全 文 ：书西北植物学报!
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文章编号$
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收稿日期$
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%修改稿收到日期$
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基金项目$中国科学院战略先导科技专项"
,-."*""$""
#
作者简介$申家朋"
#%+/&
#!男!硕士!主要从事森林培育研究&
0(1234
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5678
9
32
:
78
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"
通信作者$何景峰!副研究员!硕士生导师!主要从事森林培育研究&
0(1234
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6
9
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A!
#$<=>1
黄土高原丘陵区退耕还林地油松
人工林碳储量及分配特征研究
申家朋#!!张文辉!!李彦华$!尤健健#!!余碧云#!!杨小舟#!!何景峰#!"
"
#
西北农林科技大学 林学院!陕西杨陵
/#!#""
%
!
西北农林科技大学 西部环境与生态教育部重点实验室!陕西杨陵
/#!#""
%
$
青岛农业大学 园林与林学院!山东青岛
!#"%
#
摘
!
要$以黄土高原丘陵区主要退耕还林树种油松为研究对象!对甘肃省庆阳市合水县采用样地调查与生物量实
测方法!分析不同坡向"阳坡阴坡#及退耕年限"退耕

年
%
年和
#!
年#油松人工林的乔木不同器官灌草层枯落
物层和土壤层的碳含量!以及油松人工林乔木层灌草层枯落物层和土壤层碳储量及其分配特征!探讨甘肃黄土
高原丘陵区生态林的固碳作用&结果表明$"
#
#油松不同器官碳含量为
)+<#*B
"
*$<%"B
!各器官碳含量大小为树
干
#
叶
#
细枝
#
粗枝
#
根桩
#
粗根
#
树皮
#
大根
#
中根
#
小根
#
细根
#
球果%灌木层碳含量为茎
#
叶
#
根%草本
层碳含量为地上部分
#
地下部分&"
!
#油松人工林的枯落物层碳含量为未分解层大于半分解层&"
$
#
"
"
#""=1
土
壤层的碳含量随退耕年限增加而增大!随土壤深度的增加而下降%
"
"
#"=1

#"
"
!"=1
土壤层不同坡向间碳含量
差异显著&"
)
#阳坡和阴坡退耕

年
%
年和
#!
年油松林总碳储量分别为
)!<%"

*"<*"

*%(
61
&!和
)*<"+

*$
*(
61
&!
&研究认为!黄土高原丘陵区阳坡和阴坡均适宜油松林发挥固碳效益!且阴坡要优于阳坡!
是甘肃黄土高原丘陵区的理想树种&
关键词$退耕还林%油松人工林%碳储量%碳分配
中图分类号$
D%)+<#
文献标志码$
.
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G>VC6W75C.XUQ83Y7V53C
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28]V75C>V2C3>8]LV2C3>8
"
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!
%
A
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A
72V5
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;
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285
!
56VL\42
A
(
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!
;
V25542
A
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!
43CC7V42
A
7V528]5>3442
A
7V528]C67=2V\>85C>V2
;
728]3C524>=2C3>838CV7742
A
7V
!
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!
;
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A
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!
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A
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A
54>
:
728]\738
;
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:
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%
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+
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:
428C2C3>8
%
=2V\>85C>V2
;
7
%
=2V\>824>=2C3>8
!!
在全球气候变暖形势下)#*!森林作为陆地生态
系统主体)!*!在减缓大气
TP
!
浓度上升调节碳平
衡等方面发挥着重要作用)$*&通过人工造林实现森
林再生!是陆地碳汇形成的主要原因)(**&黄土高原
丘陵区退耕还林工程自
#%%%
年实施以来!效果除了
体现植物覆盖提高以及社会经济和生态效益)(/*之
外!其固碳效益也引起人们重视&黄土高原退耕林
地林分发育究竟发挥了多大固碳增汇效益!是目前
研究的热点&油松人工林面积大!研究油松林碳储
量及其分布!对综合评价油松林生态效益十分必要&
油松适应性强!是黄土高原丘陵区退耕地上主
要造林树种之一&此前!贺亮)+*研究了陕西黄土沟
壑区油松人工林根系与碳储量关系!刘迎春)%*研究
了陕西和山西+三北,防护林建设以来油松碳储量变
化!程小琴)#"*研究了山西油松碳储量分布变化规
律!孟蕾)##*研究了子午岭油松碳储量分布特征&甘
肃庆阳地区退耕地栽植的油松林其林龄大多
#"
年!
对其碳汇效益及其分布尚未有研究&黄土高原丘陵
沟壑区地理环境复杂!区域间差异性较大!人工林碳
汇效益也存在差异&因此研究甘肃省退耕还林固碳
效益不仅能阐明区域性油松林碳汇效益!而且对黄
土高原退耕还林效益评价也会提供重要依据&
甘肃黄土高原主要范围在陇东高原!本试验以
甘肃黄土高原丘陵沟壑区庆阳市合水县
!"""
年
!""$
年和
!""
年人工油松林为对象!分别在阴坡
和阳坡设置样地!调查了退耕

