東北六種溫帶森林碳密度和固碳能力.pdf

1、森林生態(tài)系統(tǒng)吸收大氣中CO2并固定在植被和土壤中,因而在減少日益增長的溫室效應(yīng)和維持氣候系統(tǒng)的穩(wěn)定中起到至關(guān)重要的作用。精確估算森林碳儲量和碳通量是評價(jià)森林生態(tài)系統(tǒng)對全球碳收支貢獻(xiàn)的首要條件,而探索森林碳分配格局及其影響因子對于構(gòu)建陸地生態(tài)系統(tǒng)模型和評價(jià)預(yù)測森林碳循環(huán)對全球變化的響應(yīng)也非常重要。本研究以處于同一氣候區(qū)內(nèi)林齡相近的六種溫帶森林(即楊樺林、硬闊葉林、紅松林、興安落葉松林、雜木林和蒙古櫟林)為研究對象,旨在量化六種林型十種主要

2、組成樹種的碳濃度變異以及采用不同碳濃度估算生物量碳的誤差,同時(shí)采用樣地清查和異速生長方程法量化六種林型的碳密度和凈初級生產(chǎn)力(NPP)的分配格局及其控制因子,并評價(jià)其固碳能力。主要研究結(jié)果如下:
　　 十種主要樹種生物量器官的平均碳濃度波動在47.1％(細(xì)根)至51.4％(葉)之間,其中樹干總平均碳濃度為49.9±1.3％(平均值士標(biāo)準(zhǔn)誤)。質(zhì)量加權(quán)平均碳濃度(weightedmean carbon concentration,

3、WMCC)的大小順序?yàn)?黃菠蘿(Phellodendron amurense Rupr.)(55.1％)＞紫椴(Tilia amurensis Rupr.)(53.9％)＞紅松(Pinus koraiensis Sieb.et Zucc.)(53.2％)＞水曲柳(Fraxinus mandshurica Rupr.)(52.9％)＞胡桃楸(Juglans mandshuricaMaxgun.)(52.4％)＞蒙古櫟(Quercus mo

4、ngolica Fisch.)(47.6％)＞興安落葉松(Larixgmelinii Rupr.)(46.9％)＞五角槭(Acer mono Maxim.)(46.4％)＞白樺(Betula platyphyllaSuk.)(46.1％)＞山楊(Populous davidiana Dode)(43.7％)。忽略上述碳濃度的種內(nèi)和種間變異將引起的生物碳儲量估算誤差波動在-6.7％至+7.2％之間,其中約93％的誤差是因碳濃度在種內(nèi)不同生

5、物量器官間的變異引起的。WMCC與優(yōu)勢木的平均年增長量呈顯著負(fù)相關(guān)關(guān)系,表明在固碳林營造時(shí)選擇速生樹種的同時(shí),應(yīng)該折中考慮其較低碳濃度而引起的固碳量損失。
　　 林齡相近的六種林型,雖然所處的立地條件和林分組成不同,但林型間的生態(tài)系統(tǒng)碳密度及其組分(除碎屑碳庫外)差異不顯著,而利用胸高斷面積標(biāo)準(zhǔn)化之后卻發(fā)現(xiàn)其差異顯著。六種林型的總碳密度波動在186.9-349.1 tC hm-2之間;其中,植被碳密度、碎屑碳密度、土壤碳密度分別

6、波動在86.3-122.7、6.5-10.5、93.7-220.1 tC hm-2之間,分別占總碳密度的39.7％±7.1％(均值士標(biāo)準(zhǔn)差)、3.3％±1.1％、57.0％±7.9％。在植被碳庫中,喬木層占99％以上。葉生物量、中細(xì)根(直徑＜5mm)生物量、根冠比、中細(xì)根與葉量之比分別波動在2.08-4.72 tC hm-2、0.95-3.24 tC hm-2、22.0-28.3％、34.5-122.2％之間。六種林型中,以紅松林的葉生

7、產(chǎn)效率(總生物量與葉量之比)最低(22.6 g g-1)、興安落葉松林的中細(xì)根生產(chǎn)效率(總生物量與中細(xì)根生物量之比)最高(124.7 g g-1)。除蒙古櫟林之外,所有林型的中細(xì)根碳密度均隨土壤層次加深而下降;而蒙古櫟林的中細(xì)根碳密度的垂直分布卻有下移趨勢。兩種人工林(紅松林和落葉松林)的粗木質(zhì)殘?bào)w碳密度顯著地低于天然林。這些結(jié)果表明,特定森林的碳分配格局分異主要受控于植被功能型、經(jīng)營歷史、局域土壤的水分和養(yǎng)分有效性等的共同作用。

8、>　　 六種林型的總NPP波動在615.9-860.4 gC m-2a-1之間,平均值為763.2 gC m-2a-1。由于立地條件和組成植被功能型的不同,總NPP的林型間差異顯著,其中NPP林型間的分異主要來源于地下NPP,而地上NPP差異不顯著。另外,短期存活組織(即資源獲取組織)NPP也存在顯著的差異。除興安落葉松林外,其余五種林型在地上和地下NPP、長期存活組織和短期存活組織NPP的分配格局基本一致,均以地上NPP(占總NPP