南亚热带中幼龄针阔混交林碳储量及其分配格局

以南亚热带中幼龄针阔混交林为研究对象,通过典型样地调查法,对森林生态系统各个层次进行取样调查,采用12个样地实测数据和已有生物量模型相结合的方法计算乔木层生物量,灌木层、草本层和凋落物层采用全部收获法测得其生物量,对土壤层的调查采用剖面法加土钻法,代表性样品碳含量的测定采用重铬酸钾-水合加热法。在此基础上,分析了中幼龄针阔混交林碳储量及其分配格局。结果表明,主要造林树种树根、树杆、树枝和树叶碳含量均值分别为45.07%、46.73%、46.30%和47.72%。植物碳含量表现为乔木〉灌木〉草本。乔木碳储量占植被总碳储量比例介于63.38%-94.08%之间,灌木碳储量所占比例介于3.55%-12.67%之间,而草本碳储量仅介于为1.28%-23.95%之间,不同林龄段乔木和灌木碳储量均值随林龄的增加呈上升趋势,而草本碳储量呈下降趋势。土壤碳储量介于106.73-136.61 t·hm^-2之间,土壤碳储量随林龄的增加呈现出先降低后升高的趋势。针阔混交林总碳储量介于134.79-162.60 t·hm^-2之间,分配格局表现为土壤层〉植被层〉凋落物层。土壤层碳储量所占总碳储量比例范围为78.34%-94.45%,植被层所占比例介于4.84%-20.16%之间,凋落物层仅介于0.71%-1.50%之间,中幼龄针阔混交林碳储量主要以土壤固碳为主。研究结果为树种选择、人工林生态系统固碳潜力以及人工碳汇林的经营管理等研究提供科学参考。     

滇中亚高山典型森林生态系统碳储量及其分配特征

同一区域不同植被类型的生长习性、土壤类型、林分立地状况等的差异,可能导致生态系统碳储量的变化。采用标准地调查和生物量实测相结合的方法,对云南省新平县磨盘山国家森林公园5种典型森林类型——华山松(Pinusarmandii)林、云南松(Pinus yunnanensis)林、滇油杉(Keteleeria evelyniana)林、高山栎(Quercus aquifolioides)林和常绿阔叶林各器官(叶、枝、干、皮和根)碳含量、生物量、碳储量及分配特征进行了比较研究,探讨该区域典型森林生态系统碳储量及其分配格局,揭示滇中亚地区各林分植被层的碳源-汇变化和土壤各层碳动态规律。结果表明,(1)5种林分类型各器官碳含量在45.60%～57.60%之间波动,乔木层、灌木层、草本层和凋落物生物量分别占植被层的56.46%～92.28%、1.12%～13.15%、0.003%～2.19%和6.21%～30.26%。各林分类型植被层碳储量大小表现为:华山松常绿阔叶林云南松滇油杉高山栎。(2)5种林分的土壤碳储量随着土层深度的增加而显著降低,主要集中在0～30 cm表土层,占总碳储量的52.6%～79.8%;0～60 cm土壤碳储量大小顺序表现为:滇油杉常绿阔叶林华山松高山栎云南松。(3)5种林分的生态系统碳储量表现为:常绿阔叶林华山松滇油杉云南松高山栎,其中乔木层和土壤层之和占总碳储量的95.1%～99.2%,林下植被层占比较低。华山松、滇油杉和常绿阔叶林生态系统具有较高的碳储量,云南松林和高山栎林植被碳储潜力较大,应通过制定出切实可行的森林管理措施,提高林分质量、增加林分碳密度,发挥其更大碳汇功能。     

