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摇 摇 摇 摇 摇 生 态 学 报
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基于生物多样性保护的兴安落叶松与白桦最佳混交比例要要要以阿尔山林区为例
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中国能源消费碳排放的时空特征 舒娱琴 渊源怨缘园冤噎噎噎噎噎噎噎噎噎噎噎噎噎噎噎噎噎噎噎噎噎噎噎噎噎
黄土丘陵沟壑区坡面尺度土壤水分空间变异及影响因子 姚雪玲袁傅伯杰袁吕一河 渊源怨远员冤噎噎噎噎噎噎噎噎
新疆艾比湖流域土壤有机质的空间分布特征及其影响因素 王合玲袁张辉国袁秦摇 璐袁等 渊源怨远怨冤噎噎噎噎噎噎
雅鲁藏布江山南宽谷风沙化土地土壤养分和粒度特征 李海东袁沈渭寿袁邹长新袁等 渊源怨愿员冤噎噎噎噎噎噎噎噎
一株溶藻细菌对海洋原甲藻的溶藻效应 史荣君袁黄洪辉袁齐占会袁等 渊源怨怨猿冤噎噎噎噎噎噎噎噎噎噎噎噎噎噎
砷形态对黑藻和竹叶眼子菜有机酸含量的影响 钟正燕袁王宏镔袁王海娟袁等 渊缘园园圆冤噎噎噎噎噎噎噎噎噎噎噎
七项河流附着硅藻指数在东江的适用性评估 邓培雁袁雷远达袁刘摇 威袁等 渊缘园员源冤噎噎噎噎噎噎噎噎噎噎噎噎
杭州湾滨海湿地不同植被类型沉积物磷形态变化特征 梁摇 威袁邵学新袁吴摇 明袁等 渊缘园圆缘冤噎噎噎噎噎噎噎噎
剪形臂尾轮虫形态的时空变化及其与生态因子间的关系 葛雅丽袁席贻龙袁马摇 杰袁等 渊缘园猿源冤噎噎噎噎噎噎噎
太湖流域河流水质状况对景观背景的响应 周摇 文袁刘茂松袁徐摇 驰袁等 渊缘园源猿冤噎噎噎噎噎噎噎噎噎噎噎噎噎
荒漠植物白刺属 源 个物种的生殖分配比较 李清河袁辛智鸣袁高婷婷袁等 渊缘园缘源冤噎噎噎噎噎噎噎噎噎噎噎噎噎
臭氧浓度升高对香樟叶片光合色素及抗过氧化的影响及其氮素响应 牛俊峰袁张巍巍袁李摇 丽袁等 渊缘园远圆冤噎噎
不同密度下凤仙花重要形态性状与花朵数的关系 田旭平袁常摇 洁袁李娟娟袁等 渊缘园苑员冤噎噎噎噎噎噎噎噎噎噎
五种高速公路边坡绿化植物的生理特性及抗旱性综合评价 谭雪红袁高艳鹏袁郭小平袁等 渊缘园苑远冤噎噎噎噎噎噎
散孔材与环孔材树种枝干尧叶水力学特性的比较研究 左力翔袁李俊辉袁李秧秧袁等 渊缘园愿苑冤噎噎噎噎噎噎噎噎
北京城区行道树国槐叶面尘分布及重金属污染特征 戴斯迪袁马克明袁宝摇 乐 渊缘园怨缘冤噎噎噎噎噎噎噎噎噎噎
南亚热带米老排人工林碳贮量及其分配特征 刘摇 恩袁 刘世荣 渊缘员园猿冤噎噎噎噎噎噎噎噎噎噎噎噎噎噎噎噎
植物生活史型定量划分及其权重配置方法要要要以四棱豆生活史型划分为例 赵则海 渊缘员员园冤噎噎噎噎噎噎噎
半干旱区湿地鄄干草原交错带边界判定及其变化 王摇 晓袁张克斌袁杨晓晖袁等 渊缘员圆员冤噎噎噎噎噎噎噎噎噎噎
氮肥运筹对晚播冬小麦氮素和干物质积累与转运的影响 吴光磊袁郭立月袁崔正勇袁等 渊缘员圆愿冤噎噎噎噎噎噎噎
氮肥形态对冬小麦根际土壤氮素生理群活性及无机氮含量的影响 熊淑萍袁车芳芳袁马新明袁等 渊缘员猿愿冤噎噎噎
基于数字相机的冬小麦物候和碳交换监测 周摇 磊袁何洪林袁孙晓敏袁等 渊缘员源远冤噎噎噎噎噎噎噎噎噎噎噎噎噎
黄土高原半湿润区气候变化对冬小麦生长发育及产量的影响 姚玉璧袁王润元袁杨金虎袁等 渊缘员缘源冤噎噎噎噎噎
基于土地破坏的矿区生态风险评价院理论与方法 常摇 青袁邱摇 瑶袁谢苗苗袁等 渊缘员远源冤噎噎噎噎噎噎噎噎噎噎
基于生态位的山地农村居民点适宜度评价 秦天天袁齐摇 伟袁李云强袁等 渊缘员苑缘冤噎噎噎噎噎噎噎噎噎噎噎噎噎
氯虫苯甲酰胺对黑肩绿盲蝽实验种群的影响 杨摇 洪袁王摇 召袁金道超 渊缘员愿源冤噎噎噎噎噎噎噎噎噎噎噎噎噎远 种植物次生物质对斜纹夜蛾解毒酶活性的影响 王瑞龙袁孙玉林袁梁笑婷袁等 渊缘员怨员冤噎噎噎噎噎噎噎噎噎噎
云南元江芒果园桔小实蝇成虫日活动规律及空间分布格局 叶文丰袁李摇 林袁孙来亮袁等 渊缘员怨怨冤噎噎噎噎噎噎
重庆市蝴蝶多样性环境健康指示作用和环境监测评价体系构建 邓合黎袁马摇 琦袁李爱民 渊缘圆园愿冤噎噎噎噎噎
专论与综述
生态系统服务竞争与协同研究进展 李摇 鹏袁姜鲁光袁封志明袁等 渊缘圆员怨冤噎噎噎噎噎噎噎噎噎噎噎噎噎噎噎噎
中国沿海无柄蔓足类研究进展 严摇 涛袁黎祖福袁胡煜峰袁等 渊缘圆猿园冤噎噎噎噎噎噎噎噎噎噎噎噎噎噎噎噎噎噎
冰雪灾害对森林的影响 郭淑红袁薛摇 立 渊缘圆源圆冤噎噎噎噎噎噎噎噎噎噎噎噎噎噎噎噎噎噎噎噎噎噎噎噎噎噎
不同干扰因素对森林和湿地温室气体通量影响的研究进展 杨摇 平袁仝摇 川 渊缘圆缘源冤噎噎噎噎噎噎噎噎噎噎噎
采石场废弃地的生态重建研究进展 杨振意袁薛摇 立袁许建新 渊缘圆远源冤噎噎噎噎噎噎噎噎噎噎噎噎噎噎噎噎噎
研究简报
基于地统计学和 悦云陨样地的浙江省森林碳空间分布研究 张摇 峰袁杜摇 群袁葛宏立袁等 渊缘圆苑缘冤噎噎噎噎噎噎噎
