全 文 ：第 v{卷 第 v期
u s s u年 x 月
林 业 科 学
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¤¼ou s s u
速生阶段杉木人工林碳素密度 !贮量和分布
方 晰 田大伦 项文化
k中南林学院生态研究室 株洲 wtussyl
摘 要 } 利用定位观测取得的数据 o对速生阶段杉木人工林的碳素密度 !贮量及其空间分布特征进行了研
究 ∀结果表明 }杉木不同器官中碳素密度变化范围在 s1wxx{ ª≤#ªpt ∗ s1xssv ª≤#ªpt之间 o各器官碳素密度的
排列顺序为 }树皮 树叶 树干 树根 球果 树枝 o多年生枝 !叶的碳素密度比其他年龄的枝 !叶要高 ~灌木
层 !草本层的碳素密度分别为 s1wvww ª≤#ªpt !s1wss| ª≤#ªpt o死地被物层碳素密度为 s1wvwt ª≤#ªpt o土壤中各
层次碳素密度分布不均 o表土层的碳素密度略低于亚表土层 ~碳贮量在杉木不同器官中的分配 o基本与各器官
的生物量成正比例关系 o树干生物量占林分生物量的 wz1z h o其碳贮量占林分碳素贮量的 wz1x h o枝 !叶 !皮 !
根等当中的碳贮量占 xu1x h ~在速生阶段杉木林生态系统中 o碳库的总贮量为 tuz1{{·≤#«°pu o其中植被层中
碳总贮量为 vx1{{v·≤#«°pu o土壤层k包括死地被物层l的碳总贮量为 |t1||z·≤#«°pu ~速生阶段杉木林年净生
产力为 z1vxt·#«°pu¤pt o有机碳年净固定量为 v1w{|·≤#«°pu¤pt ∀
关键词 } 速生阶段 o杉木人工林 o碳素密度 o碳贮量
收稿日期 }usst2sx2t{ ∀
基金项目 }国家重点野外台站资助项目k≈usss 国科基便字第 szy号l o国家自然科学基金重大项目kv|{||vzsl o国家林业局重点科研
项目kusst p zl和湖南省科委重大项目k||≠tsswl的部分内容 ∀
∆ΕΝΣΙΤΨoΣΤΟΡΑΓΕ ΑΝ∆ ∆ΙΣΤΡΙΒΥΤΙΟΝ ΟΦ ΧΑΡΒΟΝ ΙΝ ΧΗΙΝΕΣΕ
ΦΙΡ ΠΛΑΝΤΑΤΙΟΝ ΑΤ ΦΑΣΤ ΓΡ ΟΩΙΝΓ ΣΤΑΓΕ
ƒ¤±ª ÷¬ ׬¤± ⁄¤¯∏± ÷¬¤±ª • ±¨«∏¤
k Ρεσεαρχη Σεχτιον οφ Εχολογψo ΧεντραλΣουτη Φορεστρψ Υνιϖερσιτψ Ζηυζηουwtussyl
Αβστραχτ } …¤¶¨§²±·«¨ §¤·¤¦²¯¯¨ ¦·¨§¥¼ ²¯¦¤·¨§²¥¶¨µ√¤·¬²±o·«¨ §¨±¶¬·¼o¶·²µ¤ª¨ ¤±§¶³¤·¬¤¯ §¬¶·µ¬¥∏·¬²±²©¦¤µ¥²± º¨ µ¨
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©¬µµ¤±ª¨§©µ²° s qwxx{ª≤#ªpt·²s qxssvª≤#ªpt o¤±§º¤¶¬±·«¨ ²µ§¨µ¤¶}¥¤µ® ¯¨ ¤© ·µ∏±®µ²²· ¦²±¨  ¥µ¤±¦«q