年"
!""
年#
%
年
"
!""$
年#和
#!
年"
!"""
年#共
$
个退耕年限的油松
林地乔灌草地上和地下生物量枯落物量和土壤特
性!测定其碳含量!分析油松林的固碳效益!以期为
黄土高原丘陵沟壑区油松林固碳效益提供科学依
据&
#
!
研究区概况与方法
=<=
!
区域自然概况
甘肃省庆阳市合水县位于东经
#"/b*#c
"
#"+b
)!c
!北纬
$*b$+c
"
$b!c
之间!从地域土壤植被和
退耕还林总体规划来看!都具有代表性&因此!我们
选择庆阳市合水县作为研究区域&本区属于典型的
黄土高原丘陵沟壑地形!黄土厚度为
*"
"
#""1
&
海拔高度为
##""
"
#*""1
!年平均温度为
/<)d
!
年降水量
*+/<11
!属于暖温带半干旱气候!土壤
为黄绵土&
甘肃省从
#%%%
年开展退耕还林到
!"#"
年基本
结束!合水县从
#%%%
年被列入甘肃退耕还林工程试
点县开始到
!"#"
年每年进行植树造林!林下灌木主
要有沙棘"
0"
11
,
1
2*-2.#,"3*%
#酸枣"
4"56
"
1
2$%
7
$
7
$( Y2V<%
1
"#,%
#悬钩子 "
8$($%9,-6
92,-"
+
,)"$%
#%草本主要有披针苔草"
:-*;)#9*,6
)&
#茭蒿"
<-&*."%"
=
"-)3""
#铁杆蒿"
<-&*."%6
"
=
.*)"#""
#等&
=<>
!
研究方法
该试验于
!"#!
年
+
月在合水县进行调查!由于
油松林为人工林!结合当地退耕植树造林记录和计
数样芯的年轮确定样地的油松林龄&选择了退耕

年
%
年和
#!
年后营造的林地!坡度
#*
"
!$b
!反坡
梯田整地!采用
$
年生苗木!林地株行距为
#<*1e
!1
!造林后无抚育管护!成活率
+"B
以上!低于
+"B
的第
!
年进行补植!
$
年后保存率在
%"B
以上&
选择退耕

年
%
年和
#!
年的油松人工林!按照林
地立地条件相似的原则!每类退耕地分阴坡和阳坡!
分别设置
$
个标准样地"
!"1e!"1
#!共设置
#+
个标准地!各样地林分特征见表
#
&对标准地内林
分进行每木检尺!测定胸径!确定标准木!共选择
#+
株标准木&
=<><=
!
油松标准木个体生物量和林分生物量
!
将
标准木伐倒!测量树高胸径树冠的直径!采用
>^853=
分层切割法!树干按每段
#1
进行区分!分
段测定其鲜重%树冠分成树叶和树枝!树枝按基部直
径大小分为细枝"
$
#=1
#!粗枝"
#
#=1
#%地下根系
部分采用全挖法!将不同根系分为细根"根径
$
"=1
#小根"根径
""
"<*=1
#中根"根径
"<*
"
#<"=1
#大根"根径
#<"
"
!<"=1
#粗根"根径
#
!<"=1
#和根桩