期刊基本参数院悦晕 员员鄄圆园猿员 辕 匝鄢员怨愿员鄢皂鄢员远鄢猿源源鄢扎澡鄢孕鄢 预 苑园郾 园园鄢员缘员园鄢猿远鄢圆园员圆鄄园愿
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封面图说院 秋色藏野驴群要要要秋天已经降临在海拔 源圆园园 多米的黄河源区袁红色的西伯利亚蓼渊生于盐碱荒地或砂质含盐碱土
壤冤铺满大地袁间有的高原苔草也泛出了金黄袁行走在上面的藏野驴们顾不上欣赏这美丽的秋色袁只是抓紧时间在严
冬到来之前取食袁添肥增膘以求渡过青藏高原即将到来的漫长冬天遥
彩图提供院 陈建伟教授摇 北京林业大学摇 耘鄄皂葬蚤造院 糟蚤贼藻泽援 糟澡藻灶躁憎岳 员远猿援 糟燥皂
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则藻增蚤藻憎 燥灶 贼澡藻 遭葬造葬灶燥皂燥则责澡 遭葬则灶葬糟造藻泽 蚤灶 贼澡藻 糟燥葬泽贼葬造 憎葬贼藻则泽 燥枣 悦澡蚤灶葬 再粤晕 栽葬燥袁 蕴陨 在怎枣怎袁 匀哉 再怎枣藻灶早袁 藻贼 葬造 渊缘圆猿园冤噎噎噎噎噎噎耘枣枣藻糟贼泽 燥枣 蚤糟藻鄄泽灶燥憎 凿葬皂葬早藻 燥灶 枣燥则藻泽贼泽 郧哉韵 杂澡怎澡燥灶早袁 载哉耘 蕴蚤 渊缘圆源圆冤噎噎噎噎噎噎噎噎噎噎噎噎噎噎噎噎噎噎噎噎噎噎噎噎噎郧则藻藻灶澡燥怎泽藻 早葬泽 枣造怎曾 枣则燥皂 枣燥则藻泽贼泽 葬灶凿 憎藻贼造葬灶凿泽院 葬 则藻增蚤藻憎 燥枣 贼澡藻 藻枣枣藻糟贼泽 燥枣 凿蚤泽贼怎则遭葬灶糟藻 再粤晕郧 孕蚤灶早袁栽韵晕郧 悦澡怎葬灶 渊缘圆缘源冤噎噎噎噎噎粤凿增葬灶糟藻泽 蚤灶 藻糟燥造燥早赠 则藻泽贼燥则葬贼蚤燥灶 燥枣 葬遭葬灶凿燥灶藻凿 择怎葬则则蚤藻泽 再粤晕郧 在澡藻灶赠蚤袁 载哉耘 蕴蚤袁 载哉 允蚤葬灶曾蚤灶 渊缘圆远源冤噎噎噎噎噎噎噎噎噎噎噎噎噎杂糟蚤藻灶贼蚤枣蚤糟 晕燥贼藻杂责葬贼蚤葬造 凿蚤泽贼则蚤遭怎贼蚤燥灶 燥枣 枣燥则藻泽贼 糟葬则遭燥灶 蚤灶 在澡藻躁蚤葬灶早 孕则燥增蚤灶糟藻 憎蚤贼澡 早藻燥泽贼葬贼蚤泽贼蚤糟泽 遭葬泽藻凿 燥灶 悦云陨 泽葬皂责造藻 责造燥贼泽在匀粤晕郧 云藻灶早袁 阅哉 匝怎灶袁 郧耘 匀燥灶早造蚤袁 藻贼 葬造 渊缘圆苑缘冤噎噎噎噎噎噎噎噎噎噎噎噎噎噎噎噎噎噎噎噎噎噎噎噎噎噎噎噎噎噎噎噎噎噎噎噎噎噎噎噎噎噎噎噎
第 32 卷第 16 期
2012 年 8 月
生 态 学 报
ACTA ECOLOGICA SINICA
Vol. 32,No. 16
Aug. ,2012
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基金项目:林业公益性行业科研专项(201104006);林业公益性行业科研专项(200804001)资助
收稿日期:2011鄄08鄄14; 摇 摇 修订日期:2012鄄02鄄01
*通讯作者 Corresponding author. E鄄mail: liusr@ caf. ac. cn
DOI: 10. 5846 / stxb201108141190
刘恩, 刘世荣.南亚热带米老排人工林碳贮量及其分配特征.生态学报,2012,32(16):5103鄄5109.
Liu E, Liu S R. The research of carbon storage and distribution feature of the Mytilaria laosensis plantation in south sub鄄tropical area. Acta Ecologica Sinica,
2012,32(16):5103鄄5109.
南亚热带米老排人工林碳贮量及其分配特征
刘摇 恩, 刘世荣*
(中国林业科学研究院森林生态环境与保护研究所,国家林业局森林生态环境重点实验室, 北京摇 100091)
摘要:米老排是我国南方速生用材树种,研究米老排(Mytilaria laosensis)人工林碳贮量与碳分配的规律,可为评价米老排人工林
的固碳能力与发展人工林多目标经营提供科学依据。 采用样地测定的方法,对南亚热带米老排人工林不同器官碳浓度、碳贮量
及分配特征进行了研究。 结果表明:不同器官碳浓度均值的变化范围为:51. 73%—55. 75% ,各器官碳浓度大小为:新叶>新枝>
老叶>树干>老枝>根桩>粗根>细根;凋落物碳浓度为未分解层>半分解层;0—100 cm土壤碳浓度随深度增加而降低,变化范围
为 0. 62%—4. 10% 。 20 年生米老排人工林总碳贮量为 331. 61 t / hm2,乔木层,凋落物层和土壤层的碳贮量分别为 154. 07、2. 74
和 174. 80 t / hm2。 年均总固碳量为 14. 77 t / hm2,折合 CO2量为 54. 16 t,其中乔木层、凋落物层和土壤层所占比例分别为
60郾 73% ,6. 16%和 33. 11% 。
