浙江天童主要樹種含碳率分析

楊同輝，夏晨誠，曹 菁　(.寧波市農(nóng)業(yè)科學(xué)研究院，浙江寧波 5040；.上海市新中初級(jí)中學(xué)，上海0046；.華東師范大學(xué)附屬雙語學(xué)校，上海 0805)

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浙江天童主要樹種含碳率分析

楊同輝1，夏晨誠2，曹 菁3(1.寧波市農(nóng)業(yè)科學(xué)研究院，浙江寧波 315040；2.上海市新中初級(jí)中學(xué)，上海200436；3.華東師范大學(xué)附屬雙語學(xué)校，上海 201805)

摘要[目的]為準(zhǔn)確估算區(qū)域森林碳儲(chǔ)量，研究分析浙江天童主要樹種含碳率。[方法]應(yīng)用干燒法對(duì)天童地區(qū)主要針葉、闊葉喬灌木樹種和毛竹不同器官的含碳率進(jìn)行測定。[結(jié)果]不同樹種器官含碳率范圍在36%~51%，針葉樹種器官平均含碳率最高，均在48%以上，常綠灌木或小喬木的器官含碳率相對(duì)較低，50個(gè)喬灌木樹種器官平均含碳率的大小順序?yàn)楦?、枝、葉、根。[結(jié)論]結(jié)合實(shí)測的標(biāo)準(zhǔn)木器官生物量數(shù)據(jù)，各樹種含碳率加權(quán)平均值為47%，適用于天童乃至寧波地區(qū)森林碳儲(chǔ)量估算。

關(guān)鍵詞天童；主要樹種；器官；含碳率

Carbon Content Rate of Main Tree Species in Tiantong，Zhejiang Provice

YANG Tong-hui1, XIA Chen-cheng2, CAO Jing3(1.Ningbo Academy of Agricultural Science, Ningbo, Zhejiang 315040; 2.Xin Zhong Junior High School, Shanghai 200436; 3.East China Normal University Affiliated Bilingual School, Shanghai 201805)

Abstract[Objective]Carbon content rate of main tree species in Tiantong, Zhejiang Province was studied. [Method]The aim was to accurate estimation of regional forest carbon stocks, the different organs carbon content rate of main coniferous and broadleaf trees and shrubs and bamboo were measured by combustion method in Tiantong region. [Result]The results showed that different species organs carbon content rates ranged between 36%-51%, and average organs carbon content rate was highest in coniferous trees which was more than 48%, and it’s relatively low in evergreen shrubs or small trees organs. The order of average carbon content rate was stem > branch > leaf > root for 50 woody plant species organs. [Conclusion]Combined with the measured biomass data of standard stems, the weighted carbon content rate is 47%, which is suitable for the estimation of forest carbon stocks in Tiantong and Ningbo area.

Key wordsTiantong; Main tree species; Organ; Carbon content rate

森林是以林木為主體的生態(tài)系統(tǒng)，是自然界最豐富、最穩(wěn)定和最完善的有機(jī)碳貯庫、基因庫、資源庫、蓄水庫和能源庫，在生態(tài)系統(tǒng)中發(fā)揮多重效益，是保障居住環(huán)境生態(tài)安全與生存物質(zhì)基礎(chǔ)的重要因素[1]。作為地球上最大的陸地生態(tài)系統(tǒng)，森林存儲(chǔ)了其65%~98%的有機(jī)碳[2]，對(duì)于全球碳循環(huán)和碳平衡起著巨大的作用。植物含碳率是估算森林碳儲(chǔ)量與碳通量的關(guān)鍵因子。許多研究都采用50%作為森林生物量推算碳儲(chǔ)量的轉(zhuǎn)換系數(shù)。但是有研究表明，活體植物的碳含量常因樹種和器官的不同而異，同一樹種不同地區(qū)的含碳率也不同[3]，籠統(tǒng)地采用50%作為轉(zhuǎn)換系數(shù)常會(huì)使森林群落碳儲(chǔ)量的估測值偏離實(shí)際值較遠(yuǎn)[4]。為此，該研究通過浙江天童地區(qū)主要樹種器官含碳率測試分析，旨在為準(zhǔn)確估算該區(qū)域森林碳儲(chǔ)量提供數(shù)據(jù)參考。

