彰武小鉆楊生長(zhǎng)規(guī)律與固碳釋氧效益分析

白國(guó)華,張日升

(1.國(guó)有彰武縣四合城林場(chǎng),遼寧 阜新 123200；2.遼寧省固沙造林研究所,遼寧 阜新 123000)

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彰武小鉆楊生長(zhǎng)規(guī)律與固碳釋氧效益分析

白國(guó)華1,張日升2

(1.國(guó)有彰武縣四合城林場(chǎng),遼寧 阜新 123200；2.遼寧省固沙造林研究所,遼寧 阜新 123000)

摘要通過(guò)分析解析木研究彰武小鉆楊生長(zhǎng)規(guī)律與固碳釋氧效益，結(jié)果表明：彰武小鉆楊2～10年胸徑生長(zhǎng)較快；樹(shù)高速生期從幼齡林階段開(kāi)始一直到16年時(shí)結(jié)束，以后生長(zhǎng)緩慢；材積生長(zhǎng)4年時(shí)開(kāi)始進(jìn)入速生期，速生期維持20年左右；幼齡林時(shí)年均固碳釋氧能力很低，近熟林時(shí)年均固碳量和釋氧量分別為6 025.0 kghm(-2)和4 398.6 kghm(-2)，固碳釋氧能力較強(qiáng)。

關(guān)鍵詞彰武小鉆楊；樹(shù)高；胸徑；材積；生長(zhǎng)；固碳釋氧

彰武小鉆楊Populus×Xiaozhuanica W.Y. Hsu et L.cv. Zhangwu是以小葉楊為母本，鉆天楊為父本的雜交種。1986年由遼寧省固沙造林研究所選育成功后，在遼寧省阜新地區(qū)大面積推廣造林，該品種具有抗性強(qiáng)、材質(zhì)優(yōu)良、繁育容易、造林成活率高、生長(zhǎng)快、輪伐期短等特性，是遼寧風(fēng)沙區(qū)主要造林樹(shù)種之一[1]。目前對(duì)彰武小鉆楊的研究主要集中在對(duì)其造林方式和提純復(fù)壯方面[2-4]，對(duì)生長(zhǎng)規(guī)律的報(bào)道很少。為了更好地研究彰武小鉆楊的生長(zhǎng)規(guī)律，本文對(duì)遼寧省章古臺(tái)地區(qū)24年生的彰武小鉆楊解析木進(jìn)行分析，并結(jié)合多年的研究成果，探討彰武小鉆楊生長(zhǎng)規(guī)律，初步分析了彰武小鉆楊的固碳釋氧能力。

1研究方法

1.1研究區(qū)概況

研究區(qū)位于科爾沁沙地南緣的章古臺(tái)地區(qū)，42°43′—42°51′ N，121°53′—122°22′ E，該區(qū)屬暖溫帶亞濕潤(rùn)干旱氣候。主要?dú)夂蛱攸c(diǎn)是干旱多風(fēng)，年均降水量500 mm左右，且多集中于6—8月，年蒸發(fā)量約為降水量的3倍，空氣相對(duì)濕度60.4%，年均氣溫6.1 ℃，平均無(wú)霜期154 d，年均風(fēng)速3.0～3.7 ms-1[5]。土壤類型以風(fēng)沙土為主，占89.4%[3]，土壤有機(jī)質(zhì)及其他養(yǎng)分含量都比較低。

1.2解析木的選取

在章古臺(tái)地區(qū)選擇了立地條件相似，林分特征差異不顯著的24年生彰武小鉆楊人工林進(jìn)行研究分析，在林分中設(shè)置3個(gè)30 m×33 m標(biāo)準(zhǔn)地，進(jìn)行樣地調(diào)查，以樣地每木檢尺數(shù)據(jù)為基礎(chǔ)，按照等斷面積標(biāo)準(zhǔn)木法確定解析木，每塊樣地獲得平均木3株。按2 m區(qū)分段截取圓盤，按2 a一個(gè)齡級(jí)進(jìn)行統(tǒng)計(jì)，測(cè)算解析木的胸徑、樹(shù)高、材積生長(zhǎng)過(guò)程及各種生長(zhǎng)量。

1.3固碳釋氧分析

根據(jù)解析木的數(shù)據(jù)，推算不同林齡階段彰武小鉆楊胸徑的平均值和相應(yīng)的單株年均材積增長(zhǎng)量；利用胸徑平均值，在DB21/706-2013《森林經(jīng)營(yíng)技術(shù)規(guī)程》中查到對(duì)應(yīng)的適宜密度，用適宜密度與單株年均材積增長(zhǎng)量求算出每公頃彰武小鉆楊在某一林齡階段的年均材積增長(zhǎng)量。

利用下面的公式(1)和公式(2)分別計(jì)算出每公頃彰武小鉆楊吸收CO2及釋放O2的量。

GCO2=V×P×C

(1)

FO2=V×P×O

(2)

式中GCO2為年均固碳量，F(xiàn)O2為年均釋氧量；V為年均材積增長(zhǎng)量；P為彰武小鉆楊木材密度(測(cè)定結(jié)果為389 kgm-3)；C和O是常數(shù)項(xiàng)，分別代表樹(shù)木每積累1.0 g干物質(zhì)可以吸收1.63 g CO2和釋放1.19 g O2[6]。

2結(jié)果與分析

2.1胸徑生長(zhǎng)

