全 文 ：第 ww卷 第 v期
u s s {年 v 月
林 业 科 学
≥≤Œ∞‘׌„ ≥Œ∂ „∞ ≥Œ‘Œ≤„∞
∂²¯1ww o‘²1v
¤µqou s s {
楠木人工林生态系统生物量 !碳含量 !
碳贮量及其分布 3
马明东t 江 洪u ov 刘跃建t
kt1 四川农业大学 都江堰 ytt{vs ~ u1 浙江林学院国际生态中心 杭州 vttvss ~
v1 南京大学国际地球系统科学研究所 南京 utss|vl
摘 要 } 对 vu年生楠木人工林生物量 !碳含量 !碳贮量及其空间分布进行测定 ∀结果表明 }楠木林分平均生物量
为 tzw1vv·#«°pu o其中乔木层为 tyy1zv·#«°pu o占林分生物量的 |x1y h ~楠木林分生态系统各组分碳含量为树干
s1xzy | ª≤#ªpt o树皮 s1wyx w ª≤#ªpt o树枝 s1xuv u ª≤#ªpt o树叶 s1w|x { ª≤#ªpt o树根 s1w|v t ª≤#ªpt o灌木层 s1w|{ |
ª≤#ªpt o草本层 s1wzv v ª≤#ªpt o苔藓层 s1wtw v ª≤#ªpt o枯落物层 s1v{{ u ª≤#ªpt ~土壤碳含量平均值为 s1stv |
ª≤#ªpt o随土层深度增加各层次土壤碳含量逐渐减少 ~楠木林分生态系统总碳贮量为 uuz1x| ·#«°pu o其中乔木层
|t1vv ·#«°pu o占楠木林分生态系统总碳贮量的 ws1tv h o灌木层 s1v{ ·#«°pu o只占 s1tz h o草本层 t1zt ·#«°pu o占
s1zy h o苔藓层 s1yv ·#«°pu o占 s1u{ h o枯落物层 s1yy ·#«°pu o占 s1u| h o林地土壤ks ∗ {s ¦°l碳贮量为 tvu1{{
·#«°pu o占 x{1ws h ~其碳库空间分布序列为土壤ks ∗ {s ¦°l 乔木层 草本层 枯落物层 苔藓层 灌木层 ~楠
木林分净生产量为 {1xzs y·#«°pu¤pt o其中乔木层净生产量为 y1yy| t ·#«°pu¤pt o占林分总量的 zz1{u h ∀楠木林
分碳素年固定量 w1uxv y ·#«°pu¤pt o其中乔木层碳素年固定量 v1xzv y·#«°pu¤pt o占林分总量的 {w1st h ∀
关键词 } 楠木人工林 ~生物量 ~碳含量 ~净生产量 ~碳贮量
中图分类号 }≥ztx 文献标识码 }„ 文章编号 }tsst p zw{{kuss{lsv p ssvw p sy
收稿日期 }ussy p sw p sy ∀
基金项目 }科技部国家基础理论研究规划资助项目kussu≤…tttxsw oussu≤…wts{tt oussx≤…wuuus{l o国家自然科学基金项目kwsyzttvul o科技
部数据共享平台建设项目kussx⁄Ž„vuvssl ∀
3 江洪为通讯作者 ∀
ΒιοµασσoΧαρβον Χοντεντ oΧαρβον Στοραγε ανδ Τηειρ ςερτιχαλ ∆ιστριβυτιον οφ
Πηοεβε βουρµει Αρτιφιχιαλ Στανδ
¤ ¬±ª§²±ªt ¬¤±ª ‹²±ªuov ¬∏≠∏¨­¬¤±t
kt1 Σιχηυαν Αγριχυλτυραλ Υνιϖερσιτψ ∆υϕιανγψαν ytt{vs ~ u1 Ιντερνατιοναλ Χεντεροφ Εχολογψo Ζηεϕιανγ Φορεστρψ Υνιϖερσιτψ
Ηανγζηου vttvss ~ v1 Ινστιτυτε οφ Εαρτη Σψστεµ Σχιενχε o Νανϕινγ Υνιϖερσιτψ Νανϕινγ utss|vl
Αβστραχτ } ׫¨ ¥¬²°¤¶¶o¦¤µ¥²±¦²±·¨±·o¦¤µ¥²±¶·²µ¤ª¨ ¤±§·«¨¬µ√¨ µ·¬¦¤¯ §¬¶·µ¬¥∏·¬²± º¨ µ¨ °¨ ¤¶∏µ¨§¬±vu p ¼¨ ¤µ2²¯§¤µ·¬©¬¦¬¤¯