1材料與方法

1.1研究區(qū)概況天童國家森林公園位于浙江省寧波市東南部，距寧波市約28 km，地理坐標(biāo)為29°48′ N，121°47′E，面積為349 hm2。該地處于中亞熱帶北緣地區(qū)，屬于溫暖潮濕的亞熱帶季風(fēng)氣候，全年溫和多雨，四季分明；年平均氣溫為16.2 ℃，最熱月7 月的平均溫度為28.1 ℃，最冷月1 月的平均氣溫為4.2 ℃。年降水量為1 374.7 mm，多集中在夏季。年平均相對(duì)濕度為82%，變率不大。年蒸發(fā)量為1 320.1 mm，小于降水量。森林公園內(nèi)的土壤以山地黃紅壤為主，成土母質(zhì)主要是中生代的沉積巖及部分酸性火成巖和花崗巖殘積風(fēng)化物。區(qū)內(nèi)植被保存良好，常綠闊葉林是主要植被類型，以殼斗科、樟科、山茶科、山礬科、金縷梅科、杜鵑花科的喬灌木樹種為主；在低海拔山麓和山脊地帶分布有人工馬尾松(Pinusmassoniana)林、杉木(Cunninghamialanceolata)林、柳杉(Cryptomeriafortunei)林和柏木(Cupressusfunebris)林等常綠針葉林，山體不高，植被垂直分布不明顯[5]。

1.2試驗(yàn)材料于天童地區(qū)常綠闊葉林和針葉林喬木層(8 m

1.3研究方法

1.3.1含碳率測定。該研究采用干燒法對(duì)樣品含碳率進(jìn)行測定。先將樣品置于85 ℃恒溫干燥箱內(nèi)，烘干48 h以上至恒重后迅速測定其干重，將烘干后的樣品以3次粉碎法粉碎后，過200目篩裝瓶待測。在樣品分析前，將其再次放入85 ℃恒溫箱中烘干24 h，然后用德國Elementar Vario EL元素分析儀進(jìn)行測定。

1.3.2數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)分析。數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)采用Excel2007，運(yùn)用SPSS19.0(LSD，最小顯著性差異法)對(duì)不同樹種器官含碳率進(jìn)行顯著性差異分析，并采用Pcord5.0(Ward's minimum variance method，ward最小差異法)和Spss19.0系統(tǒng)聚類最小距離法進(jìn)行聚類分析。

2結(jié)果與分析

2.1不同生活型樹種器官含碳率為方便分析對(duì)比，將該研究選取的50種主要樹種按生活型進(jìn)行劃分(表1)。天童地區(qū)不同生活型樹種的器官平均含碳率范圍在36%~51%之間，但不同生活型樹種之間存在差異；常綠針葉喬木樹種不同器官的平均含碳率最高，均在48%以上，含碳率極差和變異系數(shù)較小，其中馬尾松樹干含碳率高達(dá)51%；而常綠灌木或小喬木的器官含碳率相對(duì)較小，其樹葉含碳率均值僅有44%，變異系數(shù)和極差較大，分別達(dá)到9.96%和14.20，其中山礬的樹葉含碳率最低(36%)；相同樹種的各器官含碳率極差以山礬最大，為0.11?？傮w上，50個(gè)喬灌木樹種器官平均含碳率由大到小順序依次為干、枝、葉、根，不同器官平均含碳率變異系數(shù)從大到小依次為葉、枝、根、干。

表1　不同生活型樹種器官含碳率

2.2不同葉性質(zhì)樹種器官含碳率將所測樹種按葉性質(zhì)分為闊葉樹和針葉樹，加上補(bǔ)充測試的毛竹樣品，比較其各器官含碳率大小，發(fā)現(xiàn)針葉樹種各器官平均含碳率在各類中最高(表2)，毛竹的樹枝和樹干平均含碳率高于闊葉樹，樹葉平均含碳率不到45%，在各類中最低。對(duì)各種類之間的器官含碳率進(jìn)行差異性分析發(fā)現(xiàn)，針葉樹與闊葉樹之間各器官均呈現(xiàn)顯著性差異，與楊東旭等[6-7]的研究結(jié)果相似。其中，樹干值差異最大(2%)，樹枝最小(1%)，毛竹僅樹葉含碳率與闊葉樹呈顯著差異。