类)#!*&实测其鲜重!并取样"树干
每段截取
*=1
圆盘#!带回实验室进行含水量测定
"#$!
西
!
北
!
植
!
物
!
学
!
报
!!!!!!!!!!!!!!!!!!!
$$
卷
表
=
!
研究区不同生境及退耕年限油松人工林的林分特征
a2\47#
!
U>V75C=62V2=C7V5>?!/&($)*
+
,-."%
:
428C2C3>8538]3??7V78C62\37C2C528]V75C>V2C3>8
A
72V5
退耕年限-坡向
f75C>V2C3>8
A
72V5
-
54>
:
7
海拔
.4C3CL]7
-
1
坡度
E4>
:
7
-
b
平均胸径
.Y7V2
;
7
-RF
-
=1
平均树高
.Y7V2
;
7CV77
673
;
6C
-
1
乔木密度
-7853C
A
-"
CV775
(
61
&!
#
灌木盖度
E6VL\=>Y7V2
;
7
-
B
草本盖度
F7V\=>Y7V2
;
7
-
B
总盖度
T>11L83C
A
=>Y7V2
;
7
-
B
郁闭度
T28>
:A
]7853C
A

年阳坡
(
A
72V
5L88
A
54>
:
7
#$!<$!g<*$ !$g#<)$ !<"*g"<$# !<"#g"< !%*$g!* #$<)*g!<)$ )*
年阴坡
(
A
72V
562]
A
54>
:
7
#$*!<#*g##<$% !!g#<") !<+$g"<*$ !<*)g"<)% $""+g$$ #$%
年阳坡
%(
A
72V
5L88
A
54>
:
7
#!$/%
年阴坡
%(
A
72V
562]
A
54>
:
7
##//#!
年阳坡
#!(
A
72V
5L88
A
54>
:
7
#!##!
年阴坡
#!(
A
72V
562]
A
54>
:
7
#"*)和计算干重&各部分的生物量通过各部分鲜重质量
乘以对应的干重比求出!林分的生物量通过林分调
查和所建立的异速生长方程计算&
=<><>
!
灌木草本及枯落物生物量
!
在每个样地沿
对角线方向设置
$
个
*1e*1
的灌木样方!记录
小样方内所有灌木的多度盖度高度基径%同时在
标准地设置
*
个
#1e#1
草本样方!记录草本多
度高度盖度&林下灌草采用收获法!灌木分叶枝
和根
$
部分称量鲜重!草本分地上鲜重和地下鲜重!
灌木和草本都分别取样&枯落物量的测定采用全部
收获法!设置
*
个
#1e#1
样方!将每个枯落物样
方内的枯落物全部收集!称鲜重并取样带回实验室&
所有取样样品置于
+*d
烘箱中至恒重!测定各部分
鲜重含水量!计算干重&
=<>!
样品采集及含碳量的测定
!
测定生物量的
同时!采集乔木不同器官"叶细枝粗枝树干树
皮球果细根小根中根大根粗根根桩#灌木
"叶茎根#草本"地上部分和地下部分#和枯落物
样品!经烘干粉碎过筛!测定其有机碳含量&
在不同退耕年限的每个样地中!沿对角线方向
设置
*
个土壤采样点!沿土壤剖面按
"
"
#"

#"
"
!"

!"
"
$"

$"
"
*"

*"
"
#""=1
分
*
层采集土壤样
品!把相同样地同一层次土壤样品按质量比混合!带
回实验室自然风干!粉碎过筛并测定有机碳含量&
用环刀"
#""=1
$
#在每层取土!测定土壤容重&
所有植物和土壤样品均采用元素分析仪
M3
_
(
L3aPT
#
"德国生产#分析测定有机碳含量&
=<><@
!
油松人工林碳储量和年净固碳量的计算
!
根据乔木灌木草本枯落物单位面积干物质"生物
量#分别乘以每部分不同器官碳含量而得到不同组
分碳储量)#$*&土壤碳储量计算参考程先富)#)*的方
法!为统一计量单位!略作修改$
>h"<#
%
:
"
e?
"
e@
"
式中!
>
为土壤有机碳密度"
C
-
61
!
#%
"
为土层数!
@
"
为不同土层的厚度"
=1
#%
?
"
为土壤容重"
;
-
=1
$
#%
:
"
为不同土层土壤有机碳的含量"
;
-
@
;
#&
本文采用年平均净生产量作为生产力估测指
标)#**!油松林分年净固碳量由各组分年平均生物量
及相应的碳含量乘积计算得到&结合实际调查!建
立油松各组分生物量与胸径树高的生长方程!方程
的形式为)#(#+*$
48Ahi(48
"
@
!
0
#
式中!
A
为各组分生物量"
@
;
#%
@
为胸径"
=1
#%