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¤±§©¯²²µº¤¶s qwvwwª≤#ªpt os qwss|ª≤#ªpt ¤±§s qwvwtª≤#ªpt oµ¨¶³¨¦·¬√¨ ¼¯ q≤¤µ¥²± §¨±¶¬·¼²©·«¨ ¶∏µ©¤¦¨ ¶²¬¯ º¤¶¤
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¥¬²°¤¶¶²©µ¨¶³¨¦·¬√¨ ²µª¤± o¥¬²°¤¶¶²©·µ∏±® °¤§¨ ∏³wz1z h ²©·«¨ ¶·¤±§¬±ª©²µ¨¶·¥¬²°¤¶¶o¦²µµ¨¶³²±§¬±ª¯¼¬·¶¦¤µ¥²±
¶·²µ¤ª¨ ¤°²∏±·¨§©²µwz1x h ²©·«¨ ¶·¤±§¬±ª©²µ¨¶·¦¤µ¥²±¶·²µ¤ª¨ o·«¨ µ¨¶·¬± ¥µ¤±¦«o¯¨ ¤©o¥¤µ®¤±§µ²²·o ·¨¦qo¶¨¬½¨ §
xu1x h q׫¨ ·²·¤¯ ¦¤µ¥²± ¶·²µ¤ª¨ ¬± ≤«¬±¨ ¶¨ ©¬µ³¯¤±·¤·¬²± ¤·©¤¶·ªµ²º¬±ª¶·¤ª¨ º¤¶∏³·² tuz1{{·≤#«°pu o¬±¦¯∏§¬±ª
vx1{{v·≤#«°pu ¬±·«¨ ³¯¤±·o¤±§|t1||z·≤#«°pu ¬±·«¨ ¶²¬¯ k¬±¦¯∏§¬±ª©¯²²µl q׫¨ ¤±±∏¤¯ ±¨·³µ²§∏¦·¬√¬·¼ ²©≤«¬±¨ ¶¨
©¬µ³¯¤±·¤·¬²± ¤·©¤¶·ªµ²º¬±ª¶·¤ª¨ º¤¶z1vxt·#«°pu¤p t o¶·²µ¨§¦¤µ¥²± ∏³·²v1w{|·≤#«°pu¤p t qƒ²µ¨¶·º¤¶¤±¬°³²µ2
·¤±·¶¬±®²©¤·°²¶³«¨µ¬¦≤’u1
Κεψ ωορδσ} ƒ¤¶·ªµ²º¬±ª¶·¤ª¨ o≤«¬±¨ ¶¨ ©¬µ³¯¤±·¤·¬²±o≤¤µ¥²± §¨±¶¬·¼o≤¤µ¥²±¶·²µ¤ª¨
碳循环是一个全球性的基础课题 ∀大气中 ≤’u 浓度上升以及随之而来的全球气候变暖问题 o是生
态学和环境科学研究的热点 ∀us世纪 zs年代后期以来 o全球碳循环研究受到科学家的普遍关注 o水域
k特别是海洋l和陆地生物圈的碳循环过程及对 ≤’u 的净吸收 o其通过物理 !化学和生物反馈机制对气
候系统的调节已成为当前研究的热点 ∀碳素营养不仅是绿色植物的重要组成部分 o也是最活跃的环境
因素k拉夏埃尔 ot|{ul ∀而森林是陆地生物圈的主体 o它不仅在维护区域生态环境上起着重要的作用 o
而且在全球碳循环和碳平衡中也起着不可替代的作用k李意德等 ot||{ ~刘国华等 ousssl ∀本文对速生
阶段杉木人工林碳素密度 !贮量与其空间分布特征进行研究 o为正确评价森林在全球碳平衡中的作用提
供部分基础数据 ∀
t 试验地概况
试验地设于国家重点野外科学观测试验站 ) ) ) 湖南会同生态定位研究站 o地理坐标 uyβxsχ‘ots|β
wxχ∞∀地貌为低山丘陵 o海拔高 vss ∗ xss °∀气候属典型的亚热带湿润气候 o年平均气温 ty1{ ε o年相
对湿度在 {s h以上 o年降水量为 ttss ∗ twss °°∀气候温和 o夏无酷热 o冬无严寒 o降水均匀 o空气湿度