¶·¤±§²© Πηοεβε βουρµει q׫¨ µ¨¶∏¯·¶¶«²º¨ §}׫¨ °¨ ¤±¥¬²°¤¶¶¬¶tzw1vv·#«°pu o¬± º«¬¦«·«¨ ¤µ¥¨µ¯¤¼¨ µ¬¶tyy1zv·#«°pu
¤¦¦²∏±·¬±ª©²µ|x1y h q ׫¨ ¦¤µ¥²± ¦²±·¨±·²©¶·¨°o¥¤µ®o¥µ¤±¦«o¯¨ ¤©oµ²²©o¶«µ∏¥o «¨µ¥o ¬¯·¦«¨ ± ¤±§ ¬¯·¨µ¬¶s1xzy | o
s1wyx w os1xuv u os1w|x { os1w|v t os1w|{ | os1wzv v os1wtw v ¤±§s1v{{ u ª≤#ªpt oµ¨¶³¨¦·¬√¨ ¼¯ q ׫¨ °¨ ¤± ¦¤µ¥²±
¦²±·¨±·²©¶²¬¯ º«¬¦«µ¨§∏¦¨¶ªµ¤§∏¤¯ ¼¯ º¬·«·«¨ §¨³·«¬¶s1stv | ª≤#ªpt q ׫¨ ·²·¤¯ ¦¤µ¥²± ¶·²µ¤ª¨ ²© Πq βουρµει ¶·¤±§
¦¨²¶¼¶·¨°o¬¶uuz1x|·#«°pu o¬¶§¨√¬§¨§¬±·²¶²¬¯ ¤¯¼¨ µks ∗ {s ¦°l ¤¦¦²∏±·¬±ª©²µx{1ws h ktvv1{{ ·#«°pul o·µ¨¨ ¤¯¼¨ µ
¤¦¦²∏±·¬±ª©²µws1tv h k|t1vv ·#«°pul o«¨µ¥¤¦¦²∏±·¬±ª©²µs1zy h kt1zt ·#«°pul o ¬¯·¨µ¤¦¦²∏±·¬±ª©²µs1u| h ks1yy
·#«°pul o ¬¯·¦«¨ ± ¤¦¦²∏±·¬±ª©²µs1u{ h ks1yv ·#«°pul ¤±§¶«µ∏¥¤¦¦²∏±·¬±ª©²µs1tz h ks1v{ ·#«°pul q ׫¨ ·µ¨¨ ¤¯¼¨ µ
³µ²§∏¦·¬²±ª¬¶y1yy| t·#«°pu¤p t º«¬¦«¤¦¦²∏±·¶©²µzz1yu h ²©·«¨ °¨ ¤± ±¨·³µ²§∏¦·¬²± k{1xzs y ·#«°pu¤p tl q׫¨ ·µ¨¨
¤¯¼¨ µ¶¨ ∏´¨¶·µ¤·¬²± ¬¶v1xzv y ·#«°pu ¤p t º«¬¦«¤¦¦²∏±·¶©²µ{w1st h ²©·«¨ °¨ ¤± ¤±±∏¤¯ ¦¤µ¥²± ¶¨ ∏´¨¶·µ¤·¬²± kw1uxv y
·#«°pu¤ptl q
Κεψ ωορδσ} Πηοεβε βουρµει ¤µ·¬©¬¦¬¤¯ ¶·¤±§~¥¬²°¤¶¶~¦¤µ¥²± ¦²±·¨±·~±¨·³µ¬°¤µ¼ ³µ²§∏¦·¬√¬·¼~¦¤µ¥²±¶·²µ¤ª¨
森林是陆地生态系统的主体 o维持着全球 {y h的植被碳库k • ²²§º¨ ¯¯ ετ αλqot|z{l和 zv h的土壤碳库
k°²¶·ετ αλqot|{ul ∀与其他陆地生态系统相比 o森林具有较高的生产力 ∀每年固定的碳约占整个陆地生态
系统的 uΠv ∀因此 o森林生态系统在调节全球碳平衡 o减缓大气中 ≤’u 等温室气体浓度上升以及调节全球气
候等方面有着不可替代的作用 ∀
近年来 o我国已开始对植被碳平衡问题进行研究 o特别是对森林碳汇的研究 ∀方精云kusstl !王效科等
kusssl分别在森林生态系统生物量和生产力研究基础上 o结合森林资源清查成果 o推算出中国近 xs年来的
森林碳库及其变化 ∀康惠宁等kt||yl通过对森林碳汇功能的研究 o得出中国森林净固碳量为 { yvs ª≤#¤pt o
石广生等kt||yl估算 t||s年中国森林吸收碳量为 t1v|| ≅ tsw ª≤#¤pt ∀另外 o雷丕峰等kusswl !方晰等kussu ~
ussvl !周国模等kusswl !马明东等kusszl分别对樟树k Χινναµοµυµ χαµπηοραl !马尾松k Πινυσ µασσονιαναl !杉木
k Χυννινγηαµια λανχεολαταl !毛竹k Πηψλλοσταχηψσ πυβεσχενσl人工林 !云杉k Πιχεα ασπεραταl天然林生态系统碳含量 !