关键词:米老排人工林;碳浓度;碳贮量;碳分配
The research of carbon storage and distribution feature of the Mytilaria laosensis
plantation in south sub鄄tropical area
LIU En, LIU Shirong*
Institute of Forest Ecology, Environment and Protection, Chinese Academy of Forestry, Key Laboratory of Forest Ecology and Environment of State Forestry
Administration, Beijing 100091, China
Abstract: Measurements of carbon stock and carbon distribution of Mytilaria laosensis plantation are useful for assessing its
carbon sink capacity and developing appropriate multi鄄purpose forest management model in subtropical area. In this paper,
the concentration, storage and allocation of carbon for the Mytilaria laosensis plantation were investigated through biomass
harvesting. Two dominant,three intermediate and two suppressed trees were destructively sampled. Stems were cut at the
soil surface. Total tree height( from ground to the terminal bud, H),length of live crown, diameter at breast height(DBH),
diameter at the base of live crown were measured and recorded immediately. The live crown was marked as three sections
( top, middle and bottom), and all new leaves, old leaves, new branches, old branches from each canopy position were cut
and weighted separately. Stem were cut into 2 m sections and weighted. At the end of each stem section, a 5cm thick disk
was cut, weighted and taken into lab for moisture content determination. The root system were divided into stump, coarse
root and fine root(<5mm in diameter) and weighted at the field. From each component approximately 500—1000g of fresh
mass were randomly sampled and placed in a labeled bag for moisture content determination. Three standard plots were
sampled in the 20鄄year鄄old Mytilaria laosensis plantation and three 1 m伊1 m subplots were sampled along the diagonal. The
litter layer was divided into fresh layer and humus layer. The fresh mass of the litter layer in the three 1m伊1m subplots were
determined, and about 500—1000g were taken into lab for moisture and carbon content determination. Three soil sampling