(
为系数"表
!
#&
表
>
!
油松各器官生物量"
K
#与胸径"
-
#
树高"
F
#的相对生长方程
a2\47!
!
PV
;
28\3>1255
"
K
#
24>17CV3=7
_
L2C3>85
>?]3217C7V2C\V725C673
;
6C
"
-
#
28]673
;
6C
"
F
#
>?!/&($)*
+
,-."%
器官
PV
;
28
生长方程
.4>17CV3=7
_
L2C3>8 8
!
树根
f>>C 48Ah&"<%+*i"<$!!48
"
@
!
0
#
"<%!
树皮
R2V@
48Ah&$<#)"i"<**48
"
@
!
0
#
"<%+/
球果
T>87 48Ah&)<"*%i"<*/%48
"
@
!
0
#
"<%/*
树干
EC71
48Ah&"<#/$i"<$"%48
"
@
!
0
#
"<%+!
树枝
RV28=6
48Ah&"<"/+i"<#%%48
"
@
!
0
#
"<%)
树叶
M72? 48Ah&#<%*)i"<$*#48
"
@
!
0
#
"<%%)
##$!
##
期
!!!!!!!!
申家朋!等$黄土高原丘陵区退耕还林地油松人工林碳储量及分配特征研究
=!
数据处理
所有数据经过
0Z=74
软件处理后!用
E` EE
#$<"
软件进行统计分析!采用单因素方差分析"
>87(
W2
A
.GPj.
#双因素方差分析"
CW>(W2
A
.GP(
j.
#和
-L8=28
检验比较参数间差异"
!
$
"<"*
#&
!
!
结果与分析
><=
!
油松人工林不同退耕年限乔木层灌木层草
本层枯落物层及土壤层碳含量
不同退耕年限不同坡向油松林乔木各器官碳含
量为
)+<#*B
"
*$<%"B
!退耕年限和坡向对油松林
器官碳含量无显著影响&不同器官碳含量平均值存
在显著差异"表
$
#!按碳含量高低排列顺序为树干
#
叶
#
细枝
#
粗枝
#
根桩
#
粗根
#
树皮
#
大根
#
中
根
#
小根
#
细根
#
球果&
退耕年限和坡向对枯落物草本和灌木碳含量
均无显著影响"表
)
#!其平均碳含量分别为$枯落物
层未分解和半分解为
)$
$+<+$B
%草本层地
上部分和地下部分为
)$<")B

$%%灌木层叶
枝根分别为
)$<%$B

)*
)!<$+B
&灌木层
表
?
!
不同退耕年限油松人工林各器官碳含量
a2\47$
!
T2V\>8=>8C78C5>?]3??7V78C>V
;
285>?!/&($)*
+
,-."%W3C6]3??7V78CV75C>V2C3>8
A
72V
-
B
器官
PV
;
28
退耕

