北京松山自然保護區(qū)次生林主要喬木地上碳儲量及其分布

李黎立

摘要 以松山自然保護區(qū)次生林為主要研究對象，采用2007年松山自然保護區(qū)國家重點生態(tài)公益林的17個標準地的調(diào)查數(shù)據(jù)，就其中7種主要喬木（DBH≥4 cm）的地上碳儲量及其伴隨徑級的分布特征進行了研究。結(jié)果顯示：①地上碳儲量大小排列為蒙古櫟（35 714.715 8 kg/hm2）>油松（30 008.855 0 kg/hm2）>山楊（24 376.778 9 kg/hm2）>樺樹（17 620.661 2 kg/hm2）>五角楓（7 985.442 5 kg/hm2）>椴樹（ 5 284.802 6 kg/hm2）>核桃楸（3 448.376 7 kg/hm2）；②在地上碳儲量徑階分布方面，蒙古櫟、山楊、油松、樺樹區(qū)別于其他3種闊葉樹，碳儲量變化劇烈。

關(guān)鍵詞 生物量；碳儲量；徑級分布

中圖分類號 S718.55 文獻標識碼 A 文章編號 0517-6611（2014）05-01417-04

Abstract Based on natural secondary forest of Songshan Nature Reserve as the main research object， using the investigation data of 17 samples lots of national key ecological public welfare forest in 2007， the aboveground standing carbon storage of seven main tree species（DBH≥4 cm）and their distribution according to DBH classes were studied. The results are showed as following： （1） The amount of aboveground standing carbon storage of main tree species in this sequence： Quercus mongolica（35 714.715 8 kg/hm2）>Pinus tabuliformis（30 008.855 0 kg/hm2）> Populus davidiana（24 376.778 9 kg/hm2） > Betula spp（17 620.661 2 kg/hm2）> Acer truncatum（7 985.442 5 kg/hm2） > Tilia mandschurica （5 284.802 6 kg/hm2）> Juglans mandshurica （3 448.376 7 kg/hm2）；（2） On the aboveground carbon storage distribution of DBH classes. The carbon storage curve of Quercus mongolica， Populus davidiana， Pinus tabuliformis and Betula spp are severer than other 3 species.

Key words Biomass； Carbon storage； Distributions in each DBH class

隨著工業(yè)化的發(fā)展，大量使用化石燃料和對森林的過度采伐導(dǎo)致大氣中CO2濃度不斷增加、溫室效應(yīng)加劇等一系列全球性的生態(tài)問題。保護和恢復(fù)森林生態(tài)系統(tǒng)是解決這些生態(tài)問題的重要手段。森林不僅在涵養(yǎng)水源、保持水土、凈化空氣、保護生物多樣性等方面起著重要的作用，而且在全球性的CO2固定上起著舉足輕重的作用[1]。森林碳儲量是反映森林生態(tài)環(huán)境的重要指標。準確估計森林生態(tài)系統(tǒng)的碳儲量、評價森林的碳匯功能意義重大。近年來碳儲量的測定如生物量模型的建立、碳素密度的估算等方向得到持續(xù)的研究，為該研究探討生態(tài)群落碳儲量的分布提供了良好的基礎(chǔ)。先前很多學(xué)者對植被地上生物量的空間分布規(guī)律進行細致研究，如對生物量和碳儲量在不同的生態(tài)系統(tǒng)、發(fā)育階段、密度，以及伴隨海拔、樹木高度和徑級所產(chǎn)生一系列時間和空間的變化進行規(guī)律分析[2-6]。

以松山自然保護區(qū)次生林為主要研究對象，采用2007年松山自然保護區(qū)國家重點生態(tài)公益林的17個標準地的調(diào)查數(shù)據(jù)，就其中7種主要喬木（DBH≥4 cm）的地上碳儲量及其伴隨徑級的分布特征進行了研究，為人們了解森林生態(tài)系統(tǒng)的碳平衡，改善和維護區(qū)域生態(tài)環(huán)境的功能提供基礎(chǔ)資料。

1 研究地區(qū)概況

該研究利用經(jīng)典生態(tài)學(xué)理論，分別對松山自然保護區(qū)次生林的主要樹種，即樺樹（Betula spp.） [在文中樺木為白樺（Betula platyphylla Suk.）和黑樺（Betula dahurica Pall.）的統(tǒng)稱]、油松（Pinus tabuliformis Carr.）、蒙古櫟（Quercus mongolica Fisch.）、椴樹（Tilia mandschurica Rupr.er Maxim.）、山楊（Populus davidiana Dode.）、五角楓（Acer truncatum Bunge.）和核桃楸（Juglans mandshurica Maxim.）的地上碳儲量分配特征進行分析，以期為今后在該區(qū)域進行森林植被碳儲量研究提供參考。