碳贮量及其空间分布进行了深入研究 ∀这些成果为我国森林碳汇功能的研究做出了积极贡献 ∀
楠木k Πηοεβε βουρµειl为我国珍贵用材树种 o素以材质优良而闻名于国内外 ∀主要分布于我国的四川 !贵
州 !湖南和福建等省 o是我国亚热带常绿阔叶林的代表树种 ∀关于楠木人工林群落中有机物积累 !分布和碳
循环方面的研究至今少见报道 ∀本文对楠木人工林分生物量 !碳含量和碳贮量及其分布进行了系统研究 o为
进一步研究楠木林生态系统碳循环及碳汇功能提供基础数据 ∀
t 研究地概况
样地设于成都平原与川西北山地接合部的都江堰灵岩山南坡中下段ktsvβvwχ ) tsvβwvχ ∞ovtβtχ ) vtβwχ
‘l o为浅切割低山地貌类型 o海拔 {ss °左右 o坡度 usβ ∀土壤为沙岩上发育的黄壤 o土层厚度 ys ∗ tss ¦°o质
地为重壤质 o³‹值 w1x ∗ x1x ~由于多雨 o在淀积层与母质层之间有明显的潜育现象 o土壤肥力中等 o保肥保
水性好 ∀调查区属于亚热带气候 o年均气温 tx1u ε o极端最高 !最低温度分别为 v{和 p ts ε o年均相对湿度
{t h o年均降雨量 t uwv °° o无霜期 uy| §∀
楠木林年龄为 vu年 o是在洋槐k Ροβινια πσευδοαχαχιαl林采伐迹地上人工更新形成的 ∀初植密度 v vvv株#
«°pu o自然稀疏后 o曾进行过不定期的轻度择伐 ∀目前活立木保留 {vv株#«°pu ∀郁闭度 s1z o林分平均胸径
t{1s ¦°o平均树高 tx1y °∀林内灌木主要有悬钩子k Ρυβυσ πυνγενσl !胡枝子k Λεσπεδεζα βιχολορl !十大功劳
k Μαηονια βεαλειl !野花椒k Ζαντηοξψλυµ σιµυλανσl !光叶海桐k Πιττοσπορυµ γλαβρατυµl等 o盖度为 ts h左右 ∀草本
主要有蕨k Πτεριδιυµ αγυιλινυµl !莎草k Χψπερυσ ροτυνδυσl !扁竹根k Ιρισϕαπονιχαl !麦冬k Οπηιοπογον ϕαπονιχυσl !芒
萁k ∆ρανχεοπτεισ διχηοτοµεl等 o盖度为 ys h左右 ∀藓类主要有山羽藓k Τηυιδιυµ ασσιµιλεl等 o盖度为 zs h以上 ∀
u 研究方法
211 楠木生物量和净生产量测定
由于林木胸径和树高等测树因子与各器官生物量密切相关 o采用/相对生长测定法0估算楠木的生物量 ∀
为了准确推导各器官生物量 o在楠木林分内设置 u个 us ° ≅ vs °样地进行每木调查 o在每木调查的基础上 o
按楠木径级k起测胸径 x¦° ou¦°为 t径级 o共 |个径级l选取 |株标准木 ∀用/分层切割法0分别实测干材 !
皮 !枝 !叶鲜质量 o同时对各器官的样品按/混合取样法0取样 ∀分别选择优势木 !平均木和被压木各 t株 o测
定地下部分生物量 o采用/分层挖掘法ks ∗ us !us ∗ ws !ws ∗ ys和 ys ∗ {s ¦°l将根条按自然状态挖出 o按根桩 !
粗根k  u ¦°l !中根kt1t ∗ u ¦°l !小根ks1x ∗ t1s ¦°l和细根k  s1x ¦°l分级称取鲜质量并取样 ∀将上述各器
官各层次样品带回实验室 o在 {s ε 烘箱中烘干至恒重 o计算出各器官干物质质量 ∀然后根据建立的估算楠
木单株各器官生物量经验公式计算各器官干质量生物量和林分每公顷生物量 ∀
楠木树干材 !树皮 !树枝 !树根的平均净生产量是按各器官生物量被乔木的年龄所除之商 o叶生物量总量
以叶在树林上着生 w年计 o除以 w得叶年平均生长量 ∀林分内灌木曾受到严重人为干扰 o林内灌木数量较
少 o取 w年计算灌木平均净生产量 ∀取 w年计算草本植物平均净生产量 ∀
212 林下植被生物量 !凋落物量的测定
在每个样地内按梅花形布置 x个 u ° ≅ u °小样方 o采用/样方收获法0测定林下植被和草本生物量 ∀林
分凋落物量则采用收集法测定k冯宗炜等 ot|||l ∀
213 化学分析
采用重络酸钾 p水合加热法测定楠木各器官 !灌木层 !草本层 !苔藓层 !枯落物及各土层ks ∗ us !us ∗ ws !
ws ∗ ys与 ys ∗ {s ¦°l的碳含量k刘光松 ot||yl ∀
xv 第 v期 马明东等 }楠木人工林生态系统生物量 !碳含量 !碳贮量及其分布
v 结果分析
311 楠木林分生物量
v1t1t 乔木层生物量的积累 估算楠木单株各器官生物量经验公式k表 tl o计算出四川盆地西缘楠木人工
林乔木层总生物量为 tyy1zv·#«°pu ∀乔木层各器官生物量及其分配比例见表 u o优势木 !平均木 !被压木根
系生物量及其分配见表 v ∀
表 1 各器官干质量 !胸径与树高的回归方程 ≠
Ταβ .1 Ρεγρεσσιον εθυατιον οφ Π . βουρµει οργαν δρψ ωειγητ , ∆ΒΗ ανδ τρεε ηειγητ