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profiles were set in each standard plot. The soil profile were divided into six layers: 0—10cm,10—20cm,20—40cm,40—
60cm,60—80cm and 80—100cm. Soil bulk density were measured and the soil samples(500—1000g) in each soil profile
were sampled and mixed into one sample for soil moisture and carbon concentration determination for each plot. The results
showed that carbon concentration in different organs of Mytilaria laosensis ranged from 51. 73% to 55. 75% , which in the
order as follows: new foliage > new branch > old foliage > stem > older branch > stump > coarse root > fine root. The carbon
concentration of the fresh litter layer was higher compared to the decomposing litter layer. Carbon concentration in the 0—
100cm soil decreased with the increasing of soil depth from 4. 10% to 0. 62% . The total carbon storage in the 20鄄year鄄old
Mytilaria laosensis plantation was 331. 61 t / hm2 . The carbon stocks of tree, litter, and soil layer were 154. 07, 2. 74, and
174. 80 t / hm2, respectively. The annual net carbon storage of the Mytilaria laosensis plantation was 14. 77 t / hm2, which
equals to a mitigation of 54. 16t CO2, where the tree, litter, and soil layer accounted for 60. 73% , 6. 16% , and 33. 11% ,
respectively.
Key Words: Mytilaria laosensis plantation; carbon content; carbon storage; carbon distribution
以 CO2为主的大气中温室气体浓度增加引起的以全球变暖为主要特征的气候变化,威胁着人类的生存环
境和社会经济的可持续发展,已成为国际社会、各国政府、科学家和公众强烈关注的重大环境问题。 森林作为
陆地生态系统的主体,是大气 CO2重要的贮存库,通过造林再造林来增强碳吸收已得到国际社会广泛认同,并
允许发达国家使用这些活动产生的碳汇用于抵消其承诺的温室气体减排指标。 我国的中南亚热带常绿阔叶
林带是我国适合开展 CDM造林再造林碳汇项目的优先发展区域[1]。 进行造林再造林碳汇项目,必须对所选
择树种的固碳能力有所了解,目前在南亚热带地区,已经开展了一些这方面的研究[2鄄5],然而,还有许多树种,
尤其是常绿阔叶树种的固碳能力未被人们所了解。
米老排(Mytilaria laosensis)又名壳菜果、三角枫,属金缕梅科常绿乔木,是我国南亚热带地区速生优良用
材树种,天然分布于广东西部、广西西南部和云南东南部,在越南和老挝也有天然分布,目前,广西是该树种主
要人工林种植区,面积达 1500 hm2[6]。 米老排生长快,干形通直圆满,枝条较细,材质优良,用途广,是建筑、家
具、造纸和人造板的优质原料,然而作为乡土速生优良用材树种,人们过多关注其木材效益,关于米老排人工
林碳贮量及其分配特征的研究,国内少有报道。 本文以南亚热带 20 年生米老排人工林为主要研究对象,通过
样地实测,对米老排不同器官碳浓度差异,人工林碳贮量及年净固碳量进行了研究,以期为造林再造林碳汇项
目的树种选择及米老排人工林的多目标经营提供依据。
1摇 研究区概况
试验地设在广西壮族自治区凭祥市中国林业科学研究院热带林业实验中心,位于 21毅57忆47"—22毅19忆27"