大 o有利于杉木生长 ∀地层古老 o以震旦纪板溪系灰绿色板岩 !变质岩为主 ∀土壤为山地黄壤 ∀
会同森林生态系统定位研究站共有试验集水区 {个 o均为 t|yy年营造的杉木纯林 ∀在 t|{z年底将
原有 uz¤生杉木纯林皆伐 ot|{{年春后陆续在原有集水区营造了第 u代杉木纯林 o开展了第 u代杉木林
生态系统定位研究 ∀本次试验是在 ´ !¶号集水区进行 o测定时间分别是 t||z年和 t||{年 o试验地具
体特征见表 t和表 u ∀
表 1 会同定位站 ´号 !¶号集水区特征
Ταβ . 1 Τηε δεσχριπτιον οφ Νο . ´ , ¶ ωατερσηεδ ιν Ηυιτονγ εχολογιχαλστατιον
集水区
• ¤·¨µ¶«¨ §
¤µ¨¤
面积
„µ¨¤
k«°ul
主流长度
¤¬± ¶·µ¨¤°
¯¨ ±ª·«
k°l
宽度
•¬§·«
k°l
海拔
„¯·¬·∏§¨
k°l
平均坡度
 ¤¨± ¶¯²³¨
ªµ¤§¬¨±·
坡向
≥¯ ²³¨ ¤¶³¨¦·
形状系数
≥«¤³¨ ¬±§¨¬
细长率
•¤·¬²²© º¬§·«
¯¨ ±ª·«
´ t1wu uts y{ uzx ∗ vvs uyβ ‘ s1vu s1yw
¶ t1|w{w uvs {x u{s ∗ vxx uxβ ‘ s1vz s1y{
表 2 试验林林分特征
Ταβ . 2 Τηε δεσχριπτιον οφ τηεινϖεστιγατεδ στανδσ
样地编号
‘²q
地形地势
ײ³²ªµ¤³«¼
林分密度
⁄¨ ±¶¬·¼
k·µ¨ #¨«°pul
平均胸径
„√ µ¨¤ª¨ ⁄…‹
k¦°l
平均树高
„√¨ µ¤ª¨ «¨¬ª«·
k°l
各生长级林木的株数百分比
×µ¨¨±∏°¥¨µ³¨µ¦¨±·¤ª¨ ²© ¤¨¦«ªµ²º·«ªµ¤§¨ k h l
´ µ ¶ · ∏
t 山坡 ‹¬¯¯¶¬§¨ tx|w tt1x| |1zu tu1sv uv1vt vy1s| t{1sx ts1xu
u 山坡 ‹¬¯¯¶¬§¨ utyw ts1zt |1xx tu1ss ty1ss ws1ss ut1vv ts1yz
v 山麓 ƒ²²·«¬¯¯ t{vw tt1{s ts1st tx1ux ux1wu ws1y{ z1yv tt1su
w 山洼 ∂¤¯¯¨ ¼ uu{w tu1wv |1|| tv1ux ut1t| w|1yz |1uz y1yu
x 山洼 ∂¤¯¯¨ ¼ uxuw tt1{w ts1ts tv1|w ut1ut uz1{{ uz1{{ |1s|
平均 „√¨ µ¤ª¨ us{s tt1yz |1{z tv1u| ut1wv v{1{y ty1{v |1yu
u 研究方法
2 .1 杉木生物量和净生产力的测定
在集水区内设置固定样地 o对杉木生物量 !生产力进行动态观测 ∀生物量测定 o采用 y株木法建立
Ω € α∆u Ηβ 相对生长方程估测林分的生物量 o以 u¤内测定的平均生物量年增长量作为净生产力的估算
指标k潘维俦等 ot|{tl ∀
2 .2 林下植被生物量的测定
在样地内按梅花形设置 ux个面积 t ° ≅ t °的小样方 o记录每个样方内的植物种类 o灌木分为叶 !