器官 ’µª¤± 回归方程 • ª¨µ¨¶¶¬²± ¨´ ∏¤·¬²± ρ ≥⁄
树干材 ×µ∏±® ª¯Ω € s1|wt |¯ ªk ∆u Ηl p t1wu| | s1|y{ s33 s1syv u
树 皮 …¤µ® ª¯Ω € t1sts y¯ ªk ∆u Ηl p u1{wx u s1|zw w33 s1syt v
树 枝 …µ¤±¦« ª¯Ω € s1||x u¯ ªk ∆u Ηl p u1vuy u s1|w{ {33 s1szs t
树 叶 ¨¤√¨ ¶ ª¯Ω € t1sts {¯ ªk ∆u Ηl p u1{yv u s1|t| w33 s1szx w
地上部 „¥²√¨ ªµ²∏±§ ª¯Ω € s1|x| |¯ ªk ∆u Ηl p t1vy| x s1|vx u33 s1szt y
根桩 ≥·∏°³ ª¯Ω € t1xzw x¯ ªk ∆u Ηl p w1wtx w s1|vx x33 s1szt x
粗根 ≤²¤µ¶¨ µ²²· ª¯Ω € u1uwz {¯ ªk ∆u Ηl p z1u|z w s1|yv z33 s1syv y
中根  §¨¬∏° µ²²· ª¯Ω € t1uww y¯ ªk ∆u Ηl p w1uzs | s1|st u33 s1sz{ |
小根 ≥°¤¯¯µ²²· ª¯Ω € u1suw t¯ ªk ∆u Ηl p z1wxw y s1|st x33 s1sz{ z
细根 ƒ¬±¨ µ²²· ª¯Ω € t1zut y¯ ªk ∆u Ηl p y1ztz z s1|sw {33 s1sz{ t
地下部 …¨ ²¯º ªµ²∏±§ ª¯Ω € t1zuu u¯ ªk ∆u Ηl p w1zyu | s1|{z |33 s1sxu y
≠ ∆ }⁄…‹ktv1s ∗ uw ¦°l Η }树高k| ∗ tz °l ×µ¨¨«¨¬ª«·k| ∗ tz °l ~33 }Π s1st q
表 2 楠木各器官生物量及分配比例
Ταβ .2 Βιοµασσ ανδ αλλοχατιον περχενταγε οφ οργανσ οφ Π . βουρµει ·#«°puk h l
干材 ≥·¨° 树皮 …¤µ® 树枝 …µ¤±¦« 树叶 ¨¤© 根系 •²²· 合计 ײ·¤¯
tsu1sukyt1tzl y1|{kw1t|l us1xtktu1vtl y1yzkw1ssl vs1xxkt{1vul tyy1zvktssl
v1t1u 灌木层生物量的
积累 林内下木发育较差
且分布不均 o盖度仅 ts h
左右 ∀主要种类有悬钩
子 !胡枝子 !十大功劳 !野
花椒 !光叶海桐等 ∀灌木
层生物量为 s1zy ·#«°pu o
其 中 地 上 部 分 s1xs
·#«°pu o地下部分 s1uy
·#«°pu ∀
v1t1v 草本层 !苔藓层 !
枯落物层生物量 楠木林
分内湿度较大 o草本植物 !
苔藓发育好 o种类多 ∀其
平均盖度为 zs h 左右 ∀
生物量分配见表 w ∀
表 3 优势木 !平均木 !被压木单株根系生物量及其分配
Ταβ .3 Ροοτ βιοµ ασσ ανδ αλλοχατιον περχενταγε οφ τηε δοµιναντ , µεαν ανδ συππρεσσεδ τρεε ®ªk h l
项目 Œ·¨° 根桩 ≥·∏°³ 粗根 ≤²¤µ¶¨ µ²²· 中根  §¨¬∏° µ²²· 小根 ≥°¤¯¯µ²²· 细根 ƒ¬±¨ µ²²· 合计 ײ·¤¯
优势木 ⁄²°¬±¤±··µ¨¨
平均木  ¤¨±·µ¨¨
被压木 ≥∏³³µ¨¶¶¨§·µ¨¨
uz1ytkw{1y{l
t{1tskw|1vzl
tt1wwkxy1yvl
t|1vxkvw1ttl
tv1||kv{1tyl
y1xukvu1u{l
w1zxk{1vzl
u1y{kz1vtl
t1wsky1|vl
v1yxky1wwl
t1tzkv1t|l
s1x|ku1|ul
t1vyku1wsl
s1zukt1|yl
s1uwkt1uul
xy1zuktssl
vy1yyktssl
us1usktssl
表 4 草本植物 !苔藓 !枯落物层生物量
Ταβ .4 Βιοµ ασσ οφ ηερβ , λιχηεν ανδ λιττερ λαψερ ·#«°pu
草本层 ‹ µ¨¥ ¤¯¼¨ µ
地上部分 „¥²√¨ ªµ²∏±§ 地下部分 …¨ ²¯ºªµ²∏±§ 总计 ײ·¤¯
苔藓层
¬¦«¨ ± ¤¯¼¨ µ
枯落物层
¬·¨µ¯ ¤¼¨ µ
合计
ײ·¤¯
u1tw| t1wzs v1yus t1xtv t1ztv y1{wy
312 楠木人工林生态系统中各组分碳含量
v1u1t 楠木林乔木层碳含量 由表 x可见楠木林乔木层各器官碳含量排列顺序为树干 树枝 树叶 树
根 树皮 o其变化范围为 s1wyx w ∗ s1xzy | ª≤#ªpt ∀
表 5 楠木不同器官碳含量