年
(
A
72VV75C>V2C3>8
阳坡
EL88
A
阴坡
E62]
A
退耕
%
年
%(
A
72VV75C>V2C3>8
阳坡
EL88
A
阴坡
E62]
A
退耕
#!
年
#!(
A
72VV75C>V2C3>8
阳坡
EL88
A
阴坡
E62]
A
平均
7^28
树干
EC71 *$<$#g"<*# *$细枝
U387(\V28=6 *!<"#g"<$ *#a63=@(\V28=6 *#叶
M72? *!<$*g"<+! *!<)!g#细根
U387(V>>C )%;
6
小根
E124(V>>C )%<$g"<) )%;
中根
7^]3L1(V>>C *"<"g"<*% )%<+g"<* *"<*g"<)+ *"大根
M2V
;
7(V>>C *"<+"g"<++ *"<**g"粗根
a63=@(V>>C *#<*g#<$" *"<*+g"<*+ *#<))g"<)! *#根桩
ECL1
:
*"树皮
R2V@ *"<*g"<)) *"球果
T>87 )+!!
注$不同小写字母表示各器官碳含量差异显著"
!
$
"<"*
#&
G>C7
$
-3??7V78C4>W=25747CC7V5V7
:
V7578C7]53
;
83?3=28C]3??7V78=721>8
;
C67=2V\>8=>8C78C538]3??7V78C>V
;
2852C"<"*47Y74<
表
@
!
不同退耕年限油松人工林枯落物层草本层灌木层及土壤层碳含量
a2\47)
!
T2V\>8=>8C78C5>?43CC7V42
A
7V
!
67V\42
A
7V
!
56VL\42
A
7V28]5>3442
A
7V>?
!/&()*
+
,-."%W3C6]3??7V78CV75C>V2C3>8
A
72V5
-
B
层次
M2
A
7V
组分
T>1
:
>878C
退耕

年
(
A
72VV75C>V2C3>8
阳坡
EL88
A
阴坡
E62]
A
退耕
%
年
%(
A
72VV75C>V2C3>8
阳坡
EL88
A
阴坡
E62]
A
退耕
#!
年
#!(
A
72VV75C>V2C3>8
阳坡
EL88
A
阴坡
E62]
A
枯落物层
M3CC7V
未分解
UV756 )$<*g"<*$ )$<)g"<** )$半分解
-7=>1
:
>538
;
$%<$#g"<*! $+<#)g#<"" $+<*g"<"* $%<$g"<+ $%<"%g"<* $+草本层
F7V\42
A
7V
地上部分
.\>Y7
;
V>L8] )!<)/g"<)/ )$<#g"地下部分
Q8]7V
;
V>L8] $%灌木层
E6VL\42
A
7V
叶
M72? )$<)$g#<"+ ))<"/g"茎
EC71 ))<%)g"<*% ))<$!g"根
f>>C )!<*$g"<* )!<$g"<+$ )!<)$g"土壤层
E>3442
A
7V
"
"
#"=1 <#/g"<"U2 #"
"
!"=1 )"
$"=1 !<$)g"<")T= !<$#g"<"$T= !<$*g"<"!T= !<))g"<"*R= !<$%g"<"!R= !<)%g"<"#.=
$"
"
*"=1 !*"
"
#""=1 !!!
注$不同大写字母表示不同坡向间差异显著!不同小写字母表示同一退耕年限不同组分间差异显著"
!
$
"<"*
#&
G>C7
$
-3??7V78C=2
:
3C2447CC7V51728C53
;
83?3=28C]3??7V78C21>8
;
]3??7V78C25
:
7=C2C"<"*47Y74
!
28]]3??7V78C512447CC7V51728C53
;
83?3=28C]3??7V78=721>8
;
]3?(
?7V78C5>3442
A
7V538C675217V75C>V2C3>8
A
72V2C"<"*47Y74<
!#$!
西
!
北
!
植
!
物
!
学
!
报
!!!!!!!!!!!!!!!!!!!
$$
卷
平均碳含量高于草本层!且均为地上部分高于地下部
分&表现为$灌木枝
#
灌木叶
#
枯落物层未分解
#
草
本地上
#
灌木根
#
草本地下
#
枯落物层半分解&
相同退耕年限的阴坡和阳坡!土壤碳含量均表
现为从上层到下层依次降低"表
)
#!
"
"
#"=1

#"
"
!"=1
土层碳含量明显大于
!"
"
$"=1

$"
"
*"=1
和
*"
"
#""=1
!且差异显著%
"
"
#"=1
和
#"
"
!"
=1
阴坡土壤碳含量大于阳坡土壤碳含量!
!"
"
$"
=1