茎 !根 o草本植物分为地上部分和地下部分 o采用全挖法实测生物量 ∀同种植物的相同器官取混合样品 ∀
死地被物全部测定生物量 o取混合样品 ∀烘干至恒重后再估算干重 o同时用作分析样品 ∀
213 凋落物量测定
在集水区内的山坡 !山麓和山谷安装面积为 us°u 的塑料薄膜装置各 t个 o每月收集 t次 o按组分测
xt 第 v期 方 晰等 }速生阶段杉木人工林碳素密度 !贮量和分布
定生物量 ∀同时选取一定量的凋落物作为分析样品 ∀
214 样品采集及化学分析方法
在测定生物量的同时 o按层分组分采集 y株木的分析样品 ∀样品组分分为干 !皮 !枝k分当年生 !t¤
生 !u¤生 !多年生l !叶k分当年生 !t¤生 !u¤生 !多年生l和根k分  s1u¦° !s1u ∗ s1x¦° ! s1x¦° !根头l ∀
对样品逐一进行化学分析 ∀土壤分层ks ∗ tx¦° !tx ∗ vs¦° !vs ∗ wx¦° ! wx¦°l采集分析样品 o同时测定
土壤容重 o根据容重计算单位面积土层重量 ∀
植物 !土壤样品中碳素密度采用重铬酸钾 ) 水合加热法k中国土壤学会农业化学专业委员会编 o
t|{wl测定 ∀植物 !土壤中碳素密度取 t||z年和 t||{年的算术平均值作为最终结果 ∀
v 结果分析
311 杉木林生态系统中各组分的碳素密度
v1t1t 杉木中不同器官碳素密度 对杉木不同器官碳素密度测定的结果见表 v ∀从表 v中可以看出 o
速生阶段杉木不同器官中碳素密度变化范围在 s1wxx{ª≤#ªpt ∗ s1xssvª≤#ªpt之间 o变异系数为 u1z h ∗
y1| h ~表现为树皮 !树叶 !树干的碳素密度比较高 o树枝 !树根 !球果的碳素密度相对要低 o按碳素密度高
低排列顺序为树皮 树叶 树干 树根 球果 树枝 ∀不同年龄的树枝 !树叶的碳素密度表现为 }多年
生枝 !叶普遍高于嫩枝 !叶 o这可能与枝 !叶的老化程度有关 ∀
表 3 杉木不同器官碳素密度 ≠
Ταβ . 3 Χαρβον δενσιτψιν διφφερεντ οργανσ οφ Χηινεσεφιρ
器官
’µª¤±
分级
≤ ¤¯¶¶¬©¬¦¤·¬²±
碳素密度
≤¤µ¥²±
§¨±¶¬·¼kª≤#ªptl
标准差
≥·¤±§¤µ§§¨√¬¤·¬²±
变异系数
∂¤µ¬¤·¬²± ¦²¨©©¬¦¬¨±·
树叶
¨¤©
当年生 ≤∏µµ¨±· s1w{{v s1susyktul w1u
t年生 t2¼¨ ¤µ2²¯§ s1w|zy s1suytktul x1u
u年生 u2¼¨ ¤µ2²¯§ s1w{{t s1sut{ktul w1x
多年生 °¨ µ¨±±¬¤¯ s1w|u{ s1sustktul w1t
平均  ¤¨± s1w|ty s1sut{kw{l w1w
树枝
…µ¤±¦«
当年生 ≤∏µµ¨±· s1wyv{ s1suuwktul w1{
t年生 t2¼¨ ¤µ2²¯§ s1wxx{ s1st{xktul w1t
u年生 u2¼¨ ¤µ2²¯§ s1wx{x s1suuuktul w1{
多年生 °¨ µ¨±±¬¤¯ s1wyws s1stuzktul u1z
平均  ¤¨± s1wysx s1stz|kw{l v1|
树根
•²²·
细根k  s1u¦°lƒ¬±§µ²²· s1wxyw s1svtvktul y1|
粗根ks1u ∗ s1x¦°l≤²¤µ¶¨ µ²²· s1wz{t s1suywktul x1x
大根k  s1x¦°l ¤µª¨ µ²²· s1w{{v s1suvtktul w1z
根头 • ²²··¬³ s1wyyz s1styuktul v1x
平均  ¤¨± s1wzuw s1suzwkw{l x1{
树干 ×µ∏±® s1wzww s1stvxktul u1{
树皮 …¤µ® s1xssv s1sutxktul w1v
球果 ≤²±¨ s1wy|| s1su{uktul y1s
≠括号内数字为样本数 ∀ ⁄¤·¤¬±·«¨ ¥µ¤¦®¨·µ¨³µ¨¶¨±·±∏°¥¨µ¶²©¶³¨¦¬° ±¨ q
在我国苏南地区 ot{¤生国外松林的叶 !枝 !干 !皮和根的碳素密度分别为 }s1xx|s !s1xx{s !s1xw|s和
s1xt{sª≤#ªpt ows¤生栎林的叶 !枝 !干 !皮和根的碳素密度分别为 }s1xuts !s1w{ys !s1xtus !s1w{ys 和
yt 林 业 科 学 v{卷
s1wxusª≤#ªpt ouz¤生杉木林的叶 !枝 !干 !皮和根的碳素密度分别为 }s1xt|s !s1w|ts !s1wzws !s1xvvs !和
s1xtssª≤#ªptk阮宏华等 ot||zl ∀海南岛尖峰岭热带山地雨林主要树种的叶 !枝 !干 !皮和根的碳素密度
分别为 }s1wx{w !s1wyxv !s1xz|s !s1wxyu和 s1xv|s ª≤#ªpt o各组分内不同树种碳素密度变化不大 o其样本
变异系数为 y1x h ∗ tx h的范围内k李意德等 ot||{l ∀常绿季雨林的叶 !茎的碳素密度分别为 }s1wvxx !
