不同生长发育阶段木麻黄林生态系统的碳贮量

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1、不同生长发育阶段木麻黄林生态系统的碳贮量［摘要］以不同发育阶段的木麻黄人工林为研究对象，对乔木层不同器官和凋落物层、土壤层样品含碳率和碳贮量进行了分析。结果表明：不同发育阶段木麻黄不同器官碳密度表现为：中龄林最大、成熟林次之、幼龄林最小，凋落物层含碳率表现出与乔木层平均含碳率相似的规律：土壤含碳率随土壤深度的增加而降低，且成熟林＞中龄林＞幼龄林。木麻黄人工林年净固碳量差异主要体现在乔木层，凋落物年固碳量亦存在显著差别，伹比重小于乔木层。［关键词］木麻黄人工生态系统含碳率碳贮量近年来，随着天然林资源

2、不断减少，人工林面积有所增加，人工林在森林生态系统中占有越来越重要的地位［1］。中国现有人工林保存面积已达到5300多万公顷，已成熟林的人工林面积约3425万公顷，居世界之首。但目前有关人工林生态系统碳循环的研究不多［2,3］，而对沿海防护林中的一个重要树种一木麻黄的研究更是少见。进行沿海防护林人工林生态系统碳循环研究具有越来越重要的意义［4］。如何准确地定量研究森林生态系统在全球C02收支平衡中的作用是全球碳循环研究的难点和难点之［5,6］o碳循环的研究首先是碳贮量和碳通量，随着国际社会对全球气

3、候变化的重视，C02作为最重要的一种温室气体，其源与汇成为全球关注的热点［7］。森林碳贮量及其与大气C02的交换通量的估计，普遍采用的方法是通过直接或间接测定森林植被的生产量与生物量现存量再乘以生物量中碳元素的含量推算而得。因此，森林群落的生物量及其组成树种的含碳率是研究森林碳贮量与碳通量的两个关键因子，对他们的准确测定或估计是估算区域和全国森林生态系统碳贮量及通量的基础；到目前为止，国内外对森林群落生物量及生产力的研究已随着碳循环研究的升温逐渐增多［8］。相较之下，对于森林群落含碳率及碳贮量的研

4、究还处于起步阶段。在不同植物及同一植物的不同器官中的碳元素含量是有差别的，土壤不同剖面层次的的碳储量也存在差异［9］。为了能精确估算沿海木麻黄防护林人工生态系统碳贮量，有必要对该系统各主要林龄阶段的含碳率及碳贮量分别进行测定和分析。本文对不同龄林木麻黄人工林生态系统各组分含碳率进行了分析，最后对其碳贮量及年净固碳量进行了计算，为进一步研究该生态系统对碳循环及碳汇的作用的研究提供基础数据。1试验地概况试验地设在福建省沿海中部惠安县崇武镇赤湖防护林场（118°55'E,24°55'N），属南亚热带海洋

5、性季风气候，年平均气温19.8°C;年均降水量1029mm,年均蒸发量2000mm;夏季（7-9月）多台风和暴雨天气，秋季东北风强盛，8级以上的大风天达105d，年平均风速7.0m•s-l，干湿季明显。土壤为均一性风积沙土，沙土层厚度80-100cm。2研究方法2.1试验设计在惠安赤湖林场选择立地条件相似的不同发育阶段（幼龄林、中龄林和成熟林）的木麻黄人工林，每种林分中分别建立3个20mX20m标准地，共建立9个标准地。2.2试验方法2.2.1含碳率测定2.2.1.1植株样品含碳率测定

6、对惠安不同发育阶段木麻黄人工林的各个样地进行每木调查，根据叶功富等得出的木麻黄生物量模型lnW=a+bln（D2H）,系数a和b见表1，进行生物量的计算；年浄生产力采用一年间的生物量实测值相减而计算得出。同时根据林分平均胸径和树高，选取平均木1-2株，要求所选平均木胸径、树高和林分平均值误差不超过5%;伐到后，分层次分干、叶（分当年生叶和老叶）、枝（分当年生枝和老枝）、根（分为0.5cm和根头）采集标准木乔木层的分析样品，并用挖掘法测定根系生物量；采集的乔木层不同器官和凋落物层样品随机抽取30°%

7、样品带回室内，烘干测定后换算成为干重质重；再经粉碎、过筛后，用全自动碳氮分析仪测定含碳率。乔木层平均含碳率是各器官含碳率的加权平均值，然后计算乔木层的生物量。2.2.1.2土壤样品含碳率测定在设置的样地内按“S”形随机设定取样点5个，在每个取样点按0〜10cm、10〜25cm、25〜40cm、40〜70cm、70〜100cm分层取样，土样在室内风干后过0.149mm筛，采用重铬酸钾热法测定土壤含碳率；同时用环刀取原状土，带回室内测定不同层次土壤的容重。2.2.2碳贮量及年净固碳量计算2.2.2.1

8、植被层碳贮量及年净固碳量计算乔木层碳当年净固定量是指乔木层的生物量碳当年积累量和碳当年归还量之和。根据乔木层各器官（干、枝、叶、皮、果、根）凋落物层的生物量乘各组分转换系数，求得碳贮量。不同组分的转换系数是根据在进行生物量测定时所取得的样品而实测得到有机碳数值。乔木层的碳贮量为乔木层各器官碳贮量之和，乔木层年浄固碳量是各器官年净生产力与对应含碳率乘积的累和，凋落物年净固碳量是年凋落量与其含碳率的乘积。2.2.2.2土壤层碳贮量计算由于本次调查人工林分布的土层厚度在100cm左右，因