研究地區(qū)位于北京市延慶縣境內(nèi)的北京松山國家級自然保護區(qū)，面積為4 660 hm2，海拔范圍為627～2 200 m，坡度多為15°～30°，處于暖溫帶大陸性季風氣候區(qū)。年平均氣溫6.0～8.5 ℃，年平均日照時數(shù)為2 500余h，≥10 ℃的積溫2 500 ℃左右，無霜期100～150 d，年降水量450 mm左右，局部地段可達600 mm左右，年蒸發(fā)量約1 700 mm。成土母巖多為花崗巖，土壤隨著海拔的變化，分為2種類型：① 山地褐色土，分布于海拔1 200 m以下的陽坡和900 m以下的陰坡，土層厚度大多在30 cm左右。② 棕色森林土，分布于海拔1 200～1 800 m的陽坡和900 m以上的陰坡，土層較厚，厚度在50 cm以上。

研究地區(qū)天然林資源主要以中齡林為主，而且單位面積蓄積量較低。在該研究地區(qū)，依據(jù)不同位置、海拔、坡向、坡位和坡度等指標選擇試驗區(qū)，采用17個25.82 m×25.82 m次生林標準地進行調(diào)查，所有數(shù)據(jù)于2007年調(diào)查得到。林下植被有土莊繡線菊（Spiraea pubescens Turcz.）、小花溲疏（Deutzia parviflora Bungt.）、胡枝子（Lespedeza bicolor Turcz.）、螞蚱腿子（Myripnois dioica Bunge.）、山葡萄（Vitis amurensis Rupr.）、雀兒舌頭[Leptopus Chinensis （Bunge） Pojarkova.]，地被物有龍牙草（Agrimonia pilosa Ledeb.）、秋苦荬[Ixeris denticulate（houtt.）Stebb.]、草烏頭（Aconitum kusnezoffii Reichb.）、唐松草（Thalictrum aquilegifolium L. var. sibiricum Regel.）、披針苔草（Carex lanceolata Boott.）等。

2 研究方法

2.1 林況測定

對17個標準地內(nèi)喬木進行每木檢尺，實測胸徑、樹高、冠幅、枝下高，記錄林況、海拔、坡度、土壤類型、腐殖層厚度、主要灌木草本等。根據(jù)調(diào)查資料，利用北京市園林綠化局林政資源管理處一元材積表，計算出次生林試驗地內(nèi)主要樹種的單位面積蓄積量。該文對闊葉次生林的7種主要樹種的地上碳儲量進行分析，其生長概況見表1。

2.2 生物量和碳儲量估算

采用文獻[7-9]中的生物量模型估測7種樹種，即樺樹、油松、蒙古櫟、椴樹、山楊、五角楓和核桃楸的地上各器官生物量，結(jié)果如表2所示。

2.3 碳儲量估算

根據(jù)某樹種的地上器官碳素密度可以計算出某樹種的地上器官碳儲量。7種樹種（椴樹、核桃楸、樺樹、蒙古櫟、五角楓、油松、山楊）碳素密度的計算引用閆平等[10-11]的研究結(jié)果，油松地上各器官碳素密度取0.500 0進行估算，結(jié)果如表3所示。

4 結(jié)論與討論

（1）7種主要樹種碳儲量大小并非與密度呈正比，但與單位面積蓄積量近似呈正比。這個結(jié)論與前人的研究相符。李意德等[13]認為森林蓄積量與森林生物量存在著一定的相關(guān)關(guān)系，并應(yīng)用蓄積量法對熱帶天然林植被碳儲量進行估測。

（2）松山自然保護區(qū)次生林7個林分類型中蒙古櫟林碳儲量最高，核桃楸林碳儲量最低。在地上碳儲量徑階分布方面，蒙古櫟、山楊、油松、樺樹區(qū)別于其他3種闊葉樹，碳儲量變化劇烈。

（3）整體上看7種次生林碳儲量徑級分布呈“中間大兩頭小，近似正態(tài)分布”的規(guī)律。劉申等[14]認為不同群落類型或相同群落的不同階段間具有相似的生物量徑級分配特征，該研究的次生林樣地闊葉樹徑階碳儲量分布就類似于其提出的倒鐘形分布。

（4）在此林分中，針葉樹——油松樹干的碳儲量比例要高于闊葉樹。與李楊等[15]在研究長白山紅松云冷杉林時得出結(jié)論相同，即林分中針葉樹樹干所占地上碳儲量的比例大于闊葉樹樹干的碳儲量比例。這是因為針葉樹的枝葉相對于闊葉樹來說較為稀少。

（5）從統(tǒng)計數(shù)據(jù)看，松山自然保護區(qū)次生林小徑階占據(jù)較大比例，可分析為以上次生林樹種均處于中幼林階段。油松、蒙古櫟、山楊等次生林分密度過大，為了提升森林的生態(tài)效益，應(yīng)該對其進行適當?shù)纳纸?jīng)營。

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