$"
"
*"=1
和
*"
"
#""=1
阴坡土层和阳坡土层
碳含量总体差异不明显&不同退耕年限对土壤碳含
量的影响表现为$阳坡各层土壤碳含量随着退耕年
限增加而增加!增幅为
#"
)%<"%B
!且
"
"
#"
=1
增加幅度最明显%阴坡各层土壤随退耕年限增
加!碳含量增加!增加幅度为
/<)*B
"
*)!并
以
"
"
#"=1
增加最明显&相同土壤层次!阴坡碳含
量增加幅度大于阳坡增加幅度&
><>
!
油松人工林不同退耕年限乔木层灌木层草
本层枯落物层和土壤层碳储量及其分配
油松林各部分碳储量存在明显的退耕年限变
化!随着退耕年限的增加!阳坡和阴坡均呈现增大的
图
#
!
油松林乔木层灌木层草本层枯落物层和土壤碳储量及其分配比例
.
"
-<
阳坡%
0
"
F<
阴坡%
$
<
枯落物未分解%
#
<
枯落物分解%
%
<
草本层地上部%
&
<
草本层地下部%

<
灌木层叶%
(
<
灌木层干%
)
<
灌木层根
U3
;
<#
!
T2V\>85C>V2
;
728]3C524>=2C3>8
:
V>
:
>VC3>838CV7742
A
7V
!
56VL\42
A
7V
!
67V\42
A
7V
!
43CC7V42
A
7V28]5>3442
A
7V38!/&($)*
+
,-."%
:
428C2C3>85
.
"
-A
54>
:
7
%
0
"
FA
54>
:
7
%
$
%
#
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:
>538
;
43CC7V
%
%
<.\>Y7
;
V>L8]67V\42
A
7V
%
&
;
V>L8]67V\42
A
7V
%

?56VL\42
A
7V
%
(
?56VL\42
A
7V
%
)
>C>?56VL\42
A
7V
$#$!
##
期
!!!!!!!!
申家朋!等$黄土高原丘陵区退耕还林地油松人工林碳储量及分配特征研究
趋势&
阳坡表现为$退耕

年
%
年和
#!
年油松林乔
木层碳储量分别为
<+)

#"和
#*<"%C
(
61
&!
!
随着退耕年限的增加呈现增大的趋势&各器官中!
树干的碳储量最高!各退耕年限分别占整个乔木层
的
$%
)"<*"
和
$%<+$B
"图
#
!
.
#%枯落物
层草本层灌木层碳储量较小!分别为乔木层的
!<%!B
"
$
$"
<#)B

"<%%B
"
#<%"B
"图
#
!
R
#&油松林
"
"
#""=1
土壤各退耕年限的碳
储量分别为
$*<$#

$+和
)!<%*C
(
61
&!
!并随
着退耕年限的增大而增大!其中
"
"
#"=1
和
*"
"
#""=1
土壤碳储量明显高于其他土层!分别占整个
土壤碳库的
#%
!$<)/B

!*和
)#
$+<)"B

$<*#B
"图
#
!
T
#&退耕

年
%
年和
#!
年
油松林生态系统总碳储量分别为
)!<%"

*"<*"
和
*%(
61
&!
!分配格局为土壤层
#
乔木层
#
草本
层
#
枯落物层
#
灌木层&其中!土壤层占整个人工林
总碳库的比例分别为
+!<$#B

/和
/!<*$B
!
乔木层为
#*<%)B

!#<$/B
和
!*<)+B
!枯落物层为
"<)/B

"<%B
和
"!草本层为
"<%+B

"<%+B
和
"<%*B
!灌木层为
"<$"B

"和
""图
#
!
-
#&
阴坡表现为$退耕

年
%
年和
#!
年油松林乔
木层碳储量分别为
+<)+

#$<#!
和
#+<%C
(
61
&!
!
随着退耕年限的增加呈现增大的趋势&各器官中!
树干的碳储量最高!各退耕年限分别占整个乔木层
的
$%<#*B

$<#$B
和
)!<##B
"图
#
!
0
#&枯落物
层草本层灌木层碳储量较小!分别为乔木层的
!<%/B
"
$<#+B

!<+B
"
)<"#B

"<+"B
"
#"图
#
!
U
#&油松林
"
"
#""=1
土壤的碳储量分别为
$*<++

$%和
)*(
61
&!
!随着退耕年限的增
大而增大!其中
"
"
#"=1
和
*"
"
#""=1
土壤碳储
量明显高于其他土层!分别占整个土壤碳库的
#%
!)<*+B