近自然经营对杉木人工林地被物和土壤碳氮积累的影响

研究针叶纯林改造为异龄针阔混交林对生态系统碳氮积累的影响,对于森林可持续经营有重要意义。为探明近自然经营对林下地被物和土壤碳氮分配格局的影响,以中国林科院热带林业实验中心的杉木(Cunninghamia lanceolate)与红锥(Castanopsis hystrix)和香梓楠(Michelia hedyosperma)异龄混交林(CCM)、杉木与格木(Quercus griffithii)和大叶栎(Erythrophleum fordii)异龄混交林(CQE)以及未改造杉木纯林(MC)为研究对象,分析不同林分的林下地被物和土壤碳氮含量、储量及其分配格局。结果表明,(1)近自然经营使地被物生物量和碳氮储量分配发生改变,灌草生物量和碳氮储量分配减少,凋落物生物量和碳氮储量分配增加。(2)林分转变后林下植被的根冠比变化,导致灌草地下部位碳储量分配增加。(3)试验林分地被物总碳储量间差异不显著,CQE地被物总氮储量约为MC的50%,凋落物碳储量呈现CCMCQEMC,凋落物氮储量为CCM大于其他林分(P0.05)。(4)各林分土壤总碳储量及表层(0—20 cm)土壤氮储量间差异不显著;表层土壤C:N比值呈现CCMCQEMC,CCM表层和次层(20—40 cm)土壤碳储量高于MC,土壤总氮储量表现为CCM低于其他林分(P0.05)。采用固氮树种(格木)改造林分有利于维持土壤氮积累功能。(5)试验林分凋落物层碳氮储量和表层土壤碳储量正相关。综上,近自然经营导致林分结构改变,增加凋落物输入和提升表层土壤C:N比值,对于促进林地表层土壤碳积累有重要作用。     

川西高山森林生态系统林下生物量及其随林窗的变化特征

作为森林生态系统的重要组成部分,林下植被及其残体的分布受到林冠层的影响,但迄今有关林窗对林下植被和残体生物量的影响尚无研究报道.于2013 年8 月2 日至20 日,以海拔3 600 m 的川西岷江冷杉原始林林下植被为研究对象,根据区域内的坡向和林分组成等因素设置3 个100 m×100 m 的典型样地,调查其生物量及其随林窗的变化特征.在每个样地内选择3 个大林窗,在林窗、林缘和林下分别设置3 个20 m×20 m 的样方,调查粗木质残体长度或高度、大小头直径、枯立木记录胸径、腐烂等级等;在林窗、林缘和林下分别设置3 个5 m×5 m 的样方,采用“收获法”收集样方内直径在2.5-10 cm之间的细木质残体和灌木生物量;在林窗、林缘和林下分别设置3 个1 m×1 m 的样方来调查凋落物储量和草本生物量;在1m×1 m 的样方内随机选择1 个20 cm×20 cm 的小样方来调查地被植物生物量.结果表明,（1）川西高山森林生态系统总生物量为72.75 t·hm^-2,其中林下生物量为67.92 t·hm^-2,占生态系统生物量的95.17%.活体植被以灌木为主,其生物量为9.81t·hm^-2;残体部分以粗木质残体为主,其储量为53.00 t·hm^-2;（2）林窗对灌木、草本、地被植物的影响各不相同,且不同物种的灌木生物量表现出不同的分布规律;草本生物量表现出明显的“边缘效应”,在林缘显著高于林下;林窗和林缘的地被植物生物量相对较低;（3）粗木质残体储量从林下到林窗呈现减小的趋势,但总体储量仍然较大,林窗和林缘的细木质残体储量高于林下.这些结果为认识高山森林生态系统林下生物量及其格局,以及林窗在森林生态系统的重要作用提供了基础理论依据.     

井冈山森林碳储量与LAI和材积的相关性

建立林木生物量模型是估算森林生物量的重要方法之一,叶面积指数（Leaf Area Index,简称LAI）和材积与林木密切相关,是否可通过建立森林生物量与LAI或材积的相关模型来估算森林生物量,进而估算森林碳储量,值得探索。以井冈山自然保护区两种典型森林类型（常绿阔叶林和人工杉木林）为研究对象,分乔木层、植被层和总体（植被层＋土壤层）3部分分别计算碳密度,并对它们与叶面积指数LAI和材积之间的相关性进行分析。结果表明：常绿阔叶林总体碳密度为38．915kg／m^2,高于人工杉木林的27．460kg／m^2;两种森林类型乔木层和植被层碳密度与材积具有很好的相关性（R^2〉0．97）,在与LAI的相关性分析中,人工杉木林乔木层和植被层碳密度与LAI相关系数达到0．7以上,相关关系显著,而常绿阔叶林各层碳密度与LAI的相关性不明显;在森林总体碳密度与LAI和材积的相关性分析中发现,只有常绿阔叶林总体碳密度与材积的R^2为0．7116,达到显著水平,其它相关性水平均不显著。因此,利用材积与生物量和碳储量的相关关系来推算井冈山森林生物量和碳储量的方法是可行的,通过叶面积指数来推算森林生物量和碳储量的方法还有待进一步研究探讨。     