N, 106毅39忆50义—106毅59忆30义E,属南亚热带季风型半湿润—湿润气候,太阳总辐射 439. 61 kJ·cm-2·a-1,年日
照时数 1218 —1620 h,年平均气温 20. 5—21. 7 益,逸10 益活动积温 6000—7600 益,年均降水量 1200 —1500
mm。 干湿季节明显, 4—9 月为雨季, 10 月至来年 3 月为旱季,雨热同季的气候特点对植物生长十分有利[7]。
土壤为花岗岩发育的山地红壤,一般母质层与土壤层皆深厚,质地既沙且粘,基岩又致密,故蓄水性较强。
由于森林植被覆盖良好,所以土壤有机质及氮素丰富,土壤一般呈酸性,土壤交换性盐基少,为盐基不饱和
土壤。 土壤中常量元素富铝、铁,尤以铁最为丰富,脱硅、钙、镁、钾、钠,但尤其脱钙。 微量元素锰、铜、锌、
钼、硼等在母岩中少,在土体中含量则在增加,其有效量除锰外其余都不高。 由于本类土壤分布海拔较高,
气候温暖而湿润,加之土壤呈酸性,因而有机养分丰富,所以是林木生长的高产土壤,尤其适合一些阔叶树
种生长。
选择长势良好的 20 年生米老排人工纯林为主要研究对象,造林前林地为杉木纯林,在造林前一年采伐,
经炼山整地后于翌年春季采用实生苗造林。 调查时米老排人工林林相整齐,密度为 633 株 / hm2。
4015 摇 生摇 态摇 学摇 报摇 摇 摇 32 卷摇
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2摇 研究方法
2. 1摇 生物量测定
摇 摇 选择 2 株优势木、3 株中等木和 2 株被压木共 7 株标准木[8],采用生物量收获法,用来建立异速生长方
程。 样木伐倒后,测量树高和胸径,树冠被分成 3 部分(上,中,下),每部分分别对新叶、老叶、新枝、老枝取
样,树干被锯成 2 m每段,各器官在现地称量鲜重,然后抽取样品 500—1000 g(每段树干截取一个 5 cm 圆
盘),带回实验室进行含水量测定。
地下部分采用全挖法,分为根桩、粗根、细根(<5 mm) [8],现地称量鲜重,然后取样进行含水量测定。 以
上步骤在样木被伐倒后立刻进行,所有样品置于 70 益烘箱中至恒定重量为止,每部分生物量为该部分鲜重乘
以其干物质所占比率。
2. 2摇 样品采集及含碳量测定
为了准确测定米老排不同器官碳浓度,同时反映林龄对器官碳浓度的影响,选择 10、20 和 27 年生米老
排,分别采集乔木层不同器官(新叶、老叶,新枝,老枝,树干,根桩,粗根,细根)样品经烘干,粉碎,过筛后测定
有机碳含量。
在 20 年生米老排人工林内,设置 3 个标准样地,在每个样地内分别沿对角线设置 3 个 1 m伊1 m 的小样
方,将枯落物分为没有分解和半分解两部分,称量样方内现存量,并取样测定含水量,然后进行含碳量测定。
在各样地中随机设置 3 个土壤采样点,沿土壤剖面按 0—10 cm,10—20 cm,20—40 cm,40—60 cm,60—80
cm,80—100 cm分层采集土壤样品,把相同样地同一层次土壤按质量比例混合,带回实验室自然风干,粉碎过
筛后测定有机碳含量,用环刀(100 cm3)采集原状土测定土壤容重,按容重估算各层单位面积土壤质量。 同时
选取立地条件相似的 10 年生米老排人工林,按上述方法进行土壤取样,用来估算土壤的年均净固碳量。 所有
样品均采用重铬酸钾鄄水合加热法测定有机碳含量[3]。
2. 3摇 碳贮量及年净固碳量的计算
在 3 个标准样地内,进行每木检尺测定胸径(DBH),利用建立的异速生长方程计算单位面积乔木层不同
器官生物量[9]。 乔木层及凋落物层碳贮量为单位面积林分不同器官生物量及凋落物未分解层和半分解层生
物量乘以相应的碳素含量。 土壤碳贮量为单位面积土层质量与相应土层碳含量的乘积。 林分年净固碳量由
各组分年净生产量及相应碳含量乘积计算而得,采用年平均净生产量作为生产力估测指标,其中树叶按其在
树枝上着生时间 3a来计算其年均生产量,凋落物层按 3a 计算其平均生产量[5,10鄄12]。 土壤年净固碳量采用分
别测定的立地条件相似的 10 年生和 20 年生米老排人工林土壤层碳贮量之差的平均值进行估算[13]。
2. 4摇 数据分析
表 1摇 米老排各器官胸径鄄生物量生长方程
摇 摇 Table 1摇 Allometric equations relating biomass components(B,kg)
to diameter at breast height (DBH,cm)
组分
Tissue
components
生长方程
Allometric
equations
决定系数
Determination
coefficients
叶 Leaf Y=0. 7989X+0. 1285 R2 =0. 8171
枝 Branch Y=2. 2448 X -1. 4948 R2 =0. 9770