!/<$"B
和
)#<##B

$/<)#B

$<))B
"图
#
!
J
#&退耕

年
%
年和
#!
年油松林
总碳储量分别为
)*<"+

*$和
*(
61
&!
!
退耕

年和
%
年分配格局为土壤层
#
乔木层
#
草本
层
#
枯落物层
#
灌木层!退耕
#!
年分配格局为土壤
层
#
乔木层
#
枯落物层
#
草本层
#
灌木层&其中!土
壤层占整个人工林总碳库的比例分别为
/%<*%B

/$<+$B
和
%<+B
!乔木层为
#+<+#B

!)<)"B
和
!+<)*B
!枯落物层为
"<"B

"和
"<++B
!草
本层为
"
"和
"!灌木层为
"
"和
""图
#
!
F
#&
总体看来!相同退耕年限下!乔木层枯落物层
草本层灌草层和土壤层碳储量表现出阴坡
#
阳坡&
无论阴坡还是阳坡!乔木层和土壤层是油松林的主
要碳库!退耕

年
%
年和
#!
年油松林乔木层枯落
物层草本层灌木层和土壤层的碳储量的分配比例
基本一致!都以土壤层最大!乔木层次之!灌木层最
小!随着退耕年限增加!油松林各部分和总体碳储量
均呈现增加趋势!且退耕
#!
年
#
%
年
#

年&
由表
*
表

可以看出!阳坡和阴坡的年净生产
力及年净固碳量变化规律基本一致!均以退耕
#!
年
最高!分别为
!<)

#(
61
&!和
$<"!

#<*/C
(
表
A
!
阳坡油松人工林年净固碳量
a2\47*
!
.88L2487C=2V\>857
_
L75CV2C3>838!/&($)*
+
,-."%
:
428C2C3>85385L88
A
54>
:
7
-"
C
(
61
&!
#
组分
T>1
:
>878C
退耕

年
(
A
72VV75C>V2C3>8
年净生产力
.88L2487C
:
V>]L=C3Y3C
A
年净固碳量
.88L2487C
=2V\>85C>V2
;
7
退耕
%
年
%(
A
72VV75C>V2C3>8
年净生产力
.88L2487C
:
V>]L=C3Y3C
A
年净固碳量
.88L2487C
=2V\>85C>V2
;
7
退耕
#!
年
#!(
A
72VV75C>V2C3>8
年净生产力
.88L2487C
:
V>]L=C3Y3C
A
年净固碳量
.88L2487C
=2V\>85C>V2
;
7
乔木层
aV7742
A
7V !<"/g"枯落物层
M3CC7V42
A
7V "<##g"<"$ "<"*g"<"$ "<#"g"<"$ "<")g"<"# "<##g"<"! "<")g"<"#
合计
EL1 !<#+g"表
B
!
阴坡油松人工林年净固碳量估算
a2\47
!
.88L2487C=2V\>857
_
L75CV2C3>838!/&($)*
+
,-."%
:
428C2C3>8538562]
A
54>
:
7
-"
C
(
61
&!
#
组分
T>1
:
>878C
退耕

年
(
A
72VV75C>V2C3>8
年净生产力
.88L2487C
:
V>]L=C3Y3C
A
年净固碳量
.88L2487C
=2V\>85C>V2
;
7
退耕
%
年
%(
A
72VV75C>V2C3>8
年净生产力
.88L2487C
:
V>]L=C3Y3C
A
年净固碳量
.88L2487C
=2V\>85C>V2
;
7
退耕
#!
年
#!(
A
72VV75C>V2C3>8
年净生产力
.88L2487C
:
V>]L=C3Y3C
A
年净固碳量
.88L2487C
=2V\>85C>V2
;
7
乔木层
aV7742
A
7V !<*g"<$$ #<$+g"枯落物层
M3CC7V42
A
7V "<##g"<"$ "<"*g"<"# "<#"g"<"$ "<")g"<"# "<##g"<"! "<"*g"<"#
合计
EL1 !)#$!
西
!
北
!
植
!
物
!
学
!
报
!!!!!!!!!!!!!!!!!!!
$$
卷
61
&!
!表明在退耕
#!
年时年净固碳量最大&阳坡
年净生产力和年净固碳量均小于阴坡!说明阴坡更
适合油松林碳固定&
$
!
讨
!
论
?<=
!
不同退耕年限及坡向对油松人工林植被碳含
量及碳储量的影响
本研究中!退耕