井冈山中亚热带森林植被碳储量及固碳潜力估算

国内外关于森林碳汇功能的研究集中于热带和温带森林,就中国东部亚热带森林,尤其是中亚热带常绿阔叶林的碳汇功能的研究较为薄弱。该研究选取井冈山国家级自然保护区作为中国中亚热带森林生态系统的典型代表,针对不同森林类型分别设置样地,采用材积源生物量法估算该地区森林生态系统植被碳储量,并以老龄林生态系统碳储量为参考标准,通过计算参考碳储量与基准碳储量之差,估算研究区森林植被的固碳潜力,旨在明确中国中亚热带森林生态系统在全球碳循环中的作用及贡献。研究发现,(1)井冈山自然保护区森林植被总碳储量为1 589 531 t,平均碳密度为7.29 kg·m-2,高于中国及全球中高纬度森林植被平均碳密度。常绿阔叶林植被碳密度最高,为9.25 kg·m-2,其次是针阔叶混交林和常绿落叶阔叶混交林,其植被碳密度分别为8.12和7.83 kg·m-2。(2)各林型老龄林的植被碳密度均高于平均植被碳密度,常绿阔叶林的老龄林植被碳密度最大,达10.53 kg·m-2。(3)研究区森林植被的固碳潜力为182 868 t,常绿阔叶林的植被固碳潜力最大,达74 086 t,其次为常绿落叶阔叶林混交林、暖性针叶林和针阔叶混交林。研究结果表明中国中亚热带森林生态系统具有较高的固碳能力。     

韶关市小坑林场山杜英幼林植被层生物量和碳储量的分配格局

森林碳储量是森林生态系统碳库的重要组成成分,在全球碳循环中发挥着重要的作用。以韶关小坑林场山杜英(Elaeocarpus sylvestris)林为研究对象,研究其植被层和凋落物层的生物量、碳储量分配格局,为山杜英人工林的固碳能力和碳汇功能研究提供参考。在林地内建立3个20 m×20 m的样地,采用径阶标准木法,选取10株标准木,按照枝、叶、干和根分别进行取样。每个样地分别设置5个灌木样方(2 m×2 m)、草本样方(1 m×1 m)和凋落物样方(1 m×1 m)样方,收获样方内全部的灌木和草本及凋落物,并各取300 g样品,带回实验室分析。结果表明,山杜英林生物量为34.89 t·hm~(-2),平均碳质量分数为463.79 g·kg~(-1),碳储量为16.65 t·hm~(-2);山杜英林垂直结构的各组分中,乔木层的生物量(26.76 t·hm~(-2))和碳储量(12.85 t·hm~(-2))最大,占比分别为76.70%和77.18%;乔木层各组分中,树干的生物量(13.60 t·hm~(-2))和碳储量(6.62t·hm~(-2))最大,占比分别为50.82%和51.52%。山杜英林树干碳储量是乔木层碳储量的主体,因此应充分利用其生长特性,最大限度地增加树干碳储量,从而增加林分植被层碳储量。该林分具有较大的碳汇潜力,可通过提高林分密度以提高林分的碳储量。     

