全 文 ：第 49 卷 第 5 期
2 0 1 3 年 5 月
林 业 科 学
SCIENTIA SILVAE SINICAE
Vol. 49，No. 5
May，2 0 1 3
doi:10．11707 / j．1001-7488．20130503
收稿日期: 2012 － 04 － 17; 修回日期: 2013 － 02 － 20。
基金项目: 浙江省科技厅重大项目(2006C12060) ; 浙江农林大学科研发展基金人才启动项目(2008FR100) ; 浙江省重点科技创新团队项
目(2011R50027) ; 浙江农林大学研究生科研创新基金(3122013240140)。
浙江省中部地区公益林生物量与碳储量
钱逸凡1 伊力塔1，2 张 超1 余树全1，2 沈 露1 彭冬琴1 郑超超1
(1． 浙江农林大学林业与生物技术学院 临安 311300; 2．亚热带森林培育国家重点实验室培育基地 临安 311300)
摘 要: 利用 2010—2011 年在浙江省中部地区调查的 517 块公益林固定小班监测数据，推算不同群落类型生物
量，估算公益林植被碳储量与碳密度，并建立碳密度模型。结果表明: 浙江中部地区公益林的生物量为 99. 30
t·hm － 2，现存总生物量 16 430. 40 万 t，植被碳密度平均为 49. 59 t C·hm － 2，总碳储量为 8 205. 59 万 t C; 浙江中部地
区公益林植被碳密度受林龄与林分密度的影响显著，基于林龄、林分密度两因子拟合了公益林植被碳密度预测模
型 C b = a A + b D + c，为提高公益林固碳能力的经营管理提供科学依据。
关键词: 公益林; 生物量; 碳储量; 碳密度; 浙江中部
中图分类号: S718. 5 文献标识码: A 文章编号: 1001 － 7488(2013)05 － 0017 － 07
Biomass and Carbon Storage of Public Service Forests in the
Central Area of Zhejiang Province
Qian Yifan1 Yi Lita1，2 Zhang Chao1 Yu Shuquan1，2 Shen Lu1 Peng Dongqin1 Zheng Chaochao1
(1 ． School of Forestry and Biotechnology，Zhejiang Agriculture and Forestry University Lin’an311300;
2 ． Nurturing Station for State Key Laboratory of Subtropical Silviculture Lin’an 311300)
Abstract: Using the monitoring data from 517 public service forest plots in the central area of Zhejiang Province in
2010 － 2011，the carbon storage and carbon density of the public service forest were evaluated based on the calculated
biomass of different communities． The results showed that the average biomass of the public service forest was 99. 30
t·hm － 2，the present total biomass was 16 430． 40 × 104 t，the average carbon density was 49． 59 t C·hm － 2，and the total
carbon storage was 8 205. 59 × 104 t C in central Zhejiang． The analysis also demonstrated that the carbon density was
significantly affected by stand age and density． Finally，this study established a model，Cb = aA + bD + c ，which was
composed by stand age and density to estimate the carbon density of the public service forest in central Zhejiang for
improving the public welfare forest carbon sequestration ability．
Key words: public service forest; biomass; carbon storage; carbon density; the central area of Zhejiang Province
森林生态系统是陆地生态系统的主体，也是最
重要的陆地碳库之一，其碳储量占整个陆地植被碳
储量的 76% ～ 98% (Piao et al．，2009)，每年的碳固
定量约占整个陆地生物碳固定量的 2 /3 ( Kramer，
1981)，在调节全球碳平衡、减缓温室效应等诸多方
面有 着 极 其 重 要 的 作 用 ( Dixon et al．，1994;
Houghton et al．，2007; Liu et al．，2000)。亚热带地