树干 Stem Y=1. 6768 X +0. 1372 R2 =0. 9696
根 Root Y=1. 2389 X -0. 278 R2 =0. 964
根桩 Stump Y=1. 6771 X -0. 5157 R2 =0. 984
摇 摇 摇 摇 Y= lgB; X = lg(DBH)
摇 摇 在实际操作中树高的测定比较困难而且精确度
不高,而且二元 (DBH鄄H)生长方程的精度与一元
(DBH)相比,在决定系数(R2)上的差异小于 4% [8],
因此本文建立了米老排各组分生物量与胸径的一元
方程(表 1),方程的形式为[14鄄15]:
lgB=a+blg(DBH)
式中,B为各组分生物量(kg);DBH为胸径(cm);a,b
为系数。
所有数据经 Excel 处理后,用 SPSS 13. 0 完成统
计分析,采用方差分析和 Duncan 检验比较参数间差
异,取 P<0. 05 为差异显著,方差分析前均进行方差齐
性检验。
5015摇 16 期 摇 摇 摇 刘恩摇 等:南亚热带米老排人工林碳贮量及其分配特征 摇
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3摇 结果分析
3. 1摇 不同器官的碳浓度
摇 摇 不同林龄和不同器官对碳含量均有显著影响(P
<0. 05)。 10、20 和 27 年生米老排不同器官碳含量的平均值为 54. 35% ,10 年生米老排各器官的平均含碳量
最小为 53. 31% ,20 和 27 年生红锥各器官平均含碳量无显著差异。 不同器官碳含量大小排序为:新叶>新枝>
老叶>树干>老枝>根桩>粗根>细根,新叶、老叶和新枝的碳浓度显著高于树干、老枝、根桩和粗根的碳浓度,而
以细根的碳浓度为最低,不同器官碳浓度 Duncan差异显著性分组见表 2。
表 2摇 米老排不同林龄各器官碳含量
Table 2摇 Carbon content in different components of different stand ages of Mytilaria laosensis %
组分
Components
林龄 Stand age / a
10 20 27
均值
Mean
新叶 New leaf 52. 11依0. 71 56. 80依1. 41 58. 35依1. 34 55. 75依2. 97a
老叶 Old leaf 51. 90依0. 72 56. 38依1. 53 58. 56依0. 42 55. 61依3. 02a
新枝 New branch 54. 5依0. 29 57. 38依1. 35 55. 07依1. 14 55. 65依1. 61a
老枝 Old branch 53. 63依0. 54 53. 77依0. 83 54. 58依0. 26 53. 99依0. 70b
树干 Stem 54. 93依0. 75 54. 95依0. 85 53. 16依1. 34 54. 35依1. 28b
根桩 Stump 53. 9依0. 69 54. 3依0. 01 53. 38依0. 61 53. 86依0. 54b
粗根 Coarse root 54. 33依0. 14 53. 83依1. 64 53. 26依0. 97 53. 81依1. 12b
细根 Fine root 51. 21依0. 73 51. 47依0. 46 52. 54依0. 78 51. 73依0. 86c
均值 Mean 53. 31依1. 42b 54. 85依2. 12a 54. 86依2. 39a 54. 35依2. 13
摇 摇 平均值依标准差,n=5;a—c: 不同器官碳含量显著性差异分组
3. 2摇 碳贮量及年净固碳量
测定结果表明:乔木层碳贮量以树干最大,占总碳库的 30. 42% ,其次为根桩(6. 84% )、枝(4. 52% )、根
(2. 80% ),最小的为叶,仅占到 1. 88% ,各部分碳贮量和生物量有较好的相关性,基本成正比例关系。 整个乔
木层碳贮量占到总碳贮量的 46. 46% 。 而凋落物层碳贮量相对较小,仅为 2. 74 t / hm2,其中半分解层碳贮量高
于未分解层。
图 1摇 米老排人工林乔木层碳贮量
Fig. 1摇 Carbon storage in tree layer of Mytilaria laosensis plantation
不同土层的土壤容重、碳浓度和碳贮量均有显著差
异(P<0. 05)。 表层土壤(0—10 cm)容重显著低于下部
土层。 土壤碳浓度的变化表层土壤较为明显,由 0—10
cm的 4. 10%降至 10—20 cm的 1. 94% ,而后随土层加
深而缓慢下降,以 80—100 cm 土层碳浓度为最低
(0郾 62% )。 土壤碳贮量的变化趋势与碳浓度的变化较
为相似,以 0—20 cm土层碳贮量为最高,达到 68. 26 t /
hm2,比 20—40 cm土层高出 29. 27 t / hm2,而后随土层