年
%
年和
#!
年油松林乔木
层各器官碳含量在不同退耕年限及不同坡向均没有
差异!说明退耕年限及坡向没有影响油松林乔木碳
含量!且各器官碳含量在
)+<#*B
"
*$<%"B
之间变
化!平均碳含量为
*"<++B
&在国内外研究中常用
"<)*
)
#%(!"
*作为乔木碳含量!如果以此作为油松林碳
储量研究!可能导致乔木层碳储量偏小&与杉木)!#*
不同器官碳含量具有相似性&林下植被各组分碳含
量低于乔木层%相对于各组分含量!灌木层和草本层
均以地上部分碳含量高于地下部分!这可能与植被
接受光照时间及强度有关!进而影响植物光合作用
和有机质的形成%枯落物未分解状态的碳含量明显
高于半分解状态!这可能与枯落物中的部分有机物
被分解有关&
随着退耕年限的增加!油松林乔木层碳储量增
大!且阴坡大于阳坡&其中!阳坡与阴坡退耕
#!
年
乔木层碳储量分别为
#*<"%
和
#+<%C
(
61
&!
!低
于贺亮)+*"
!)(
61
&!
#孟蕾)##*"
$"<$/C
(
61
&!
#和呈小琴)#"*"
!<"+C
(
61
&!
#的油松碳储量
密度!高于刘迎春)%*油松碳储量密度"
#"(
61
&!
#!这与林龄及密度等有很大的关系&贺亮和
孟蕾采取乔木不同器官样品并实测其碳含量!而刘
迎春采用通用系数
"<*
作为乔木不同器官碳含量!
且研究地域存在立地条件差异!都可能导致碳储量
存在差异&本研究中!阴坡碳储量大于阳坡!这可能
与阴坡水分光照温度等环境因素有关!尤其在干
旱环境下!水分对于植物的生长及其重要&不管阳
坡和阴坡!退耕
#!
年油松人工林仍低于贺亮孟蕾
的研究结果和中国森林碳储量平均水平"
*/<"/C
(
61
&!
#
)
!!
*
!说明该地区油松人工林在适宜的条件下
仍有较大的增长空间!将发挥巨大的固碳潜力&
?<>
!
不同退耕年限及坡向对油松人工林土壤碳含
量及碳储量的影响
随着土壤深度的增加!不同退耕年限的土壤有
机碳含量呈现减小趋势!与国内研究结果一致)!$(!**&
但是国内研究对土壤碳储量估计的差异较大!例如
李克让)!*研究估算全国平均碳储量为
%#(
61
&!
!而周玉荣等)!!*研究结果为
#%$(
61
&!
!
因为土壤碳储量与立地环境)!/*造林树种)!+*造林
模式)!%*造林年限)$"($!*地表枯落物)$$*紧密相关!
可能造成许多研究结果不一致&本研究结果中!退
耕年限和坡向是影响油松林土壤碳储量的主要因
素&阳坡与阴坡退耕

年
%
年
#!
年土壤有机碳储
量均呈现增大趋势&
综合分析阳坡阴坡不同退耕年限油松人工林
不同层次的碳含量碳储量及分配特征后发现!退耕

年
%
年和
#!
年人工油松林生态系统碳储量分配
格局均以土壤层碳储量最大!乔木层次之!灌木层最
小!与
U38kV
等)$)*研究结果基本一致&且不同坡向
间其碳储量存在差异!总体表现为阴坡大于阳坡&
从持续发育的角度看!黄土高原阳坡和阴坡均适宜
油松林发挥固碳效益!且阴坡要优于阳坡&不同退
耕年限中!以退耕
#!
年油松林生态系统碳储量最
大!高于退耕

年和退耕
%
年油松林碳储量!但是低
于黄土高原丘陵区油松成熟林碳储量平均水平和中
国森林生态系统平均碳储量!表明退耕
#!
年后油松
人工林仍有增加碳储量的潜力&
参考文献!
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