区的森林群落有其独特的特点，群落类型多样、物种
丰富、生产力高、碳汇能力强，一直是国内外研究的
热点 (余树全，2003;Cornelissen et al．，1994; Du et
al．，2012; Yong et al．，2006)。
由于人类的过度利用，浙江省典型的亚热带公
益林群落遭到巨大的破坏，带来了许多生态问题。
为此，浙江省于 2001 年起全面启动实施“200 万
hm2生态公益林”计划，而浙江中部地区承接南北、
区域面积大，且原始植被几乎被完全毁坏，因此公益
林的建设备受社会各界的关注。近年来，关于浙江
省公益林的研究也逐渐增多，主要集中在群落结构
特征、森林生产力以及公益林生态系统服务功能等
方面(钱逸凡等，2012)，公益林生物量和碳储量的
研究虽有涉及但主要着眼于省级尺度，普遍存在样
本少、缺乏系统性等问题，尤其目前尚无对浙江省中
林 业 科 学 49 卷
部地区区域尺度的专项研究。本研究通过系统地选
取、调查 517 块公益林固定样地，了解中部地区公益
林的生物量和碳储量现状，从而探索本区域公益林
碳储量估算方法，为提高公益林固碳能力的经营管
理提供科学依据。
1 研究区概况
浙江省位于我国长江中下游东南沿海地区，长
江三角洲南翼(118°01—123°10E，27°06—31°31
N)。浙江中部面积广阔，包括金华市、绍兴市、衢州
市、台州市和丽水市。2011 年，浙江中部公益林面
积达 165. 46 万 hm2，占浙江省总面积 260. 70 万 hm2
的 63. 47%，是浙江省生态建设的重点区域(表 1)。
相比全省平均水平，浙江中部地区公益林幼龄林的比
例更低为 26. 58% (图 1)。在公益林群落结构上，中
部地区 仍以 针叶 林为主，松 ( Pinus ) 林 和 杉 木
( Cunninghamia lanceolata ) 林 面 积 比 例 分 别 为
37. 58%和 15. 29%，高于全省整体水平; 中部地区阔
叶林面积比例为 24. 65%，小于全省的 28. 48%，而针
阔混交林具有较高的面积比例，为 14. 76%。
表 1 浙江中部公益林面积统计
Tab． 1 Area statistics of public welfare forest in central Zhejiang
项目
Item
浙江省
Zhejiang
浙江中部 Central of Zhejiang
绍兴 Shaoxing 金华 Jinhua 衢州 Quzhou 台州 Taizhou 丽水 Lishui 合计 Total
面积 Area / hm2 260. 70 × 104 15. 88 × 104 25. 42 × 104 24. 09 × 104 22. 51 × 104 77. 56 × 104 165. 46 × 104
比例 Proportion(% ) 100. 00 6. 09 9. 75 9. 24 8. 64 29. 75 63. 47
图 1 公益林群落类型与林龄分布
Fig． 1 Community type and forest age of public welfare forest
A: 松林 Pine forest;B: 杉木林 Chinese fir forest;C: 针阔混交林 Coniferous -broadleaved mixed forest;D: 阔叶
林 Broadleaved forest;E: 毛竹林 Phyllostachys edulis forest;F: 灌木林 Shrub forest; Ⅰ: 幼龄林 Young forest;
Ⅱ: 中龄林 Half-mature forest;Ⅲ: 近熟林 Near-mature forest;Ⅳ: 成熟林 Mature forest;Ⅴ: 过熟林
Overmature forest;Ⅵ: 其他 Others．
2 研究方法
2. 1 样地设置与调查
根据浙江省行政区划，选取可代表中部五市平
均水平的县市进行重点观测 (浙江省林业厅，
2007)，包括嵊州市 (绍兴地区)、东阳市 (金华地
区)、仙居县(台州地区)、缙云县(丽水地区)和江山
市(衢州地区)在内的公益林固定监测小班。在获
取公益林二类资源清查数据的基础上，采用两阶抽
样法，公益林小班为抽样的基本单元，以全部公益林
的小班作为总抽样总体，经系统抽样抽取监测小班
(浙江省林业厅，2007)，共设监测小班 517 块，其中
嵊州市 96 块、东阳市 121 块、仙居县 103 块、缙云县
117 块、江山市 80 块。
在对固定监测小班全面踏查的基础上，在每
块小班的典型地段内设置面积为 20 m × 20 m 的
固定样地 1 块，共设样地 517 块。详细记录每块样
地的基本信息，对样地内乔木层 (胸径大于 5. 0
cm)进行每木调查(测定树高、胸径、冠幅和枝下高
等)，同时在每块样地对角线上均匀设置 3 块
2 m × 2 m 的灌草固定小样方，详细记录灌木和草
本的种类、株数和盖度等指标，所有调查均在
2010—2011 年完成。
2. 2 数据处理
2. 2. 1 生物量估算 研究采用平均生物量法，即利
用野外数据获得的单位生物量乘以该类型群落的面
81
第 5 期 钱逸凡等: 浙江省中部地区公益林生物量与碳储量
积(方精云等，2002)，推算浙江中部地区各个森林
群落生物量。研究首先以 517 块样地为样本进行调
查，根据浙江省重点公益林生物量模型(刘其霞等，
2005; 袁位高等，2009) (表 2)，分层进行群落单位
生物量计算。样地生物量为乔木生物量、灌木生物