加深缓慢下降,同样以 80—100 cm土层碳贮量最低,仅
为 17. 25 t / hm2。 (各土层土壤容重、碳浓度及碳贮量
Duncan差异显著性分组见表 3。 整个土壤碳库碳贮量
为 174. 8 t / hm2,占米老排人工林总碳库的 52. 71% 。
20 年生米老排人工林年净固碳量为 14. 77 t / hm2,折合 CO2为 54. 16 t / hm2 . 其中乔木层、凋落物层和土
壤层的年均净固碳量分别为 8. 97, 0. 91 和 4. 89 t / hm2,分别占整个人工林碳库的 60. 73% ,6. 16% 和
33郾 11% ,折合 CO2分别为 32. 89 t、3. 34 t和 17. 93 t(表 4)。
6015 摇 生摇 态摇 学摇 报摇 摇 摇 32 卷摇
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表 3摇 米老排人工林凋落物及土壤碳贮量
Table 3摇 Carbon storage in litter layers and soil layers of Mytilaria laosensis plantation
层次 Layers 组分Components
容重 / (g / cm3)
Bulk density
碳浓度 / %
Carbon content
碳贮量 / ( t / hm2)
Carbon storage
凋落物层 没分解层 56. 02依1. 59 1. 15依0. 37(0. 35% )
Litter layer 半分解层 49. 87依1. 46 1. 59依0. 31(0. 48% )
小计 Sum 2. 74依0. 32(0. 83% )
土壤层 / cm 摇 0—10 1. 01依0. 06b 4. 10依0. 20a 68. 26依5. 37(20. 59% )a
Soil layer 10—20 1. 40依0. 10a 1. 94依0. 47b
20—40 1. 41依0. 06a 1. 39依0. 52bc 38. 99依13. 10(11. 76% )b
40—60 1. 40依0. 12a 1. 05依0. 25cd 29. 15依5. 48(8. 79% )bc
60—80 1. 42依0. 02a 0. 75依0. 08d 21. 24依1. 81(6. 41% )c
80—100 1. 38依0. 03a 0. 62依0. 06d 17. 25依1. 83(5. 20% )c
小计 Sum 174. 80依20. 04(52. 71% )
总计 Total 177. 54(53. 54% )
摇 摇 平均值依标准差,n=3;括号内数值为占总碳库比例;a—d: 不同土层容重、碳浓度及碳贮量差异显著性分组
表 4摇 米老排人工林年净固碳量
Table 4摇 Annual carbon fixation of Mytilaria laosensis plantation
组分
Components
年均净生产力 / ( t / hm2)
Annual net productivity
年均净固碳量 / ( t / hm2)
Annual net carbon storage
折合 CO2量 / t
Equivalent CO2
乔木层 Tree layer 16. 44依0. 44 8. 97依0. 14(60. 73% ) 32. 89依0. 51
凋落物层 Litter layer 1. 65依0. 17 0. 91依0. 1(6. 16% ) 3. 34依0. 38
土壤层摇 Soil layer 4. 89依1. 37(33. 11% ) 17. 93依4. 51
合计 Sum 14. 77 54. 16
摇 摇 平均值依标准差,n=3;括号内数值为百分数
4摇 结论与讨论
4. 1摇 碳浓度
以往关于树种碳浓度的研究主要集中在木质组织,因为生物量碳和净初级生产力的绝大多数成分为木质
组织。 本研究中 10、20、27 年生米老排树干平均碳浓度为 54. 35% ,高于国际通用碳浓度(50% ),32 个热带树
种(44. 4%—49. 45% ) [16],但低于同为南亚热带的马尾松林(58. 6% ) [2]。 关于其他生物组织碳浓度的研究
(新叶、老叶、新枝和细根)的研究相对较少,本研究中各器官碳浓度以细根最低(51. 73% ),当年生叶(新叶)
碳浓度最高(55. 75% ),该研究与 Zhang, Bert[17鄄18]等的研究结果类似,而与以往的文献所用叶的浓度 45%有
较大差异[19鄄20],可能是由于不同树种的遗传特性及与环境的相互作用造成的。
未分解层的凋落物碳浓度(56. 02% )高于半分解层(49. 87% ),因为凋落物的分解过程是在微生物作用