Ταβ .5 Χαρβον χοντεντσ οφ διφφερεντ οργανσ οφ Π . βουρµει
项目
Œ·¨°
树干
×µ∏±®
树枝
…µ¤±¦«
树叶
¨¤©
树皮
…¤µ®
根桩
≥·∏°³
粗根
≤²µ¤¶¨
µ²²·
中根
 §¨¬∏°
µ²²·
小根
≥°¤¯¯
µ²²·
细根
ƒ¬±¨
µ²²·
平均
„√¨ µ¤ª¨
平均值 „√ µ¨¤ª¨ √¤¯∏¨Πkª≤#ªptl s1xzy | s1xuv u s1w|x { s1wyx w s1xty z s1xus x s1xsz | s1wyu t s1wx{ v s1w|v t
变异系数 ∂¤µ¬¤·¬²± ¦²¨©©¬¦¬¨±·Πh {1ux |1vw ts1zx x1sv x1zs y1sv y1uu z1w{ z1|s
v1u1u 楠木林下植被及土壤中的碳含量 林下植被碳含量的测定结果k表 yl表明灌木层平均值为 s1w|{ |
ª≤#ªpt o草本层为 s1wzv v ª≤#ªpt o苔藓层为 s1wtw v ª≤#ªpt ∀灌木层的碳含量高于草本层和苔藓层 o并且随
着植物个体高度及组织木质化程度的降低 o碳含量也随之降低 ∀
yv 林 业 科 学 ww卷
表 6 楠木林分林下植被碳含量
Ταβ .6 Χαρβον χοντεντ οφ υνδερστορειν Π . βουρµει στανδ
ª≤#ªpt
植被 ∂ ª¨¨·¤·¬²± 层次 ¤¼¨ µ 碳含量 ≤¤µ¥²± ¦²±·¨±·

灌木 ≥«µ∏¥


草本 ‹ µ¨¥

苔藓 ¬¦«¨ ±
地上部分 „¥²√¨ ªµ²∏±§
地下部分 …¨ ²¯ºªµ²∏±§
平均 „√ µ¨¤ª¨
地上部分 „¤¥²√¨ ªµ²∏±§
地下部分 …¨ ²¯ºµªµ²∏±§
平均 „√ µ¨¤ª¨
s1xsz {
s1w|s s
s1w|{ |
s1w{x y
s1wyt s
s1wzv v
s1wtw v
表 7 楠木林下枯落物及土壤碳含量
Ταβ .7 Χαρβον χοντεντ οφλιττερ ανδ σοιλ υνδερ Π . βουρµει στανδ
ª≤#ªpt
组分 ≤²°³²±¨ ±· 碳含量 ≤²µ¥²± ¦²±·¨±·
未分解枯落物 ˜±§¨¦²°³²¶¨§ ¬¯·¨µ
半分解枯落物 ≥ °¨¬2§¨¦²°³²¶¨§ ¬¯·¨µ
已分解枯落物 ⁄¨ ¦²°³²¶¨§ ¬¯·¨µ
s ∗ us ¦°土层 s ∗ us ¦° ¶²¬¯ ¤¯¼¨ µ
us ∗ ws ¦°土层 s ∗ us ¦° ¶²¬¯ ¤¯¼¨ µ
ws ∗ ys °土层 s ∗ us ¦° ¶²¬¯ ¤¯¼¨ µ
ys ∗ {s ¦°土层 s ∗ us ¦° ¶²¬¯ ¤¯¼¨ µ
s1w{u z
s1wwu w
s1uv| y
s1sut z
s1stv u
s1stt |
s1sts u
由于枯落物中部分有机物被降解 o使枯
落物层的碳含量低于地上各层次植被碳含
量 ∀部分枯落物降解物以有机碳的形式进入
土壤 o余下大部分碳则以 ≤’u 形式释放到大
气中 ∀经测定 o楠木林内枯落物碳含量平均
值为 s1v{{ u ª≤#ªpt o土壤碳含量平均值为
s1stw v ª≤#ªpt ∀从表 z可以看出 o随着土壤
深度的增加 o土壤中碳含量减少 ∀
313 楠木人工林生态系统中各组分各器官
碳贮量
v1v1t 楠木各器官碳贮量 楠木各器官的
生物量与相应碳含量的积为各器官碳贮量 ∀
因此 o各器官和各组分的碳贮量与生物量紧
密相关k表 {l ∀从表 {看出 }树干生物量最
高 o为 tsu1su ·#«°pu o占乔木层生物量的
yt1t| h o树干的碳贮量也最高为 x{1{{ ·#
«°pu o占乔木层碳贮量的 yw1wz h ∀
v1v1u 不同径级楠木各器官生物量及碳贮
量分布 表 {为各径级楠木的株数 !生物量及碳贮量的分布 ∀从中可以看出 t{ ¦°径级的立木株数最多
kvtz株#«°pul o其次为 us和 ty ¦°径级kuss和 tsu株#«°pul o再次为 uu和 tw ¦°径级k{v和 {t株#«°pul o
立木株数最少的是 uw ¦°径级kxs株#«°pul ∀林分内各径级株数表现为偏左态分布k近似 • ¬¨¥∏¯¯ 分布l ~不
同径级生物量及碳贮量也基本上遵从这一分布 ∀单株楠木地上部分生物量和碳贮量随径级增大而增加 ∀径
级生物量和碳贮量最大的是 t{ ¦°径级 o分别为 xz1|y和 vt1zx·#«°pu o都占林分乔木层的 vw1zz h ~其次为
us ¦°径级 o生物量和碳贮量为 ww1vy和 uw1u|·#«°pu o都占林分乔木层的 uy1ys h ~再次为 uu和 ty ¦°径级 o
分别占林分乔木层生物量和碳贮量的 tw1u| h和 ts1su h ~uw和 tw ¦°径级最小 o分别占 |1xu h和 x1ss h ∀
表 8 各径级楠木的株数 !生物量及碳贮量