西双版纳森林植被碳储量动态与增汇潜力研究

科学评估区域森林碳储量动态与增汇潜力对理解陆地碳循环具有重要的意义。本文基于生物量转换因子连续函数法,对西双版纳1993—2006年间森林植被碳储量与碳汇潜力进行了研究,结果表明,（1）西双版纳1993—1994年间森林植被整体碳储量为60 770 378.37 t,碳汇增量表现为栎类（Quercus L.）〉经济林〉思茅松（Pinus kesiya）〉其它阔叶〉桤木（Alnus cremastogyne）,主要森林类型的碳密度范围为15.08～74.76 t.hm-2;2005—2006年间森林植被整体碳储量为62 347 715.19 t,比1994—1993年间上升2.60%,碳汇增量均表现为其它阔叶〉经济林〉栎类〉思茅松〉桤木〉杉木（Cunninghamia lanceolate）〉其它针叶,主要森林类型的碳密度范围为8.60～70.90 t.hm-2。（2）2005—2006年间,景洪森林植被整体碳储量为23 299 801.23 t,碳密度范围为8.78～73.35 t.hm-2;勐海森林植被整体碳储量为14 058 043.42 t,碳密度范围为7.95～59.51 t.hm-2;勐腊森林植被整体碳储量为25 050 562.32 t,碳密度范围为8.46～98.73 t.hm-2。可见,1993—2006年间,西双版纳森林植被起到了重要的碳汇功能,且其碳汇功能呈上升趋势。     

大兴安岭南部温带山杨天然次生林不同生长阶段生物量及碳储量

基于内蒙古赛罕乌拉森林生态系统定位研究站山杨（Populus davidiana Dode）天然次生林幼龄林、中龄林、近熟林、成熟林及过熟林生物量调查,探讨了不同龄组山杨天然次生林单株木、林分、林下植被和枯落物的生物量及群落碳储量的时空变化规律。结果表明：随林龄的增大,山杨天然次生林木和各器官生物量总体呈增加趋势,树干所占比例增加,中龄林增加尤为明显;林下植被层、枯落物层生物量随林龄增大呈增加趋势。群落总碳储量的空间分布序列是：乔木层〉枯落物层〉林下植被层。幼龄林、中龄林、近熟林、成熟林和过熟林群落的碳储量分别为27.146 6、53.545 1、60.889 8、77.915 8、79.135 3t.hm-2,乔木层碳储量分别为22.206 5、47.215 7、52.056 3、68.445 3、68.773 1 t.hm-2,枯落物层和林下植被层碳储量平均值分别为5.814 4、2.172 7 t.hm-2。乔木层、枯落物层和林下植被层碳储量占总量的平均率分别为86.05%、10.39%和3.57%。研究认为山杨天然次生林群落碳储量随林龄增加的变化规律明显,碳汇潜力巨大;中龄林为碳储量增长迅速期,且持续较长一段时间,是林分管理的关键阶段;自然稀疏有利于促进林木生长,林分碳储量并未随林分密度下降而减小。     

珠江三角洲森林的生物量和生产力研究

利用森林资源清查资料和经过实地校正的相关森林生物量和生产力估算方程,对珠江三角洲森林植被的生物量和生产力进行了研究。结果表明,珠江三角洲森林的生物量为132 404 963 t,总净生产量为26 273 769 t.a-1。区域森林生物量主要分布在珠江三角洲的外围,其中,马尾松林和常绿阔叶林的生物量占区域森林总生物量的52.18%;生态公益林的生物量只到达用材林的48.68%;中幼龄林生物量所占比例很大,总体质量不高,但如果现有森林得到更好地保护和管理,珠江三角洲地区的森林会有较大的发展潜力,并在维护区域生态环境上起着主导作用。     