s1xv{tª≤#ªptk蒋有绪等 ot||tl ∀显然 o不同树种以及同一树种在不同地区 o其各器官碳素密度有一定
的差异 o但它们的变化大都在 s1wxss ∗ s1xxss ª≤#ªpt范围之内 ∀
表 4 林下植被及土壤中碳素密度
Ταβ . 4 Χαρβον δενσιτψιν υνδερ2στορεψ
πλαντ ανδ σοιλ
组分
≤²°³²±¨ ±·
碳素密度
≤¤µ¥²± §¨±¶¬·¼
kª≤#ªptl
灌木层
≥«∏µ¥2¶·²µ¨¼
叶 ¨¤© s1wuys
茎 ≥·¨° s1wuxu
根 • ²²· s1wwts
平均  ¤¨± s1wvww
草本层
‹ µ¨¥2¶·²µ¨¼
地上部分 „¥²√¨ ªµ²∏±§ s1wtsz
地下部分 ˜±§¨µªµ²∏±§ s1v|tt
平均  ¤¨± s1wss|
死地被物层 ƒ¯ ²²µ s1wvwt
土壤层
≥²¬¯
s ∗ tx¦° s1stxy
tx ∗ vs¦° s1styu
vs ∗ wx¦° s1ss||
 wx¦° s1stsx
v1t1u 林下植被及土壤中碳素密度 杉木林林下植被及
土壤中碳素密度的测定结果如表 w所示 o灌木层中的碳素
密度总平均为 s1wvww ª≤#ªpt o草本层为 s1wss| ª≤#ªpt o死
地被物层为 s1wvwt ª≤#ªpt o土壤各层次的碳素密度分布不
一 o表土层ks ∗ tx¦°l的密度仅为 s1stxy ª≤#ªpt o亚表土层
ktx ∗ vs¦°l为 s1styu ª≤#ªpt o表土层的密度略低于亚表土
层 ∀进一步分析其原因是 }土壤各层次的碳素密度是以
t||z和 t||{年的算术平均值所得 ot||z年采样测定结果
为 }表土层和亚表土层的有机碳素密度分别为 s1suxv和
s1susy ª≤#ªpt o但由于 t||{年当地雨量特别多且强度大 o
发生大洪水 o造成地表层有机质大量的流失 o当年采样测
定 o林地表土层有机碳密度仅为 s1ssys ª≤#ªpt o亚表土层
为 s1stt{ ª≤#ªpt ∀从表 v !w中可以看出 o林下植被各组分
碳素密度明显地低于乔木层中相应组分的碳素密度 o灌木
层叶片碳素密度为 s1wuys ª≤#ªpt o低于乔木层树叶碳素密
度ks1w|ty ª≤#ªptl ∀同一林分中各层次植物的碳素密度高
低排列顺序为 }乔木层 灌木层 草本层 ∀
表 5 杉木各器官中碳贮量的分配 ≠
Ταβ . 5 Τηε Χαρβον στοραγε διστριβυτιον ιν
διφφερεντ οργανσ οφ Χηινεσεφιρ
器官
’µª¤±
生物量
…¬²°¤¶¶
k·#«°pul
碳贮量
≤¤µ¥²± ¶·²µ¤ª¨
k·≤#«°pul
树叶 ¨¤© tt1xtktx1yxl x1xy{kty1txl
树枝 …µ¤±¦« {1{|ktu1s|l w1s|wktt1y{l
树干 ×µ∏±® vx1s|kwz1zul ty1ywzkwz1xtl
树皮 …¤µ® y1yuk|1ssl v1vtuk|1wxl
树根 • ²²· tt1wuktx1xvl x1vvsktx1utl
合计 ײ·¤¯ zv1xvktssl vx1swtktssl
≠ 括号内数字为百分数 ⁄¤·¤¬± ·«¨ ¥µ¤¦®¨·µ¨³µ¨¶¨±·
³¨µ¦¨±·¤ª¨ q
312 杉木各器官碳贮量