表2　不同葉性質(zhì)樹種的器官含碳率

2.3樹種含碳率聚類分析采用Pcord5.0系統(tǒng)聚類ward最小差異法和Spss19.0系統(tǒng)聚類最小距離法對(duì)除毛竹外的50個(gè)樹種器官含碳率進(jìn)行系統(tǒng)聚類，2種方法所得結(jié)果完全一致，效果明顯(圖1)。50個(gè)樹種可以分為四類：第一類是以山礬科的樹種為主，器官平均含碳率較低；第二類是以山茶科的喬灌木樹種為主，葉含碳率較低，枝、干、根含碳率和全部樹種平均值相當(dāng)；第三類是以針葉樹和青岡(Cyclobalanopsisglauca)、紅楠(Machilusthunbergii)、楊梅(Myricarubra)等常綠闊葉喬灌木樹種為主，葉、枝、干含碳率較高，根含碳率較低；木荷、米櫧、杜英(Elaeocarpusdecipiens)、檵木(Loropetalumchinensis)等常綠闊葉喬灌木樹種和楓香(Liq-uidambarformosana)、南酸棗(Choerospondiasaxillaris)、野漆樹(Rhus sylvestris)、麻櫟(Quercus acutissima)等落葉闊葉喬木樹種歸為第四類，根含碳率較高，葉、枝、干含碳率與全部樹種平均值相當(dāng)。

2.4各種樹含碳率加權(quán)值不同樹種器官含碳率與生物量比重的差異使其算術(shù)平均值并不能真實(shí)反映樹種含碳率。在估算區(qū)域碳儲(chǔ)量中，若對(duì)各林分中的針葉樹、闊葉樹及毛竹等采用不同器官含碳率進(jìn)行碳儲(chǔ)量換算，復(fù)雜的統(tǒng)計(jì)過程及大量計(jì)算中產(chǎn)生的誤差將增加估算難度，使其不適合實(shí)際工作。為此，結(jié)合之前研究中實(shí)測的標(biāo)準(zhǔn)木器官生物量數(shù)據(jù)，加權(quán)計(jì)算得到各樹種平均含碳率為47%，略低于馬欽彥等[7]建議的森林碳儲(chǔ)量轉(zhuǎn)換系數(shù)50%，其更適用于天童乃至寧波地區(qū)森林碳儲(chǔ)量測算。

3 結(jié)論與討論

天童地區(qū)不同樹種器官含碳率范圍在36%~51%，常綠針葉喬木樹種器官平均含碳率最高(48%以上)，常綠灌木或小喬木的器官含碳率相對(duì)較低。50個(gè)喬灌木樹種器官平均含碳率由大到小順序依次為干、枝、葉、根。這與徐小靜等[8]分析結(jié)果有所不同，一方面，針葉樹種器官含碳率最高的結(jié)果與其一致，但略小于其50%以上的測定值；另一方面，與其測定的毛竹等11個(gè)浙江省碳匯造林樹種含碳率范圍45%~54%大部分重疊；另外，毛竹葉碳含量低于闊葉樹，不同樹種含碳率系統(tǒng)聚類中青岡分類略有差異，但由于其測定的樹種較少，加上不同的測定方法與環(huán)境因素影響可能導(dǎo)致結(jié)果的差異。該研究結(jié)合實(shí)測的標(biāo)準(zhǔn)木器官生物量數(shù)據(jù)，各樹種含碳率加權(quán)平均值為47%，適宜于天童乃至寧波地區(qū)森林碳儲(chǔ)量估算。

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收稿日期2015-11-11

作者簡介楊同輝(1978- )，男，安徽淮南人，高級(jí)工程師，從事森林生態(tài)學(xué)研究。

基金項(xiàng)目寧波市重大科技攻關(guān)項(xiàng)目(2013C11034)。

中圖分類號(hào)S 718.5

文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼A

文章編號(hào)0517-6611(2015)33-390-03