深圳福田秋茄红树林生态系统碳循环的初步研究

滨海红树林的生产力极高,在全球碳循环中占有重要地位,但是其碳循环的系统测定却鲜见报道。以深圳福田秋茄林为研究对象,2011年4月-2012年4月对内滩天然林、中滩和外滩人工林的植被、凋落物、粗木质残体、土壤的碳密度和净增量,以及植被和土壤呼吸进行了实际观测,并探讨了土壤有机碳来源,初步构建了秋茄林沿不同滩位的生态系统碳循环模式。结果表明,深圳福田秋茄林的碳密度在234.58～694.46 t.hm^-2之间,其中植被碳密度为44.54～239.51 t.hm^-2,凋落物和粗木质残体碳密度为2.02～24.56 t.hm^-2,土壤碳密度（深度为50 cm）为188.02～430.39 t.hm^-2,生态系统碳密度整体上表现为自内滩向外滩降低的趋势。在研究时段内,3个滩位的植被碳密度净增量为4.31～13.28 t.hm^-2.a^-1,凋落物和土壤碳密度没有显著变化。红树林的凋落物生成量为2.17～10.55 t.hm^-2.a^-1,约有49.94～94.01%通过食草动物、冲入海洋和腐烂分解等途径消耗。植被呼吸量为2.20～12.08 t.hm^-2.a^-1,土壤微生物的异氧呼吸量为0.25～1.61 t.hm^-2.a^-1,甲烷排放为0.09～0.31 t.hm^-2.a^-1,土壤有机碳输入约18.99%～44.43%来自植被内源输入,其余来源于海洋碳输入。生态系统的总初级生产力介于8.68～35.91t.hm^-2.a^-1之间,约有47.38%～74.08%转变为净初级生产力（6.48～23.84 t.hm^-2.a^-1）。碳平衡分析表明,在研究时段内,内滩的天然林是个很大的碳汇,约20.08 t.hm^-2.a^-1,中滩和外滩的人工林碳汇量分别为9.98 t.hm^-2.a^-1和4.03 t.hm^-2.a^-1。相对于陆地森林,秋茄红树林有着显著的碳汇效益,在全球碳循环中起着不可忽视的作用。     

闽西北地区不同龄组常绿阔叶混交林生态系统碳储量结构特征

选取福建西北部地区多群落类型组成的常绿阔叶混交林为研究对象,通过典型样地调查法,对生态系统各个层次进行取样调查,采用“相对生长法”计算乔木层生物量,灌木层、草本层和凋落物层采用全部收获法测得其生物量,对土壤层的调查采用剖面法加土钻法,代表性样品碳含量的测定采用重铬酸钾-外加热容量法。在此基础上,分析了该地区不同林龄常绿阔叶林生态系统碳储量及其格局特征,结果表明,（1）闽西北地区常绿阔叶林生态系统平均碳储量为260.63 t·hm-2。在每个发育阶段,各层片对整个生态系统碳储量的贡献率相对稳定,空间分布格局特征相似。幼龄林、中龄林、近熟林、成过熟林生态系统的碳储量分别为192.14、221.15、317.11和312.12 t·hm-2,基本表现出随林龄增加而逐渐增大的趋势。（2）乔木层、灌木层、草本层、凋落物层的平均碳质量分数分别为48.5%、46.9%、41.2%、44.0%,每个层片中,各器官的碳含量差异不大,乔木层、灌木层及草本层的碳质量分数表现出随层片高度降低而减小的趋势。土壤碳质量分数由表层到底层逐渐减小。0～10、10～20 cm土层碳质量分数均显著大于其余三个土层。（3）生物量碳储量在每个层片随着龄组不同,表现出不同的变化趋势。乔木层碳储量大小排序为近熟林﹥成过熟林﹥中龄林﹥幼龄林,灌木层与草本层在不同发育阶段的碳储量,均表现出以下规律：从幼龄林到中龄林不断增长,在中龄林达到最大值后,又随发育的进行显现出不断下降的趋势。随着地表凋落物现存量的不断增加,其碳储量也表现出幼龄林﹥中龄林﹥近熟林﹥成过熟林的趋势。土壤的平均碳储量为134.986 t·hm-2,随着林分发育,表现为成过熟林﹥近熟林﹥中龄林﹥幼龄林。     