杉木林分现存量中各器官的重量与其相应碳素密度
之积 o即为林分各器官碳贮量 ∀由表 x可以看出 o碳素在
杉木不同器官中的分配 o基本上与各器官的生物量成正
比例关系 ∀以树干部分生物量占林分生物量的最大比
例 o占 wz1z h o其碳贮量所占比例最高 o为 wz1xt h o分布
在枝 !叶 !皮 !根当中的碳贮量为 xu1w| h ∀因此 o森林被
采伐利用时 o木材部分制成家具或作建筑物k徐德应等 o
t||ul o采伐剩余物枝 !叶 !皮 !根等应保留在林地内 o让其
在自然状态下缓慢分解 o经由腐殖质的最后分解阶段常
常需要很长的时间 ) ) ) 有时要几年或几十年k拉夏埃尔 o
t|{ul o以减缓 ≤’u 排放 ∀同时 o如果能够在采伐后及时
完成更新过程 o所造成的 ≤’u 的排放量不是很大 ∀反之 o
森林采伐后 o大量树根 !叶 !枝 !皮等被移出林外作薪材 o
或进行/炼山0 o这将导致大量的有机质在很短时间内迅
速氧化分解 o尤其是土壤表层有机质在高温度下迅速氧化 o将排放大量的 ≤’uk方晰等 ot||zl ∀
313 杉木人工林生态系统中碳贮量的空间分布
根据各组分的生物量或土重及其相应的碳素密度 o计算出速生阶段杉木人工林中各组分碳贮量及
其空间分布 ∀如表 y所示 o杉木林生态系统碳贮量为 tuz1{{·≤#«°pu o乔木层碳贮量占较大优势 o为
vx1swt·≤#«°pu o占总量的 uz1w h ∀下木层碳贮量为 s1{wu·≤#«°pu o占总量的 s1yy h ∀死地被物层碳贮
zt 第 v期 方 晰等 }速生阶段杉木人工林碳素密度 !贮量和分布
量为 s1{xz·≤#«°pu o占总量的 s1yz h ∀而林地土壤ks ∗ ys¦°l碳贮量是相当可观的 o为 |t1tw·≤#«°pu o
占生态系统碳贮量的 zt1uz h ∀森林土壤层中k包括土壤和死地被物层l的碳贮量占整个生态系统碳贮
量的 zt1|w h ∀
表 6 杉木人工林生态系统中碳贮量及空间分布 ≠
Ταβ . 6 Χαρβον στοραγε ανδ σπατιαλ διστριβυτιον
ιν Χηινεσεφιρ πλαντατιον
组分
≤²°³²±¨ ±·
生物量
…¬²°¤¶¶
k·#«°pul
碳贮量
≤¤µ¥²± ¶·²µ¤ª¨
k·≤#«°pul
乔木层 ×µ¨¨ zv1xvk|z1uul vx1swtkuz1wsl
下木层 ˜±§¨µ2¶·²µ¨¼ u1tsku1z{l s1{wuks1yyl
灌木层 ≥«µ∏¥ s1ytxks1{tl s1uwz
草本层 ‹ µ¨¥ t1w{xkt1|yl s1x|x
小计 ≥∏¥·²·¤¯ zx1yvktssl vx1{{vku{1syl
死地被物层 ƒ¯ ²²µ t1|zx s1{xzks1yzl
土壤层 ≥²¬¯ zsxv |t1twkzt1uzl
s ∗ tx¦° tyy{ uy1su
tx ∗ vs¦° ty|{ uz1xt
vs ∗ wx¦° t{vz1x t{1t|
wx ∗ ys¦° t{w|1x t|1wu
合计 ײ·¤¯ tuz1{{ktssl
≠ 括号内数字为百分数 ⁄¤·¤¬±·«¨ ¥µ¤¦®¨·µ¨³µ¨¶¨±·³¨µ¦¨±·¤ª¨ q
土壤以 s ∗ vs¦°土层当中碳贮量较高 o为 xv1xv
·≤#«°pu o占土壤ks ∗ ys¦°l碳贮量的 x{1zv h ∀