量和草本生物量 3 者之和。其中乔木层生物量为样
地中所有单木生物量的总和，群落单位生物量为各
群落样地生物量除以取样面积的均值。其次以浙江
省中部地区公益林二类资源清查数据确定不同公益
林群落的面积(图 1)。最后以各群落平均生物量乘
以相应群落的面积求出浙江中部地区公益林的生物
总量。
表 2 浙江省重点公益林生物量估算模型①
Tab． 2 Biomass model of key ecological forest in Zhejiang Province
模型名称
Model
name
生物量模型
Biomass
model
总相对误差
Total relative
error(% )
精度
Precision
(% )
适用物种
Suitable
species
松类相容性生物量模型
Compatibility biomass
model for pine forest
W1 = W2 + W3 + W4 0. 09 92. 61
W2 = 0. 060 0 H
0. 793 4 D1. 800 5 － 0. 20 93. 88
W3 = 0. 137 708 D
1. 487 266 L0. 405 207 － 2. 96 89. 06
W4 = 0. 041 7 H
－ 0. 078 0 D2. 261 8 － 1. 29 87. 17
马尾 松 ( Pinus massoniana )、湿 地 松 ( Pinus
elliottii)、火 炬 松 ( Pinus taeda )、黑 松 ( Pinus
thunbergii)、黄山松(Pinus taiwanensis)等
杉木相容性生物量模型
Compatibility biomass
model for Chinese fir forest
W1 = W2 + W3 + W4 － 1. 69 92. 57
W2 = 0. 064 7 H
0. 895 9 D1. 488 0 － 0. 32 96. 70
W3 = 0. 097 1 D
1. 781 4 L0. 034 6 － 0. 29 90. 82
W4 = 0. 061 7 H
－ 0. 103 74 D2. 115 252 2. 38 88. 41
杉木(Cunninghamia lanceolata)
硬阔相容性生物量模型
(Ⅰ) Compatibility biomass
model for Hard broad(Ⅰ)
W1 = W2 + W3 + W4 － 1. 46 90. 02
W2 = 0. 056 0 H
0. 809 9 D1. 814 0 0. 86 92. 01
W3 = 0. 098 0 D
1. 648 1 L0. 461 0 1. 52 87. 15
W4 = 0. 054 9 H
0. 106 8D2. 095 3 3. 29 90. 06
木荷( Schima superba)、栲树(Castanopsis spp． )、
红楠 ( Machilus thunbergii )、刨 花 楠 ( Machilus
pauhoi)、华 东 楠 ( Machilus leptophylla )、香 樟
(Cinnamomum camphora)、山杜英 ( Elaeocarpus
sylvestris)等
硬阔相容性生物量模型
(Ⅱ) Compatibility biomass
model for Hard broad (Ⅱ)
W1 = W2 + W3 + W4 1. 11 91. 94
W2 = 0. 080 3 H
0. 781 5 D1. 805 6 － 0. 42 93. 02
W3 = 0. 286 0 D
1. 096 8 L0. 945 0 － 1. 76 86. 83
W4 = 0. 247 0 H
0. 174 5D1. 795 4 － 0. 23 80. 95
青冈 ( Cyclobalanopsis glauca)、苦槠 ( Castanopsis
sclerophylla)、甜槠 ( Castanopsis eyrei)、冬青 ( Ilex
purpurea)、栎(Quercus spp． )等
软阔相容性生物量模型
Compatibility biomass
model for soft broad
W1 = W2 + W3 + W4 － 0. 84 89. 43
W2 = 0. 044 4 H
0. 719 7 D1. 709 5 － 0. 46 90. 90
W3 = 0. 085 6 D
1. 226 57 L0. 397 0 － 8. 92 87. 47
W4 = 0. 045 9 H
0. 106 7 D2. 024 7 － 7. 26 86. 30
桤木 ( Alnus cremastogyne )、枫 杨 ( Pterocarya
stenoptera)、枫香 ( Liquidamba formosana)、檫木
( Sassafras tzumu)等
毛竹相容性生物量模型
Compatibility biomass
model for Phyllostachys
edulis forest
W1 = W2 + W3 + W4 － 1. 64 93. 58
W2 = 0. 039 8 H
0. 577 8 D1. 854 0 1. 01 93. 42
W3 = 2. 80
E － 01 D 0. 835 7 L0. 274 0 6. 16 89. 16
W4 = 3. 71
E － 01 H0. 135 7 D0. 981 7 13. 46 88. 39
毛竹(Phyllostachys edulis)