Ταβ .8 Ινδιϖιδυαλ νυµ βερ , βιοµ ασσ ανδ χαρβον χοντεντ οφ Πηοεβε βουρµει οφ ϖαριουσ διαµετερ χλασσιν αρβορ λαψερ·#«°pu
径级
⁄¬¤° ·¨¨µ
¦¯¤¶¶Π¦°
株数
‘∏°¥¨µ
干材 ≥·¨° 树皮 …¤µ® 树枝 …µ¤±¦« 树叶 ¯¨ ¤© 根系 •²²· 合计 ײ·¤¯
生物量
…¬²°¤¶¶
碳贮量
≤¤µ¥²±
¶·²¦®
生物量
…¬²°¤¶¶
碳贮量
≤¤µ¥²±
¶·²¦®
生物量
…¬²°¤¶¶
碳贮量
≤¤µ¥²±
¶·²¦®
生物量
…¬²°¤¶¶
碳贮量
≤¤µ¥²±
¶·²¦®
生物量
…¬²°¤¶¶
碳贮量
≤¤µ¥²±
¶·²¦®
生物量
…¬²°¤¶¶
碳贮量
≤¤µ¥²±
¶·²¦®
tw
ty
t{
us
uu
uw
合计 ײ·¤¯
{t
tsu
vtz
uss
{v
xs
{vv
x1ss
ts1tx
vx1yt
uz1yt
tw1yt
|1sw
tsu1su
u1{|
x1{y
us1xx
tx1|v
{1wv
x1uu
x{1{{
s1vz
s1ys
u1vz
t1|z
t1sw
s1yv
y1|{
s1t{
s1u{
t1tt
s1|u
s1w|
s1vs
v1u{
s1zy
u1ux
z1v|
w1y|
u1zz
u1yx
us1xt
s1ws
t1t{
v1{z
u1wx
t1wx
t1v|
ts1zw
s1vv
s1yv
u1t|
t1{z
s1{t
s1{w
y1yz
s1tz
s1vu
t1s|
s1|v
s1ws
s1wu
v1vv
t1xv
v1sy
ts1ws
{1uu
w1x|
u1zx
vs1xx
s1zy
t1xt
x1tu
w1sy
u1uz
t1vy
tx1s{
z1||
ty1y|
xz1|y
ww1vy
uv1{u
tx1|t
tyy1zv
w1ws
|1tx
vt1zx
uw1u|
tv1sx
{1y|
|t1vv
314 楠木林生态系统碳素库的空间分布
碳素库的空间分布是指森林生态系统碳贮量在乔木层 !灌木层 !草本层 !苔藓层 !枯落物层 !土壤等不同
层次的分配情况 o根据各组分的生物量或土壤质量及相应的碳含量转换系数 o计算楠木林生态系统中各组分
碳贮量及其空间分布状况 o结果见表 | ∀
315 楠木林净生产力与碳素年净固定量
v1x1t 楠木林分平均净生产力 确定系统同化 ≤’u 的能力是森林生态系统生产力研究的重要内容之一 ∀
楠木林分净生产量k∃Π°l为 τt p τu期间植物的生产量k Ψ±l !植物的凋落物及枯损物量k∃Λ±l !被动物吃掉的
损失量k∃ Γ±lv个分量之和 o即 ∃Π° € Ψ± n ∃Λ± n ∃ Γν ∀但是 o测定 ∃ Γν非常困难 o通常多以平均净生产量
Ω± 来衡量林分生产力的高低 ∀楠木林分各组分平均净生产量 !碳素年净固定量的结果见表 ts ∀
zv 第 v期 马明东等 }楠木人工林生态系统生物量 !碳含量 !碳贮量及其分布
表 9 楠木林生态系统碳贮量的分布
Ταβ .9 ς ερτιχαλ διστριβυτιον οφ χαρβον στοχκ οφ
Πηοεβε βουρµει στανδ εχοσψστεµ
组分
≤²°³²±¨ ±·
碳含量
≤¤µ¥²± ¦²±·¨±·Πkª≤#ªptl
碳贮量
≤¤µ¥²± ¶·²¦®Πk·#«°pul
乔木层 „µ¥²µ¯ ¤¼¨ µ
灌木层 ≥«µ∏¥ ¤¯¼¨ µ
草本层 ‹ µ¨¥ ¤¯¼¨ µ
苔藓层 ¬¦«¨ ± ¤¯¼¨ µ
枯落物层 ¬·¨µ¯ ¤¼¨ µ
s ∗ us ¦°土层 s ∗ us ¦° ¶²¬¯ ¤¯¼¨ µ
us ∗ ws ¦° 土层 us ∗ ws ¦° ¶²¬¯
¤¯¼¨ µ
ws ∗ ys °土层 ws ∗ ys ¦°¶²¬¯ ¤¯¼¨ µ
ys ∗ {s ¦° 土层 ys ∗ {s ¦° ¶²¬¯
¤¯¼¨ µ
合计 ײ·¤¯
s1xwyz
s1w|{ |
s1wzv v
s1wtw v
s1v{{ u
s1sut z
s1stv u
s1stt |
s1sts u
|t1vv
s1v{
t1zt
s1yv
s1yy
w{1s|
vs1uv
u|1vt
ux1ux
uuz1x|
v1x1u 楠木林碳素年净固定量 根
据各组分平均净生产力及相应组分碳
含量计算出各组分碳素年净固定量
k表 tsl ∀可见楠木林分有机碳年净
固定量为 w1uxv y ·#«°pu¤pt o其中乔
木层碳素年净固定量为 v1xzv y ·#
«°pu¤pt o占林分总量的 {w1st h ~灌
木层碳素年净固量 s1s|w { ·#«°pu
¤p t o占林分总量的 u1uv h ~草本层碳
素年净固量 s1wu{ w ·#«°pu¤p t o占林
分总量的 ts1sz h ~地被物层碳素年
净固量 s1txy{·#«°pu¤pt o占林分总量
的 v1y| h ∀
表 10 楠木林分各组分平均净生产力 !碳素年净固定量
