 ０． ４２９—０．５４１［１９］、０． ４４６—
０．５１６［２７］、０．４７５—０．５５９ ｇＣ ／ ｇ和 ０．５１０—０．５２６ ｇ Ｃ ／ ｇ［３７］，本文测得 ０．４０５—０．５１６ ｇＣ ／ ｇ；杉木：０．４９９—０．６１７［２７］、
０．４７４—０．５３３［３７］、 ０． ４４９—０． ５３２［３８］、 ０． ４５８—０． ５０９ ｇＣ ／ ｇ［３９］，本研究为 ０． ４５８—０． ５０９ ｇＣ ／ ｇ；杨树： ０． ４２８—
０．４４１［２３］、０． ４１９—０． ４７５［２６］、０． ５０５—０． ５６８［２７］、０． ４２３—０． ４５６ ｇ Ｃ ／ ｇ［３７］，本文测得 ０． ４５４—０． ５５１ ｇＣ ／ ｇ；毛竹：
０．４６２—０．４８１［３５］、０． ４４５—０． ４９９［４０］、 ０． ４５１—０． ５３１［４１］、 ０． ４２２—０． ４７５［４２］、 ０． ４６８—０． ５２１ ｇ Ｃ ／ ｇ［４３］，本研究为
０．４０５—０．５２７ ｇＣ ／ ｇ。 虽然上述各研究结果接近，但还是存在差异，而且各个器官的含碳率大小顺序也不尽相
同。 表明林木的含碳率随种类和器官不同而不同，同一种类在不同区域其含碳率也不相同，且与常用转换系
数也存在差异。 因此，为了科学准确计算森林碳汇，有必要分区域分林种实测含碳率。
３．３ 森林的碳储量及其分配格局
本研究的马尾松林生态系统碳储量为 ２０８． ６７１ ｔ ／ ｈｍ２，低于方晰等的广西武宣县马尾松林 ２７６． ６３ ｔ ／
ｈｍ２ ［４４］，而巫涛等的长沙南区马尾松林 １５９．９３ ｔ ／ ｈｍ２ ［１９］、陶玉华等的柳州市马尾松林 １８０．７００ ｔ ／ ｈｍ２ ［２０］、宁晓
波等的贵阳市马尾松林 １６５．３７ ｔ ／ ｈｍ２ ［２７］，均小于本研究；同时本研究的杉木林碳储量为 １７６．７２３ ｔ ／ ｈｍ２，而陶
玉华等的柳州市杉木林 １２４．８００ ｔ ／ ｈｍ２ ［２０］、林雯等的广州市杉木林 １６５．７１０ ｔ ／ ｈｍ２ ［３８］、肖复明等的会同县杉木
林 １５０．１９０ ｔ ／ ｈｍ２ ［４０］，均小于本研究。
本文的杨树林碳储量为 １６４．７３５ ｔ ／ ｈｍ２，低于贵阳市杨树林 １８８．４９０ ｔ ／ ｈｍ２ ［２７］，而高于天津 １３年生和 ２１年
生杨树林 １２１．０３０ ｔ ／ ｈｍ２和 １２１．７２０ ｔ ／ ｈｍ２ ［２６］。
刘应芳等的蜀南竹海毛竹林碳储量为 １０５．０７０ ｔ ／ ｈｍ２ ［４１］，周国模等的浙江临安毛竹林 １０６．３６２ ｔ ／ ｈｍ２ ［４３］，
均低于本研究的毛竹林 １４９．１６８ ｔ ／ ｈｍ２，但张蕊等的四川长宁毛竹林 １５６．５７０ ｔ ／ ｈｍ２ ［３５］、肖复明等的会同县毛
竹林 １６６．３４０ ｔ ／ ｈｍ２ ［４０］、王兵等的大岗山毛竹林 ２２６．７５０ ｔ ／ ｈｍ２ ［４２］却高于本研究。
上述表明，各地马尾松、杉木、杨树、毛竹林生态系统的碳储量均存在差异，这可能与不同研究区的气候条
件、林分密度、立地条件及经营方式有关。 但各研究区不同森林类型的碳储量分布格局是一致的，即：土壤层
＞植被层＞枯落物层。
３．４ 森林的碳汇能力
由表 １１可以看出，本文马尾松林固碳量高于长沙市南区马尾松林的 １．６ 倍，与广西马尾松林接近；杉木
林固碳量高于广州市杉木林 １．５倍，与湖南会同杉木林一致；杨树林固碳量高于天津杨树林 １．２ 倍和 １．５ 倍；
毛竹林固碳量高于浙江和江西 １．２倍和 １．４倍，但却低于湖南会同毛竹林 １．４倍。 表明森林类型、生长区域以
及经营管理措施等对森林固碳量产生影响。
从表 １１还可以看出，各栽植区的 ４种人工林中，均以毛竹林的固碳能力最强，其固碳能力为马尾松林和
杉木林的 １—３倍，为杨树林的 ３—５倍。 因此，在城市中适度发展毛竹林，有利于保护当地生态环境，并在应
对气候变化中发挥更大的碳汇功能［３５］。
７０５３ １２期 余蓉 等：长沙市 ４种人工林生态系统碳储量与分布特征
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表 １１ 不同森林类型碳汇能力的比较
Ｔａｂｌｅ １１ Ｃｏｍｐａｒｉｓｏｎ ｏｆ ｃａｒｂｏｎ ｓｉｎｋ ｃａｐａｃｉｔｙ ｉｎ ｄｉｆｆｅｒｅｎｔ ｆｏｒｅｓｔ ｅｃｏｓｙｓｔｅｍｓ