重庆四面山五种人工林土壤有机碳储量研究

对重庆四面山杉木纯林、杉木×马尾松、杉木×马尾松×木荷、木荷×石栎×枫香×香樟、木荷×石栎人工林进行了有机碳储量研究。运用网格取样法取样,每个样地各层各取样81个,共计取样810个。结果表明：（1）林分类型不同,A层土壤有机碳含量总体差异显著（p〈0.05）。在此五种林分类型中,土壤平均有机碳含量以杉木人工纯林为最高,石栎木荷枫香香樟人工混交林为最小;B层土壤有机碳含量总体差异不显著（p〉0.05）。在垂直剖面上,五种人工林均差异显著（p〈0.05）,且表现出随着土层深度的增加,林下土壤有机碳含量随之减小,体现出土壤有机碳含量的表聚作用。（2）有机碳储量规律基本与土壤有机碳含量规律一致。在垂直剖面上,此五种人工林有机碳储量均差异显著（p〈0.05）,表现出随着土层深度的增加而减小的规律。不同林种类型、同一土层深度或是不同土层深度、同一林种类型其有机碳储量变异系数大小均不一样,这说明此五种林地土壤普遍存在空间异质性且其异质程度不一样。（3）就 A 土层而言,本研究区五种人工林平均有机碳密度为5.34 kg·m^-2,比相关研究的重庆市土壤有机碳密度3.11 kg·m^-2,全国森林土壤有机碳密度4.24 kg·m^-2,全国土壤有机碳密度2.67kg·m^-2等分别多出71.70%,25.94%,100%。     

Temperature influences carbon accumulation in moist tropical forests

Evergreen broad-leaved tropical forests can have high rates of productivity and large accumulations of carbon in plant biomass and soils. They can therefore play an important role in the global carbon cycle, influencing atmospheric CO2 concentrations if climate warms. We applied meta-analyses to published data to evaluate the apparent effects of temperature on carbon fluxes and storages in mature, moist tropical evergreen forest ecosystems. Among forests, litter production, tree growth, and belowground carbon allocation all increased significantly with site mean annual temperature (MAT); total net primary productivity (NPP) increased by an estimated 0.2-0.7 Mg C x ha(-1) x yr(-1) x degrees C(-1). Temperature had no discernible effect on the turnover rate of aboveground forest biomass, which averaged 0.014 yr(-1) among sites. Consistent with these findings, forest biomass increased with site MAT at a rate of 5-13 Mg C x ha(-1) x degrees C(-1). Despite greater productivity in warmer forests, soil organic matter accumulations decreased with site MAT, with a slope of -8 Mg C x ha(-1) x degrees C(-1), indicating that decomposition rates of soil organic matter increased with MAT faster than did rates of NPP. Turnover rates of surface litter also increased with temperature among forests. We found no detectable effect of temperature on total carbon storage among moist-tropical evergreen forests, but rather a shift in ecosystem structure, from low-biomass forests with relatively large accumulations of detritus in cooler sites, to large-biomass forests with relatively smaller detrital stocks in warmer locations. These results imply that, in a warmer climate, conservation of forest biomass will be critical to the maintenance of carbon stocks in moist tropical forests.     

菌根真菌侵染对植物生物量累积的影响

为了从生态系统尺度探讨菌根资源与植物生物量累积的关系,调查了鼎湖山不同成熟度的三个森林群落主要优势树种的菌根侵染情况.综合分析各森林群落优势树种的个体数、生物量和菌根侵染率发现：1）菌根侵染率与径向生长速率相关,植物生长迅速的阶段菌根侵染率更高.中径级（胸径15-30 cm）的马尾松（Pinus massoniana）和锥（Castanopsis chinensis）的侵染率比小径级（胸径1-15 cm）个体的侵染率高,而大径级个体（胸径30 cm 以上）的侵染率略低于中径级个体的侵染率.木荷（Schima superba）则表现出侵染率随着胸径增大而增高的趋势.2）树种在群落内的侵染率越高,其对群落生物量的贡献率越大.如马尾松在马尾松林和混交林的侵染率分别为（77.30±18.02）%和（40.50±14.42）%,其对马尾松林群落生物量的贡献率达到87.43%,是对混交林生物量贡献率（17.51%）的5 倍.混交林和阔叶林的共有优势树种锥的侵染率和生物量贡献率也有存在相同规律.3）根系碳储量占群落总碳储量比例较高的群落其优势树种平均侵染率相对较高.马尾松林、混交林和季风常绿阔叶林中,根系碳储量占群落总碳储量的比例分别为55%、54%、42%,群落优势树种平均侵染率分别为（66.73±10.55）%、（46.97±27.28）%、（54.22±25.45）%,马尾松林的根系碳储量和平均侵染率均高于混交林和季风常绿阔叶林.以上结果表明,菌根真菌侵染对于植物个体生长速率以及群落水平的生物量累积具有-定的促进作用.