紅松人工林碳貯量和碳分配的研究.pdf

1、紅松(Pinus koraiensis)為我國東北東部地區(qū)地帶性頂極群落建群種,但經(jīng)過歷史上長(zhǎng)期破壞該樹種數(shù)量明顯減少。為恢復(fù)以該樹種為主的地帶性頂極群落,建國后在東北東部山地營(yíng)造了大量紅松人工林,其中有一部分已和天然侵入的樹種形成人工天然混交林。為了解紅松人工林生態(tài)系統(tǒng)的固碳能力,本研究在長(zhǎng)白山北部張廣才嶺西坡的東北林業(yè)大學(xué)帽兒山實(shí)驗(yàn)林場(chǎng)老山人工林實(shí)驗(yàn)站,選擇20年和42年生的紅松(Pinuskoraiensis)人工純林、白樺(be

2、tula platyphylla)紅松人天混交林、蒙古櫟(Quercusmongolica)紅松人天混交林三種類型試驗(yàn)林分,采用徑級(jí)標(biāo)準(zhǔn)木法,樣方收獲法測(cè)定林分的葉、枝、干、果和根等器官生物量和碳貯量,同時(shí)測(cè)定土壤呼吸和碳貯量、凋落物碳貯量和分解速率,并計(jì)算碳輸入和輸出平衡,結(jié)果如下:
　　 (1)20年生紅松人工純林總碳貯量為134.10Mg·hm-2,其中生物量碳庫占20.82％,土壤碳庫占78.75％,凋落物碳庫占0.43

3、％;42年生紅松人工純林總碳貯量為323.34Mg·hm-2,其中生物量碳庫占25.95％,土壤碳庫占73.50％,凋落物碳庫占0.55％。20年生白樺紅松人天混交林總碳貯量為141.39Mg·hm-2,其中生物量碳庫占19.91％,土壤碳庫占79.60％,凋落物碳庫占0.49％;42年生碳貯量為351.12Mg·hm-2,其中生物量碳庫占24.93％,土壤碳庫占74.31％,凋落物碳庫占0.76％。20年生蒙古櫟紅松人天混交林碳貯量為

4、193.23Mg·hm-2,其中生物量碳庫占17.95％,土壤碳庫占81.69％,凋落物碳庫占0.36％;42年生碳貯量為377.23Mg·hm-2,其中生物量碳庫占25.42％,土壤碳庫占73.87％,凋落物碳庫占0.71％。三種林分類型總碳貯量相比以蒙古櫟紅松混交林貯量最多,白樺紅松混交林次之,紅松純林最低。在三種紅松林生態(tài)系統(tǒng)內(nèi),土壤碳庫、生物量碳庫、凋落量碳庫的大小排序?yàn)?土壤碳庫＞生物量碳庫＞凋落物碳庫。
　　 (2)

5、土壤碳庫貯量占紅松林貯碳總量的絕大部分,42年林分約占73.5％-74.31％,而20年生林分占的比例更大。紅松人工林土壤碳庫L層(未分解層)碳庫占4.29％,F層(半分解層)碳庫占5.56％,H層(腐殖質(zhì)層)碳庫占13.96％,B層(礦質(zhì)層)碳庫占76.19％。土壤中碳含量隨土層垂直深度加深而降低,呈指數(shù)曲線相關(guān)。土壤中的碳貯量與土壤容重、土層深度、碳含量密切相關(guān)。
　　 (3)凋落量碳庫由凋落的葉、枝、皮、果等碳庫組成,其中

6、葉碳庫占36.65％,枝碳庫占27.31％,皮碳庫占10.28％,果碳庫占22.64％,糞便占2.74％,蟲卵占0.38％。不同林分類型凋落物分解釋放碳不同,紅松純林碳釋放率43.33％,其中第一年碳釋放率為24.25％,第二年為19.08％;白樺紅松混交林兩年分解失重率為50.19％,其中第一年釋放率為30.72％,第二年為19.47％；蒙古櫟紅松混交林兩年碳釋放率為52.83％,第一年為32.42％,第二年為20.41％。三種林分相

7、比以蒙古櫟紅松混交林碳釋放率最高,白樺紅松混交林次之,紅純林最低。
　　 (4)紅松純林土壤呼吸速率月平均為3.4μmol·m-2·s-1,白樺紅松混交林為4.0μmol·m-1s-1,蒙古櫟紅松林為4.1μmol·m-1·s-1。三種林分類型比較以蒙古櫟紅松林土壤呼吸速率最高,白樺紅松混交林次之,紅純林最低。而且土壤呼吸速率隨季節(jié)的變化而有規(guī)律的變化。三種類型的呼吸速率第一年最大值出現(xiàn)在8月份,第二年出現(xiàn)在6、8兩個(gè)月,而生長(zhǎng)

8、開始的5月份和生長(zhǎng)停止的10月份呼吸速率最低。三種林分類型的土壤呼吸速率均與氣溫、地溫、土壤含水量相關(guān)密切。充分說明,這些環(huán)境因子明顯地影響了土壤呼吸速率。
　　 (5)紅松人工林生態(tài)系統(tǒng)每年生物固碳量(包括生物量現(xiàn)存量和凋落物碳?xì)w還量)與該林分類型土壤呼吸量之差為新增碳貯量。紅松純林新增貯存量為1.30Mg·hm-2·a-1,白樺紅松混交林為1.54Mg·hm-2·a-1,蒙古櫟紅松混交林為1.89Mg·hm-1·a-1。與其