灌木层生物量模型
Compatibility biomass
model for shrub
W5 = 0. 409 759 D11. 061 5 H
0. 542 7 1. 58 84. 42
茶 树 ( Camellia sinensis )、盐 肤 木 ( Rhus
chinensis)、 木 ( Loropetalum chinensis )、柃 木
(Eurya japonica )、白栎 ( Quercus fabri )、女 贞
( Ligustrum lucidum )、青 冈 ( Cyclobalanopsis
glauca)等
草本层生物量模型
Compatibility biomass
model for herbal
W6 = 0. 054 920 H1 0. 803 0 G
1. 087 7 2. 67 83. 29
莎草(Cyperus rotundus)、苦菜 ( Ixeris chinensis)、
菝葜( Smilax china)、白茅( Imperata cylindrica)、
芒 ( Gramineae miscanthus )、铁角蕨 ( Asplenium
trichomanes)、苔草(Carex tristachya)等
①W1 : 总生物量 Total biomass / kg; W2 : 树干生物量 Trunk biomass / kg; W3 : 树冠生物量 Crown biomass / kg; W4 : 树根生物量 Root biomass /
kg; W5 : 灌木层生物量: Shrub layer biomass /( kg·m
－ 2 ) ; W6 : 草本层生物量: Herb layer biomass /( kg·m
－ 2 ) ; H: 树高 Tree height /m; H1 : 草本
层平均高 Herb layer height on average / cm; D: 胸径 Diameter at breast height / cm; D1 : 地径 Ground diameter / cm; L: 冠长 Crown length /m; G: 盖
度 Coverage(% )。
2. 2. 2 碳储量与碳密度估算 碳储量与碳密度的
估算方法很多，本研究采用基于生物量的估算方法
(森林生物量乘以含碳率)对公益林植被碳储量进
行估算。鉴于不同森林群落因其群落组成、林龄结
构的差异，其含碳率略有不同，本研究中采用国际上
常用的转换率，其中乔木层、灌木层含碳率为 0. 5
91
林 业 科 学 49 卷
(李海涛等，2007; Burrows et al．，2002; Houghton et
al．，2005)，草本层为 0. 45(Ajtay et al．，1997)。
2. 2. 3 碳密度模型的建立 利用 SPSS 17. 0 对各
公益林群落类型的林龄、密度和碳密度进行偏相关
性分析，在此基础上用 3 /4 的总样本数建立模型，并
用 1 /4 的样本数进行模型的验证(刘晓梅等，2011;
迟道才等，2009)。
3 结果与分析
3. 1 浙江中部地区公益林生物量
由表 3 可知，浙江中部地区公益林的单位生物
量为 99. 30 t·hm － 2，不同群落的单位生物量差异显
著，各群落类型中，杉木林单位生物量最高，达到
124. 88 t·hm － 2，其他由高到低依次为针阔混交林
112. 21 t·hm － 2、阔叶林 104. 65 t·hm － 2、松林 90. 64
t·hm － 2、毛竹林 60. 21 t·hm － 2和灌木林 37. 35 t·
hm － 2。而且，在不同层次上单位生物量差异较大，
乔木层以杉木林单位生物量最高，达 94. 00 t·hm － 2;
灌木层和草本层单位生物量则以针阔混交林和灌木
林最高，分别达到 39. 33 和 1. 70 t·hm － 2。
由表 3 可知，浙江中部地区公益林垂直结构上
的单位生物量以乔木层最大，平均达 65. 76 t·hm － 2，
占群落单位生物量的 66. 23%，其树干、树冠和树根
分别占 35. 55%，13. 21% 和 17. 46% ; 灌木层单位
生物量平均达 32. 37 t·hm － 2，占 32. 60% ; 草本层为
1. 17 t·hm － 2，占 1. 18%。但各群落类型单位生物量
的垂直分配略有不同。毛竹林由于密度较高，林下
光照少，生物量更集中于乔木层，占 83. 70% ; 灌木
林的乔木层发育不足，生物量集中于灌木层，占
76. 98%，草本层达到 4. 55%。结构较为完整的松
林、杉木林、针阔混交林和阔叶林在垂直结构上生物
量的分配基本一致，由于乔木层利用了绝大部分光
照，进入林内可供灌木和草本利用的光照更为有限，
因此林下生物量趋于一致，稳定在群落生物量的1 /3
左右。加大对乔木层的经营管理，增加乔木层生物
量，是增加群落总生物量的关键。
表 3 浙江中部地区公益林单位生物量①
Tab． 3 Unit biomass of public welfare forest in central Zhejiang t·hm － 2
群落类型
Community type
乔木 Arbor layer
树干
Trunk
树冠
Crown
树根
Root
小计
Subtotal
灌木层
Shrub layer
草本层
Herb layer
群落
Community
松林 Pine forest 34. 08 ±26. 47bc 10. 90 ±7. 41c 12. 85 ±9. 82b 57. 82 ±43. 10bc 31. 38 ±22. 01b 1. 45 ±1. 38a 90. 64 ±51. 74c