下将复杂的有机物转变为简单无机物的过程,所以半分解层有机碳含量要低于未分解层碳含量。 同时,米老
排人工林凋落物平均碳浓度(52. 94% )高于该地区针叶树种杉木林(41. 75% ) [3]和杉木马尾松混交林的
(48郾 3% ) [2]凋落物层平均碳浓度,主要是由于针叶树种和阔叶树种凋落物特性及分解状况差异所致。
米老排人工林土壤碳浓度随深度增加而降低,表层(0—20 cm)土壤平均碳浓度(3. 02% )显著高于下部
土层,同时高于该地区 13 年生杉木(2. 11% ) [3]和杉木、马尾松混交林(2. 7% ) [2]的 0—20 cm 土层碳浓度。
由于林地表层土壤极易受到细根和凋落物分解的影响,所以表层土壤是最能够反映不同树种对土壤理化性质
影响的土层,说明阔叶树种米老排表层土壤碳吸存能力优于该地区的针叶树种马尾松和杉木。
4. 2摇 碳贮量和年净固碳量
20 年生米老排人工纯林乔木层、凋落物层和土壤层碳贮量分别为 154. 07 、2. 74 和 174. 8 t / hm2,乔木层
和土壤层(0—100 cm)碳贮量各占总碳库的一半左右,该结果与 Dixon 等[21]对热带地区森林的研究结果一
7015摇 16 期 摇 摇 摇 刘恩摇 等:南亚热带米老排人工林碳贮量及其分配特征 摇
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致。 乔木层中树干所占比例最大,占到整个乔木层碳贮量的 65. 47% ;土壤层中,表层土(0—20 cm)碳贮量最
大,占整个土壤碳库(0—100 cm)的 39. 05% 。 20 年生米老排人工林乔木层碳贮量高于我国硬叶常绿阔叶林
(100. 73 t / hm2) [22],低于热带季雨林的碳贮量(163—258 t / hm2) [23]。 而米老排人工林土壤碳贮量(0—100
cm)略高于热带森林土壤的 130—160 t / hm2 [24],同时高于江西大岗山毛竹林的 146 t / hm2 [13]。 不同森林类
型、不同纬度地区土壤碳贮量有很大差异。 土壤碳库的研究是森林生态系统碳循环研究的难点,有许多机理
尚不清楚,而热带地区由于良好的水热条件,土壤碳库比高纬度地区更加活跃,所以关于热带地区森林土壤碳
库的研究仍须进一步深入。
常绿阔叶人工林当林分郁闭后,培育树种成为绝对优势树种,林下灌草较为稀少,所以本文未对林下灌木
及草本进行研究,国内相关研究也有类似报道[4,23]。 凋落物层碳储量为 2. 74 t / hm2,在以往对热带地区森林
凋落物碳贮量研究的范围之内(2. 6—3. 8 t / hm2) [25],凋落物碳贮量较低主要是由于南亚热带地区水热条件
较好,凋落物碳分解释放快所致。
据估算,20 年生米老排人工林乔木层年固碳量为 8. 97 t / hm2,高于亚热带 35 年生青冈常绿阔叶林(7郾 75
t·hm-2·a-1) [26]和南亚热带地区杉木林(4. 67 t·hm-2·a-1) [3]。 土壤年均净固碳量为 4. 89t / hm2,高于江西大岗
山的毛竹林(0. 79 t·hm-2·a-1) [13]。 森林的固碳能力即为森林单位时间净吸收大气中 CO2的能力、将碳固定在
森林生态系统中的能力,主要表现为地上植被和土壤长期碳固持能力[27]。 地上植被碳固持主要以木质组织
为主,而植被功能型的不同将会直接或间接的影响土壤碳的输入和输出,从而影响到土壤的固碳能力[28],这
是造成不同地区、不同森林类型固碳能力差别的主要原因。 由于米老排是南方乡土速生阔叶树种,对该地区
土壤、气候条件都比较适应,而该地区的山地红壤有机养分丰富,能够提供树木生长所需养分,所以生长迅速,
从本文测定结果看各器官含碳量要略高于国际通用碳浓度,因此米老排人工林具有较高的固碳能力,是非常
良好的碳汇造林树种。
该树种在江西赣州的区域化推广实验,从造林成活率、保存情况及林木生长情况来看都是比较满意
的[29]。 说明米老排有着良好的适应性,在我国广大的亚热带地区有巨大的发展潜力,而该地区又是 CDM 造
林再造林的优先发展区域,随着碳汇林业的兴起,南亚热带乡土珍贵阔叶树种的大面积推广,一方面可以获得
可观的木材收益,同时能够获得巨大的碳汇效益,真正实现我国人工林的多目标经营。
致谢:中国林业科学研究院热带林业实验中心蔡道雄主任,贾宏炎副主任给予支持;热带林中心科研处卢立华
处长,郑路博士,明安刚,于浩龙在实验过程中给予帮助;中国林科院森林生态环境与保护研究所博士生黄雪
蔓对外业工作给予帮助,特此致谢。
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叶生态学报曳为半月刊袁大 员远 开本袁圆愿园 页袁国内定价 苑园 元 辕册袁全年定价 员远愿园 元遥
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