從圖1的胸徑生長(zhǎng)曲線分析看，彰武小鉆楊一般在2～10 a胸徑生長(zhǎng)快，到10年時(shí)最高年平均生長(zhǎng)量可達(dá)1.625 cm，連年生長(zhǎng)與平均生長(zhǎng)曲線相交在10年，10年后連年生長(zhǎng)開(kāi)始低于平均生長(zhǎng)，連年生長(zhǎng)在16～24年都可維持在0.3～0.5 cm。

2.2樹(shù)高生長(zhǎng)

在章古臺(tái)地區(qū)彰武小鉆楊的樹(shù)高1～16年生長(zhǎng)較快，平均每年生長(zhǎng)1.225 m。16年以后生長(zhǎng)變緩慢，從圖2中可以看出17～24年，每年彰武小鉆楊樹(shù)高生長(zhǎng)僅為0.112 5 m。野外觀測(cè)到彰武小鉆楊18年左右時(shí)，頂梢每年都有部分枯死，這說(shuō)明彰武小鉆楊18年后高生長(zhǎng)基本停止。

2.3材積生長(zhǎng)

圖3為彰武小鉆楊材積連年生長(zhǎng)曲線和平均生長(zhǎng)曲線圖，可以看出楊樹(shù)材積平均生長(zhǎng)量和連年生長(zhǎng)量從第4年開(kāi)始進(jìn)入速生期，速生期維持10年左右，24年生時(shí)總平均生長(zhǎng)量與連年生長(zhǎng)量曲線相交，速生期結(jié)束?？梢酝扑愠稣梦湫°@楊24年以后連年生長(zhǎng)變緩慢，連年生長(zhǎng)量低于平均生長(zhǎng)量。

2.4彰武小鉆楊固碳釋氧效益分析

根據(jù)圖3推算出彰武小鉆楊不同林齡階段的蓄積連年生長(zhǎng)量年均增長(zhǎng)量，詳見(jiàn)表1。

表1　彰武小鉆楊蓄積年均增長(zhǎng)量推算

注：彰武小鉆楊胸徑為這一齡級(jí)時(shí)段的平均值，以平均胸徑為準(zhǔn)，在DB21/706-2013中查到的適宜密度。

從表1中可以看出，彰武小鉆楊幼齡林林分蓄積年平均增長(zhǎng)量?jī)H為0.36 m3hm-2，中齡林為 6.552 m3hm-2；近熟林和成熟林分別9.576 m3hm-2、4.452 m3hm-2，利用公式(1)和公式(2)就可以分別計(jì)算出每公頃彰武小鉆楊人工林吸收CO2及釋放O2的量，詳見(jiàn)表2。

從表2中可以看出，幼齡林時(shí)年均固碳釋氧能力很低，固碳量和釋氧量分別為226.5 kghm-2和165.4 kghm-2，近熟林時(shí)年均固碳釋氧最高，分別為6 025.0 kghm-2和4 398.6 kghm-2。

以24 a彰武小鉆楊材積生長(zhǎng)量計(jì)算，彰武小鉆楊人工林可吸收CO279.7 thm-2，釋放O258.1 thm-2。

表2　彰武小鉆楊人工林固碳釋氧量及效益分析

3結(jié)論

3.1彰武小鉆楊在幼齡林階段進(jìn)入速生期，在2～10年時(shí)胸徑生長(zhǎng)快；樹(shù)高生長(zhǎng)1～16年較快，平均每年生長(zhǎng)1.225 m；材積生長(zhǎng)4年時(shí)開(kāi)始進(jìn)入速生期，速生期維持20年左右。

3.2幼齡林時(shí)年均固碳釋氧能力很低，近熟林時(shí)年均固碳釋氧最高。以24年彰武小鉆楊材積生長(zhǎng)量計(jì)算，彰武小鉆楊人工林可吸收CO279.7 thm-2，釋放O258.1 thm-2。

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Growth Regulation and Carbon Fixation of Oxygen Release forPopulus×Xiaozhuanica

Bai Guohua1, Zhang Risheng2

(1.State-owned Sihecheng Forest Farm, Zhangwu County, Fuxin 123200,China;2. Liaoning Provincial Dune-Fixation and Afforestation Institute, Fuxin 123000,China)

AbstractGrowth rhythm and benefit of carbon fixation & oxygen release of Populus×Xiaozhuanica were studied by analyzing stem analysis. Result shows that the DBH of Populus×Xiaozhuanica is quick from two to ten years;fast-growing period of height growth for Populus×Xiaozhuanica is from young growth to 16-year-old, slow growth in the future;began to enter the fast-growing period while the volume growth is four years and the fast-growing period can maintain about 20 years;the annual capability of carbon fixation and oxygen releas per year is very low;the annual carbon sequestration and oxygen release of the near-mature forest for Populus×Xiaozhuanica per year is 6 025.0 kghm(-2) and 4 398.6 kghm(-2) respectively y to release oxygen sequestration.

Key wordsPopulus×Xiaozhuanica;growth;carbon fixation and oxygen release

中圖分類號(hào)：S719.119

文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A

doi:10.13601/j.issn.1005-5215.2016.04.013

作者簡(jiǎn)介：白國(guó)華(1975-)，男，遼寧彰武人，大學(xué)，工程師，主要從事森林經(jīng)營(yíng)研究.

收稿日期：2016-01-11

文章編號(hào)：1005-5215(2016)04-0042-02