在亚热带苏南地区 uz¤生杉木林生态系统中 o碳
贮量为 ttz1y{·≤#«°pu o其中乔木层为 yv1{z·≤#«°pu o
占总碳贮量的 xw1uz h o下木层为 t1wy ·≤#«°pu o占
t1uw h o草本层为 s1vu·≤#«°pu o占 s1uz h o死地被物
层为 v1v| ·≤#«°pu o占 u1{{ h o土壤层为 w{1yw ·≤ #
«°pu o占 wv1vv h o地上部分与地下部分之比为 tΒt1u
k阮宏华等 ot||zl ∀
不同地带森林类型的凋落物现存量的变化对土
壤碳贮量有很大的影响 o大兴安岭落叶松林凋落物现
存量为 wu1{ ·#«°pu o其土壤kts ∗ z{ ¦°l碳贮量达
vwz1w·≤#«°pu ~下蜀次生栎林凋落物现存量只有 |1u·
#«°pu o其土壤层碳贮量仅为 y|1z·≤#«°pu k阮宏华
等 ot||zl ∀热带山地雨林生态系统中凋落物现存量
为 x1|·#«°pu o土壤层中的碳贮量为 tsz1yzy·≤#«°pu o
占植被生物量中碳贮量的 vs1yt h k李意德等 ot||{l ∀
湖南会同速生阶段杉木人工林凋落物现存量只有
t1|zx·#«°pu o其土壤碳贮量仅为 |t1tw·≤#«°pu ~地上
部分与地下部分碳贮量之比为 vs1xxvΠ|z1vv ΥtΒv1u o
据 …¤∏°ª¤µ·¨µkt|z{l的估计 o全世界森林地上部分碳
贮量为 ws ≅ tstt ∗ z ≅ tstt ·≤ o林地枯枝落叶和土壤中的碳贮量为它的 u倍k‹²∏ª«·²±ot||yl ∀显然 o湖南
会同速生阶段杉木人工林生态系统地下部分碳贮量与地上部分碳贮量之比相对较高 ∀
314 杉木林碳素年净固定量的初步估算
森林生态系统的生产力研究的主要内容之一是要确定系统同化 ≤’u 的能力 ∀根据各组分年净生
产力及相应组分的碳素密度计算出有机碳年净固定量如表 z所示 ∀由表 z可看出 o速生阶段杉木林年
净生产力为 z1vxt·#«°pu¤p t o有机碳年净固定量为 v1w{|·≤#«°pu¤p t o与这相比 o热带山地雨林每 t«°u
每年能吸收 v1{t{·≤k李意德等 ot||{l ∀苏南地区 uz¤生杉木林生态系统每 t«°u每年能吸收 u1vy·≤k阮
宏华等 ot||zl ∀因此 o森林不仅是陆地生态系统中最为重要的生物基因库 o而且也是大气 ≤’u 的一个重
要的汇 ∀森林的破坏 o就等于给大气增加一个重要的 ≤’u 供给源 ∀因为森林砍伐 o除了利用一部分有
用的木材外 o其它部分如树叶 !枝 !皮 !根等可能被分解腐烂 o或被当做燃料而燃烧掉 o通过这些途径向大
气中释放 ≤’u ∀保护好现在的森林 o每年可以吸收大气中一定量的 ≤’u o由此可见 o森林与全球大气 ≤’u
浓度的升降具有密切的关系 o成为影响全球气候变化的一个重要因子 o说明保护 !恢复和发展森林具有
非常重要的生态学意义 ∀
w 结论
杉木不同器官中碳素密度变化范围在 s1wxx{ ª≤#ªpt ∗ s1xssv ª≤#ªpt之间 o按碳素密度高低排列顺
序为 }树皮 树叶 树干 球果 树枝 ~不同年龄枝 !叶中碳素密度以多年生枝 !叶较高 o这可能与枝 !叶
的老化程度有关 ∀
灌木层中的碳素密度总平均为 s1wvww ª≤#ªpt o草本层为 s1wss| ª≤#ªpt o林下植被各组分碳素密度