林分类型
Ｆｏｒｅｓｔ ｔｙｐｅ
研究地点
Ｒｅｓｅａｒｃｈ ｌｏｃａｔｉｏｎ
固碳量 ／ （ ｔ ｈｍ－２ ａ－１）
Ｎｅｔ ｃａｒｂｏｎ ａｃｃｕｍｕｌａｔｉｏｎ
固定 ＣＯ２量 ／ （ ｔ ｈｍ－２ ａ－１）
Ｎｅｔ ＣＯ２ａｃｃｕｍｕｌａｔｉｏｎ
资料来源
Ｄａｔａ ｓｏｕｒｃｅ
马尾松林 Ｐｉｎｕｓ ｍａｓｓｏｎｉａｎａ 广西 ３．８５ １４．１１ ［４４］
长沙 ２．５０ ９．１６ ［１９］
本文 ３．９７ １４．５５ 本文
杉木林 Ｃｕｎｎｉｎｇｈａｍｉａ ｌａｎｃｅｏｌａｔａ 广州市 ２．３０ ８．４３ ［３８］
湖南会同 ３．１２ １１．４６ ［４５］
湖南会同县 ３．４８ １２．７９ ［４６］
本文 ３．４２ １２．５４ 本文
杨树林 Ｐｏｐｌａｒ 天津 ２．０６２．６９
７．５５
９．８６ ［２６］
本文 １．７６ ６．４５ 本文
毛竹林 Ｐｈｙｌｌｏｓｔａｃｈｙｓ ｅｄｕｌｉｓ 浙江 ５．０８ １８．６２ ［４３］
江西 ４．３０ １５．７７ ［４２］
湖南会同 ８．２９ ３０．４０ ［４６］
本文 ６．０２ ２２．０７ 本文
４ 结论
（１）长沙市杨树林、杉木林、毛竹林和马尾松林生态系统乔木层生物量分别为 ６３．３８１、１００．５７８、６４．４９７、
１３５．３９０ ｔ ／ ｈｍ２；林下植被及死地被物层生物量分别为 ２．６０２、２２．３２１、１．８４７ ｔ ／ ｈｍ２和 １８．３７４ ｔ ／ ｈｍ２。
（２）林木各器官含碳量：马尾松 ０．４０５—０．５１６ ｇＣ ／ ｇ、杉木 ０．４５８—０．５０９ ｇＣ ／ ｇ、杨树 ０．４５４—０．５５１ ｇＣ ／ ｇ、毛
竹 ０．４０５—０．５２７ ｇＣ ／ ｇ。
（３）４种森林生态系统碳储量为：马尾松林 ２０８．６７１ ｔ ／ ｈｍ２、杉木林 １７６．７２３ ｔ ／ ｈｍ２、杨树林 １６４．７３５ ｔ ／ ｈｍ２、
毛竹林 １４９．１６８ ｔ ／ ｈｍ２。 其中植被层分别为 ６７．８６６、５６．２７４、３６．９２５、３２．７８９ ｔ ／ ｈｍ２；死地被物层为 ６．１６３、３．５３８、
０．９５０、０．３９４ ｔ ／ ｈｍ２；土壤层为 １３４．６４２、１１６．９１１、１２６．８６０、１１５．９８５ ｔ ／ ｈｍ２。 碳储量分布格局为土壤层＞植被层＞
死地被物层。
（４）长沙市 ４种人工林的净生产力为马尾松林 ８．４６２ ｔ ｈｍ－２ ａ－１、杉木林 ７．１８４ ｔ ｈｍ－２ ａ－１、杨树林 ３．４９０ ｔ
ｈｍ－２ ａ－１、毛竹林 １２．４６１ ｔ ｈｍ－２ ａ－１；年固碳量和年固定的 ＣＯ２量为马尾松 ３．９６９ ｔ ｈｍ
－２ ａ－１和 １４．５５０ ｔ ｈｍ－２ ａ－１、
杉木林 ３．４２０ ｔ ｈｍ－２ ａ－１和 １２．５３８ ｔ ｈｍ－２ ａ－１、杨树林 １．７５９ ｔ ｈｍ－２ ａ－１和 ６．４４８ ｔ ｈｍ－２ ａ－１、毛竹林 ６．０１９ ｔ ｈｍ－２ ａ－１
和 ２２．０６６ ｔ ｈｍ－２ ａ－１。
（５）长沙市 ４种人工林面积为 ３６８１９５．５０ ｈｍ２，总碳储量为 ６８６８．３５ 万 ｔ，其中马尾松林 ３３４６．０７ 万 ｔ、杉木
林 ２７０１．２０万 ｔ、杨树林 ８．０９万 ｔ、毛竹林 ８１２．９９万 ｔ。 表明长沙市的 ４种人工林的碳吸存功能明显，在维持和
改善市区环境中发挥了较大的作用。 因此减少人为活动对城市森林的干扰，增加城市造林面积，加强保护和
经营管理，提高城市森林的碳汇功能，对缓解城市热岛效应，减缓气候变化负面影响等具有重要意义。
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８０５３ 生 态 学 报 ３６卷
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Ｒ Ｂ， Ｐａｃａｌａ Ｓ Ｗ， ＭｃＧｕｉｒｅ Ａ Ｄ， Ｐｉａｏ Ｓ Ｌ， Ｒａｕｔｉａｉｎｅｎ Ａ， Ｓｉｔｃｈ Ｓ， Ｈａｙｅｓ Ｄ． Ａ ｌａｒｇｅ ａｎｄ ｐｅｒｓｉｓｔｅｎｔ ｃａｒｂｏｎ ｓｉｎｋ ｉｎ ｔｈｅ ｗｏｒｄ′ｓ ｆｏｒｅｓｔｓ． Ｓｃｉｅｎｃｅ，
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９０５３ １２期 余蓉 等：长沙市 ４种人工林生态系统碳储量与分布特征