杉木林 Chinese fir forest 48. 63 ±34. 72c 19. 74 ±11. 80e 25. 63 ±15. 65d 94. 00 ±59. 48d 29. 57 ±19. 15bc 1. 31 ±1. 29b 124. 88 ±55. 19de
针阔混交林 Coniferous-
broadleaved mixed forest 38. 59 ±21. 30
bc 14. 01 ±6. 46d 19. 32 ±9. 88c 71. 92 ±35. 93cd 39. 33 ±20. 12c 0. 97 ±0. 84b 112. 21 ±45. 72cd
阔叶林 Broadleaved forest 32. 74 ±24. 00b 14. 53 ±9. 94d 21. 00 ±15. 18c 68. 27 ±47. 92cd 35. 62 ±20. 92bc 0. 76 ±0. 90b 104. 65 ±51. 74cd
毛竹林 Phyllostachys
edulis forest 30. 16 ±16. 33
b 7. 82 ±3. 21b 12. 41 ±5. 09b 50. 39 ±24. 11b 9. 10 ±12. 58ab 0. 71 ±0. 70b 60. 21 ±26. 04b
灌木林 Shrub forest 3. 40 ±5. 21a 1. 25 ±1. 53a 2. 27 ±3. 45a 6. 92 ±9. 99a 28. 75 ±21. 36b 1. 70 ±2. 00a 37. 35 ±21. 86a
加权平均 Weighted mean 35. 30 13. 12 17. 34 65. 76 32. 37 1. 17 99. 30
①同列相同小写字母表示生物量大小差异不显著，反之差异显著( P ＜ 0. 01)。The same lowercase letters within the same column mean the
difference of biomass was not significant，whereas the difference was significant (P ＜ 0. 01) ．
由表 4 可知，浙江中部地区公益林现存总生物
量 16 430. 40 万 t，由于在面积上松林占据绝对优
势，其总生物量最高，达到 5 636. 81 万 t，占中部地
区公益林总生物量的 34. 31% ; 其他群落类型总生
物量 由 高 到 低 依 次 为 阔 叶 林 4 267. 43 万 t
(25. 97% )、杉木林 3 160. 31 万 t (19. 23% )、针阔
混交林 2 746. 56 万 t (16. 72% )、毛竹林 380. 10 万 t
(2. 31% )和灌木林 239. 19 万 t (1. 46% )。松林、阔
叶林单位生物量不高，但仍占据了中部地区公益林
的总生物量主体部分。因此随着针叶林阔叶化改造
的进行和阔叶林质量的提升，浙江中部地区公益林
的生物量将进一步增加。
3. 2 浙江中部地区公益林植被碳储量与碳密度
由表 5 可知，浙江中部地区公益林植被总碳储量
为 8 205. 59 万 tC，各群落类型中，松林碳储量最大
(2 813. 92万 tC)，占植被总碳储量的 34. 29%，灌木林
的碳储量最小(119. 05 万 tC)，占 1. 45% ; 植被碳密
度加权平均值为 49. 59 tC·hm － 2。由于松林面积
(37. 58% )占据优势，其植被碳储量高于其他群落类
型，但其碳密度 45. 25 tC·hm － 2低于密度较高的杉木
林(62. 38 tC·hm － 2)、针阔混交林(56. 07 tC·hm － 2 )和
阔叶林(52. 29 tC·hm － 2 ); 毛竹林受单株生物量的限
制，碳密度仅为 30. 07 tC·hm － 2，但毛竹生活史周期
短，其固碳潜能很大。
02
第 5 期 钱逸凡等: 浙江省中部地区公益林生物量与碳储量
表 4 浙江中部地区公益林现存生物量
Tab． 4 Existing biomass of public welfare forest in central Zhejiang 104 t
群落类型
Community type
乔木层 Arbor layer
树干
Trunk
树冠
Crown
树根
Root
小计
Subtotal
灌木层
Shrub layer
草本层
Herb layer
群落
Community
松林 Pine forest 2 119. 23 677. 61 798. 87 3 595. 71 1 951. 20 89. 90 5 636. 81
杉木林 Chinese fir forest 1 230. 58 499. 63 648. 63 2 378. 84 748. 35 33. 12 3 160. 31
针阔混交林 Coniferous-
broadleaved mixed forest
944. 58 342. 82 472. 79 1 760. 19 962. 69 23. 68 2 746. 56
阔叶林 Broadleaved forest 1 334. 93 592. 62 856. 26 2 783. 81 1 452. 52 31. 10 4 267. 43
毛竹林 Phyllostachys edulis forest 190. 40 49. 38 78. 35 318. 13 57. 47 4. 50 380. 10