Ταβ .10 Αννυαλ µεαν νετ προδυχτιον ανδ αννυαλ χαρβον νετ
σεθυεστρατιον οφ εαχη χοµ πονεντ οφ Π . βουρµει στανδ
组分
≤²°³²±¨ ±·
年均净生产力
 ¤¨± ¤±±∏¤¯ ±¨ ·
³µ²§∏¦·¬²±k·#«°pul
碳素年净固定量
„±±∏¤¯ ¦¤µ¥²± ±¨ ·¶¨ ∏´¨¶·µ¤·¬²±
k·≤#«°pul
树干 ×µ∏±®
树皮 …¤µ®
树枝 …µ¤±¦«
树叶 ¨¤©
树根 •²²·
乔木层 „µ¥²µ²∏¶ ¤¯¼¨ µ
灌木层 ≥«µ∏¥ ¤¯¼¨ µ
草本层 ‹ µ¨¥ ¤¯¼¨ µ
地被物 Šµ²∏±§¦²√ µ¨¯ ¤¼¨ µ
计 ײ·¤¯
v1t{{ t
s1ut{ t
s1yws y
t1yyz x
s1|xw z
y1yy| t
s1t|s s
s1|sx s
s1vz{ v
{1twu v
t1{v| v
s1tst x
s1vvx u
s1{uy {
s1wzs {
v1xzv y
s1s|w {
s1wu{ w
s1txy {
w1uxv y
w 讨论与结论
tl 研究表明 ovu年生楠木人工林
林分各层碳含量平均值分布为 }乔木
层 xt1s| h o灌木层 w|1{| h o草本层
wz1vv h o苔藓层 wt1wv h o枯落物层
v{1{u h ~楠木各器官碳含量变化范
围为 wy1xw h ∗ xz1y| h o其排序为树
干 树枝 树叶 树根 树皮 ~土壤
碳含量平均值为 t1v| h o随土层深度
增加各层次土壤碳含量逐渐减少 ∀
ul 在森林生态系统生物量的空
间分布序列中 o不同的年龄阶段或演
替阶段 o幼林和成熟林存在差异 ∀一般幼林乔木层生物量较低 o成熟林则较高 ~演替前期的森林乔木层生物
量较低而成熟林则较高 ∀我们的研究表明 o乔木层对楠木人工林生物量的贡献最大 }vu年生楠木人工林林
分乔木层生物量达 tyy1zv·#«°pu o占林分总现存量 tzw1vv·#«°pu的 |x1y h ~楠木人工林林分树干生物量最
高 o达 tsu1su·#«°pu o占乔木层生物量的 yt1t| h ~树干的碳贮量也最高 o达 x{1{{ ·#«°pu o占乔木层碳贮量
的 yw1wz h ~楠木林生态系统碳库空间分布序列为 }土壤ks ∗ {s ¦°l 乔木层 草本层 枯落物层 苔藓层
灌木层 ∀表明 vu年生楠木人工林已经具有成熟林的生物量空间分布特点 ∀
vl 研究结果表明 o在 vu年生楠木人工林中 o各径级ktw !ty !t{ !us !uu与 uw ¦° y个径级l活立木株数 !生
物量和碳贮量均表现为偏左态分布k近似 • ¬¨¥∏¯分布l ∀单株地上部生物量和碳贮量随径级增大而增加 o径
级生物量和碳贮量最大的是 t{ ¦°径级 o分别为 xz1|y ·#«°pu和 vt1zx ·#«°pu o都占林分乔木层生物量和碳
贮量的 vw1zz h o其次是 us ¦°径级为 ww1vy·#«°pu和 uw1u|·#«°pu o都占林分乔木层的 uy1ys h ouw和 tw ¦°
径级生物量和碳贮量最小 o分别只占 |1xu h和 x1ss h ∀
wl 一般来讲 o常绿阔叶林生态系统具有较高的固碳能力k • ¤µ¬±ª ετ αλqot||{l ∀我们的研究发现中国亚
热带常绿阔叶楠木林生态系统基本符合这一规律 ∀从生产力的角度分析 }楠木人工林分平均净生产量为
{1twu v·#«°pu o乔木层净生产量为 y1yy| t ·#«°pu o占林分总量的 {t1|t h ~林分碳素年净固定量为 w1uxv y
·#«°pu o乔木层碳素年净固定量为 v1xzv y·#«°pu o占林分总量的 {w1st h ∀据文献报道 o同处亚热带的马尾
松天然林平均净生产量为 x1wzv·#«°pu¤p t o乔木层净生产量为 x1tyv·#«°pu¤p tk冯宗炜 ot|{ul ~杉木人工林
乔木层平均净生产量为 {1vss·#«°pu¤p tk潘维俦 ot|{tl ~火力楠k Μιχηελια µαχχλαυρειl人工林平均净生产量为
uz1x|s·#«°pu¤p tk冯宗炜等 ot|{vl ~樟树人工林平均净生产量为 tu1tss ·#«°pu¤p t o乔木层平均净生产量为
|1xxs·#«°pu¤p tk姚迎九等 oussvl ~西南亚高山云杉天然林平均净生产量为 y1{v{ x ·#«°pu¤ptk马明东等 o
{v 林 业 科 学 ww卷
usszl o日本落叶松kΛαριξ λεπτολεπισl人工林平均净生产量为 v1{ts·#«°pu¤p tk李学明 ot|{wl ~暖温带的洋槐乔
木层平均净生产量为 t1xxs·#«°pu¤p tk陈灵芝 ot|{yl ~栓皮栎k Θυερχυσϖαριαβιλισl人工林乔木层平均净生产量