{t 林 业 科 学 v{卷
明显低于乔木层相对应的各组分的密度 ∀死地被物层碳素密度为 s1wvwt ª≤#ªpt o土壤各层次的碳密度
分布不一 o表土层略低于亚表土层 ∀
表 7 杉木林中碳素年净固定量
Ταβ . 7 Τηε αννυαλ νετ χαρβον στοραγε
ιν Χηινεσεφιρ πλαντατιον
组分
≤²°³²±¨ ±·
净生产力
„±±∏¤¯ ±¨ ·
³µ²§∏¦·¬√¬·¼
k·#«°pu¤p tl
碳素年净固定量
„±±∏¤¯ ±¨ ·
¦¤µ¥²± ¶·²µ¤ª¨
k·#«°pu¤p tl
树叶 ¨¤© t1swy s1xtw
树枝 …µ¤±¦« s1{s{ s1vzu
树干 ×µ∏±® v1t| t1xtv
树皮 …¤µ® s1ysu s1vst
树根 •²²· t1sv{ s1w{w
年凋落物 „±±∏¤¯ ¬¯·¨µ s1yyz s1vyx
合计 ײ·¤¯ z1vxt v1w{|
碳贮量在杉木不同器官中的分配 o基本上与各
器官的生物量成正比例关系 o以树干生物量占林
分总生物量的最大比例 o为 wz1z h o其碳贮量所占
林分总碳贮量的比例也最高 o为 wz1x h o分布在
枝 !叶 !皮 !根等当中碳贮量为 xu1x h ∀
在速生阶段杉木人工林林分生物量为 zv1xv·
#«°pu的生态系统中 o碳库的总贮量为 |s1z{v·≤#
«°pu o其中植被层中的碳贮量为 vx1{{v·≤#«°pu ~
死地被物层中为 s1{xz ·≤ # «°pu o土壤层中为
xw1swt·≤#«°pu ∀从整个杉木林生态系统来看 o树
干部分的碳贮量占总碳贮量的 tv1su h o而分布在
枝 !叶 !皮 !根 !死地被物及土壤中的碳贮量占
{y1|{ h o因此 o杉木的采伐利用应仅取走树干有
用部分 o其他部分应保留在林地内自然状态下缓
慢分解 o同时应及时完成其更新过程 o以减少因采
伐所造成的 ≤’u 排放 ∀
速生阶段杉木林年净生产力为 z1vxt·#«°pu¤p t o固定碳量为 v1w{|·≤#«°pu¤pt ∀由此可见 o森林是
大气 ≤’u 一个重要的汇 o而森林的破坏 o不但不能固定 !吸收大气中的 ≤’u o反而给大气增加一个重要的
≤’u 源 o因此 o森林与全球大气 ≤’u 浓度的升降具有密切的关系 o成为影响全球气候变化的一个重要因
子 ∀
参 考 文 献
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≈西德  • q拉夏埃尔著 q植物生理学 q北京 }科学出版社 ot|{u o|s ∗ ttz
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阮宏华 o姜志林 o高苏铭 q苏南丘陵主要森林类型碳循环研究 ) ) ) 含量与分布规律 q生态学杂志 ot||z otykyl }tz ∗ ut
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‹²∏ª«·²±o • q„ q× µ¨µ¨¶·µ¬¤¯ ¶²∏µ¦¨¶¤±§¶¬±®¶²©¦¤µ¥²±¬±©¨µµ¨§©µ²° ·¨µµ¨¶·µ¬¤¯ §¤·¤qר¯ ∏¯¶ot||y ow{…}wus ∗ wvu
|t 第 v期 方 晰等 }速生阶段杉木人工林碳素密度 !贮量和分布