灌木林 Shrub forest 21. 77 8. 01 14. 50 44. 28 184. 04 10. 87 239. 19
合计 Total 5 841. 49 2 170. 07 2 869. 40 10 880. 96 5 356. 27 193. 17 16 430. 40
表 5 浙江中部地区公益林植被碳密度和碳储量
Tab． 5 Vegetation carbon density and carbon storage of public welfare forest in central Zhejiang
群落类型
Community type
碳密度 Carbon density /( tC·hm － 2 ) 碳储量 Carbon stocks /(104 tC)
乔木层
Arbor layer
灌木层
Shrub layer
草本层
Herb layer
群落
Community
乔木层
Arbor layer
灌木层
Shrub layer
草本层
Herb layer
群落
Community
松林 Pine forest 28. 91 15. 69 0. 65 45. 25 1 797. 86 975. 60 40. 46 2 813. 92
杉木林 Chinese fir forest 47. 00 14. 79 0. 59 62. 38 1 189. 42 374. 18 14. 90 1 578. 50
针阔混交林 Coniferous-
broadleaved mixed forest
35. 96 19. 67 0. 44 56. 07 880. 10 481. 35 10. 66 1 372. 11
阔叶林 Broadleaved forest 34. 14 17. 81 0. 34 52. 29 1 391. 91 726. 26 14. 00 2 132. 17
毛竹林 Phyllostachys edulis forest 25. 20 4. 55 0. 32 30. 07 159. 07 28. 74 2. 03 189. 84
灌木林 Shrub forest 3. 46 14. 38 0. 77 18. 61 22. 14 92. 02 4. 89 119. 05
本研究表明，浙江中部地区公益林平均植被碳
密度(49. 59 tC·hm － 2)高于方精云等(2001)对中国
浙江森林植被碳密度的估算，表明随着林龄增长，中
部地区公益林碳密度增长迅速。此外，2006 年浙江
省中部 5 个行政区域绍兴市、金华市、衢州市、台州
市和丽水市的公益林单位生物量分别为 69. 00，
66. 75，67. 35，63. 90 和 68. 70 t·hm － 2 (浙江林业厅，
2007)。因此，中部地区公益林从 2006 年总生物量
7 477. 3 万 t，植被碳储量 3 734. 29 万 t C，增长到
2011 年的 16 430. 40 万 t 和 8 205. 59 万 t C，5 年积
累碳 4 471. 30 万 t C。这主要是由于 2010 年全省公
益林面积从 2006 年的 111. 00 万 hm2增长到 165. 46
万 hm2，另外，通过针阔化改造、幼龄林抚育等措施，
公益林平均生物量从 2006 年的 67. 36 t·hm － 2增长
到 2011 年的 99. 30 t·hm － 2，年均净增长 6. 39 t·
hm － 2 a － 1，年均增长率 8. 07%。表明近几年来，浙江
中部地区公益林生物量增长迅速，对保持浙江中部
地区生态系统的稳定具有重大作用。
3. 3 林龄、密度因子与植被碳密度的关系
有研究表明，由于群落林龄的增长，生物量逐渐
积累，碳密度逐渐增长(彭守璋等，2011; 贾炜玮等，
2012; 吴丹等，2012)。但此类结论无法解释浙江中
部存在部分林地林龄较高，而碳密度较低的事实，只
有在群落密度保持稳定或者逐渐增大的前提下，碳密
度与林龄才存在较高的相关性。故在公益林经营中
仅用林龄因子无法满足估算或预测群落碳密度的要
求。不同群落植被碳密度与生物量及含碳率有关，而
国际上进行碳估算和碳交易时均采用固定的含碳率，
本研究发现松林、杉木林、针阔混交林和阔叶林 4 种
(毛竹林、灌木林结构特殊，在此不作讨论)公益林的
林龄和林分密度与植被碳密度显著相关(P ＜ 0. 01)，
偏相关性系数均达到 0. 6 以上(表 6)。
表 6 浙江中部地区公益林林龄、密度与植被碳密度的相关性①
Tab． 6 Partial correlation between vegetation carbon density with forest age and forest density in central Zhejiang
群落类型
Community type
样地数
Sample number
偏相关系数 Partial correlation
林龄与碳密度
Forest age and carbon density
密度与碳密度
Density and carbon density
松林 Pine forest 123 0. 702＊＊ 0. 713＊＊
杉木林 Chinese fir forest 72 0. 740＊＊ 0. 679＊＊
针阔混交林 Coniferous-broadleaved mixed forest 174 0. 660＊＊ 0. 605＊＊
阔叶林 Broadleaved forest 68 0. 730＊＊ 0. 680＊＊