为 u1sys·#«°pu¤p tk鲍显诚 ot|{wl ∀可见 o楠木人工林平均净生产量大大高于马尾松 !落叶松 !洋槐 !栓皮栎
等树种 o略低于云杉天然林和中心产区的杉木 !樟树人工林 o低于南亚热带的火力楠 ∀从有机碳年固定量的
角度来看 o楠木人工林分有机碳年净固定量为 w1uxv y ·#«°pu¤p t ∀这个结果虽然低于热带山地雨林乔木层
有机碳年固定量ktv1yw{·#«°pu¤p tl k李意德等 ot||{l o但高于同处亚热带的杉木人工林 v1w{| s ·#«°pu¤p t
和位于亚高山的云杉天然林 v1x{x s·#«°pu¤p tk方晰等 oussu ~马明东等 ousszl的有机碳年净固定量 o可见楠
木确实具有较高的碳素固定能力 ∀
xl 楠木作为城市绿化树种 o对维护和改善城市环境及调节大气 ≤’u 发挥重要功能 ∀而且在中国南方 o
楠木被采伐后 o多数是作为名贵家具或建筑用材 o将会长期保存 ∀因此其碳贮量可以永久保存下来 o成为缓
冲性质的林产品碳库 o对调节大气中碳周转速率和周转量具有重大意义 ∀
参 考 文 献
鲍显诚 qt|{w1栓皮栎林的生物量 q植物生态学与地植物丛刊 o{kwl }vtv p vus q
陈灵芝 qt|{y1北京西山人工洋槐林的生物量研究 q植物学报 ou{ kul }ust p us{ q
方精云 o陈安平 qusst1 中国森林植被碳库的动态变化及意义 q植物学报 owvk|l }|yz p |zv q
方 晰 o田大伦 o项文化 o等 qussu1 速生阶段杉木人工林碳含量 !贮量和分布 q林业科学 ov{kvl }tw p t| q
方 晰 o田大伦 qussv1 马尾松人工林生产与碳素动态 q中南林学院学报 ouvkul }tt p tx q
冯宗炜 qt|{u1 湖南会同马尾松生物量的测定 q林业科学 ot{kul }tuz p tvw q
冯宗炜 qt|{v1 火力楠人工林生物量和营养元素的分布 q东北林学院学报 ottkul }tv p t| q
冯宗炜 o王效科 qt|||1 中国森林生态系统的生物量和生产力 q北京 }科学出版社 q
康惠宁 o马钦彦 qt||y1 中国森林 ≤汇功能基本估计 q应用生态学报 ozkvl }uvs p uvw q
雷丕锋 o项文化 o田大伦 o等 qussw1 樟树人工林生态系统碳素贮量与分布研究 q生态学杂志 ouvkwl }ux p vs q
李学明 qt|{w1 日本落叶松的生物量测定 q四川林业科技 oxktl }uz p u| q
李意德 o吴仲民 qt||{1 尖峰岭热带山地雨林群落生产和二氧化碳同化率净增量的初步研究 q植物生态学报 ouukul }tuz p tvw q
刘光松 qt||y1 中国生态系统研究网络观测与分析标准方法 ) ) ) 土壤理化分析与剖面描述 q北京 }中国标准出版社 q
马明东 o江 洪 qussz1 四川西北部亚高山云杉天然林生态系统碳密度 !净生产量和碳贮量的初步研究 q植物生态学报 ovtkul }vsx p vtu q
潘维俦 qt|{t1 杉木人工林养分循环的研究 q中南林学院学报 oktl }t p ut q
石广生 o丁一汇 qt||y1 中国森林 ≤’u 释放与吸收的评估 Μ丁一汇 q中国的气候变化与气候影响研究 q北京 }气象出版社 o{x p |w q
王效科 o冯宗炜 qusss1 中国森林生态系统中植被固定大气碳的潜力 q生态学杂志 ot|kwl }zu p zw q
姚迎九 o康文星 o田大伦 o等 qussv1 t{年生樟树人工林生物量的结构与分布 q中南林学院学报 ouvktl }t p x q
周国模 o姜培坤 qussw1 毛竹林的碳含量和碳贮量及其空间分布 q林业科学 owskyl }us p uw q
¬¤±ª ‹ o„³³¶ o°¨ ±ª ≤ o ετ αλqussu q ²§¨ ¬¯±ª·«¨ ¬±©¯∏¨±¦¨ ²©«¤µ√¨ ¶·¬±ª²± ≤«¬±¨ ¶¨ ¥²µ¨¤¯ ©²µ¨¶·¦¤µ¥²± §¼±¤°¬¦¶qƒ²µ¨¶·∞¦²¯²ª¼ ¤±§ ¤±¤ª¨ °¨ ±·oty| }
yx p {u1
°²¶·•  o∞°¤±∏¨¯ • • o¬±®¨ ° o ετ αλqt|{u q≥²¬¯ ³²²¯¶¤±§º²µ¯§ ¬¯©¨ ½²±¨ q‘¤·∏µ¨ ou|{ }txy p tx| q
• ¤µ¬±ª • o •∏±±¬±ª≥ qt||{ qƒ²µ¨¶·¨ ¦²¶¼¶·¨°¶o¤±¤¯¼¶¬¶¤·°∏¯·¬³¯¨¶¦¤¯ ¶¨q ‘¨ º ¼²µ®}„¦¤§¨ °¬¦°µ¨¶¶q
• ²²§º¨¯¯ Š  o• «¬·¤®¨µ• ‹ o • ¬¨±¨ µ¶ • „ o ετ αλqt|z{ q׫¨ ¥¬²·¤¤±§·«¨ º²µ¯§¦¤µ¥²± ¥∏§ª¨·q≥¦¬¨±¦¨ ot|| }twt p twy q
k责任编辑 于静娴l
|v 第 v期 马明东等 }楠木人工林生态系统生物量 !碳含量 !碳贮量及其分布