①＊＊: α = 0. 01．
12
林 业 科 学 49 卷
研究通过建立二元一次模型发现林龄、林分密
度与植被碳密度存在如下关系: C b = aA + bD + c。
C b为植被碳密度( tC·hm
－ 2); A 为林龄( a); D 为林
分密度(株·hm － 2); a，b 和 c 为模型系数，见表 7。
表 7 浙江中部地区公益林植被碳密度预测模型
Tab． 7 Vegetation carbon density forecast model of public welfare forest in central Zhejiang
群落类型
Community type
拟合样地数
Fitting sample
number
验证样地数
Checking
sample
number
林龄
Forest
age / a
密度
Density /
(株·hm － 2 )
模型拟合结果
R2 a b c Sig
精度
Accuracy
松林 Pine forest 93 30 7 ～ 61 100 ～ 4 175 0. 745 1. 696 0. 018 － 19. 889 0. 000 89. 83%
杉木林 Chinese fir forest 54 18 5 ～ 51 400 ～ 5 350 0. 693 1. 881 0. 009 － 3. 211 0. 000 85. 75%
针阔混交林 Coniferous-
broadleaved mixed forest
131 43 5 ～ 56 1 150 ～ 5 250 0. 689 1. 406 0. 011 － 9. 327 0. 000 84. 19%
阔叶林 Broadleaved forest 51 17 12 ～ 57 1 425 ～ 3 675 0. 805 2. 459 0. 015 － 30. 340 0. 000 84. 36%
由表 7 可知，各模型 R2均高于 0. 689，取 4 种群
落类型的总样本数的 1 /4 对模型进行验证，比较观
测值和预测值的差异(图 2)，发现此模型的精度均
高于 80%，可用于浙江中部地区公益林植被层的碳
密度估算。此模型的意义在于，植被碳密度大小受
林龄和密度的控制:对于松林等 4 种群落类型，在密
度不变的情况下，林龄每增长 1 年，碳密度分别增长
1. 696，1. 881，1. 406 和 2. 459 t C·hm － 2，反映了不
同群落类型在生物量和碳积累上的能力; 而在林龄
不变时，密度在较低的水平(150 ～ 5 350 株·hm － 2 )
下，密度每增长 1 000 株·hm － 2，碳密度分别增长
18，9，11 和 15 t C·hm － 2，表明在当下林龄和密度均
不大的浙江中部地区，增加乔木密度可提高公益林
的碳积累能力。
图 2 样地碳密度实测值和预测值的拟合度
Fig． 2 Reparameterization between measured and predicted carbon density
4 结论与讨论
生物量与碳储量的估算是评价公益林质量尤
其是固碳能力的关键环节，目前在大尺度上对森
林生物量的推算方法主要是平均生物量法、平均
换算因子法和换算因子连续函数法，其中换算因
子连续函数法被看作平均换算因子法的改进 (方
精云等，2002 )。而在省级尺度仅有张茂震等
(2009)利用换算因子连续函数法对浙江森林生物
量及生产力进行估算，以及 Zhang 等 (2007)利用
22
第 5 期 钱逸凡等: 浙江省中部地区公益林生物量与碳储量
平均生物量法对浙江公益林生物量及生产力估
算。松林、杉木林、针阔混交林、阔叶林 4 种公益
林群落林下层平均生物量均稳定在群落植被总生
物量的 1 /3，换算因子连续函数法因其快速、简便、
与资源清查数据有效结合而被广泛应用于大尺度
上生物量与碳储量的估算，但其忽略了林下层生
物量而常常导致估算结果偏小，客观地低估了我
国森林生物量和碳储量总量。因而在省级尺度上
平均生物量法对于公益林生物量和碳储量的估算
更为精确，笔者认为在国家尺度上的估算，应采用
各地的参数和按类型分类进行详尽的统计，这样
得到的生物量和碳储量估算结果更可靠。
浙江中部地区原始地带性植被破坏最为严重，
现存阔叶林多为天然次生演替而来，阔叶林的生物
量低于浙江公益林整体水平; 但由于植被恢复早，
松林、杉木林和针阔混交林平均生物量均高于浙江
全省平均水平，应用碳密度估算模型可推测浙江中
部地区公益林恢复进程，同时对于指导全省公益林
的经营管理也具有普遍意义。海拔、坡度、坡向、坡
位等环境因子间接影响群落结构，例如密度，从而影
响群落碳密度。
参 考 文 献
迟道才，孙号茗，崔 屾，等 ． 2009． 半湿润地区旱涝灾害预测模型
研究 ． 人民长江，40(1) : 24 － 26．
方精云，陈安平 ． 2001． 中国森林植被碳库的动态变化及其意义 ． 植
物学报，43(9) : 967 － 973．
方精云，陈安平，赵淑清，等 ． 2002． 中国森林生物量的估算:对 Fang
等 Science 一文( Science，2001，291:2320 ～ 2322)的若干说明 ．
植物生态学报，26(2) :243 － 249．
贾炜玮，李凤日，董利虎，等 ． 2012． 基于相容性生物量模型的樟子
松林碳密度与碳储量研究 ． 北京林业大学学报，34(1) : 6 － 13．
李海涛，王姗娜，高鲁鹏，等 ． 2007． 赣中亚热带森林植被碳储量 ．
生态学报，27(2) : 693 － 704．
刘其霞，常 杰，江 波，等 ． 2005． 浙江省常绿阔叶生态公益林生
物量 ． 生态学报，25(9) : 2139 － 2144．
刘晓梅，布仁仓，邓华卫，等 ． 2011． 基于地统计学丰林自然保护区
森林生物量估测及空间格局分析 ． 生态学报，31(16) : 4783 －
4790．
彭守璋，赵传燕，郑祥霖，等 ． 2011． 祁连山青海云杉林生物量和碳
储量空间分布特征 ． 应用生态学报，22(7) : 1689 － 1694．
钱逸凡，伊力塔，钭培民，等 ． 2012． 浙江缙云公益林生物量及固碳
释氧效益 ． 浙江农林大学学报，29(2) : 257 － 264．
吴 丹，邵全琴，李 佳，等 ． 2012． 江西中南部红壤丘陵区主要造
林树种碳固定估算 ． 生态学报，32(1) : 142 － 150．
余树全 ． 2003．浙江淳安天然次生林演替的定量研究 ． 林业科学，39
(1) : 17 － 22．
袁位高，江 波，葛永金，等 ． 2009． 浙江省重点公益林生物量模型
研究 ． 浙江林业科技，29(2) : 1 － 5．
张茂震，王广兴，刘安兴 ． 2009． 基于森林资源连续清查资料估算的
浙江省森林生物量及生产力 ．林业科学，45(9)13 － 17．
浙江省林业厅 ． 2007． 浙江省重点公益林建设与效益年报 ． 杭州:
浙江省林业厅 ．
Ajtay G L， Ketner P， Duvigneaud P． 1979． Terrestrial primary
production and phytomass． The Global Carbon Cycle，13: 129 －
182．
Burrows W H，Henry B K，Back P V，et al． 2002． Growth and carbon
stock change in eucalypt woodlands in northeast Australia: ecological
and greenhouse sink implications． Global Change Biol，8(8) : 769
－ 784．
Cornelissen J，Werger M，Zhang C Z． 1994． Effects of canopy gaps on
the growth of tree seedlings from subtropical broad-leaved evergreen
forests of southern China． Plant Ecol，110(1) : 43 － 54．
Dixon R K，Solomon A M，Brown S，et al． 1994． Carbon pools and flux of
global forest ecosystems． Science，263(5144) : 185 － 190．
Du Y，Mi X，Liu X，et al． 2012． The effects of ice storm on seed rain
and seed limitation in an evergreen broad-leaved forest in east
China． Acta Oecologica，39(2) : 87 － 93．
Houghton R A． 2005． Aboveground forest biomass and the global carbon
balance． Global Change Biology，11(6) : 945 － 958．
Houghton R A． 2007． Balancing the global carbon budget． Annual Review
of Earth and Planetary Sciences，35(1) : 313 － 347．
Liu G H，Fu B J，Fang J Y． 2000． Carbon dynamics of Chinese forests
and its contribution to global carbon balance． Acta Ecologica Sinica，
20(5) : 733 － 740．
Kramer P J． 1981． Carbon dioxide concentration，photosynthesis，and dry
matter production． Bioscience，31(1) :29 － 33．
Piao S，Fang J Y，Ciais P，et al． 2009． The carbon balance of terrestrial
ecosystems in China． Nature，458(7241) : 1009 － 1013．
Yong C Y． 2006． A brief review of studies on differentiation of vegetation
pattern along a topographic gradient in hilly regions． Journal of Plant
Ecology，30(3) : 504 － 513．
Zhang J，Ge Y，Chang J，et al． 2007． Carbon storage by ecological
service forest in Zhejiang Provinee， subtropical China． Forest
Ecology and Management，245(1) : 64 － 75．
(责任编辑 于静娴)
32