中國南方杉木人工林碳動態(tài)模擬研究

邸富宏

(山西省林業(yè)調查規(guī)劃院，山西 太原 030012)

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中國南方杉木人工林碳動態(tài)模擬研究

邸富宏

(山西省林業(yè)調查規(guī)劃院，山西 太原 030012)

【目的】 探索人工林碳動態(tài)，評估造林對陸地碳源/匯的貢獻?！痉椒ā?以我國南方4省(浙江、福建、江西和湖南)杉木人工林為研究對象，基于樣地調查數(shù)據(jù)和文獻數(shù)據(jù)，利用碳核算模型CO2FIX模擬杉木人工林生物量、土壤和木材產品的碳動態(tài)?！窘Y果】 碳核算模型CO2FIX能夠較好地對我國南方4省杉木人工林的生物量碳進行模擬，模型所選用的其他參數(shù)在研究區(qū)域具有較好的代表性和適用性。經過5個輪伐期(129年)，杉木人工林在生物量、土壤和林產品中的儲碳量共增加23.56 t/hm2，碳儲量年均增加0.23 t/hm2?！窘Y論】 我國南方4省杉木人工林地在未來103年共能吸收大氣CO20.23 Pg，杉木人工林與其他森林生態(tài)系統(tǒng)一樣，具有較強的碳匯功能。

杉木人工林；碳動態(tài)；CO2FIX模型；中國南方

杉木(Cunninghamialanceolata)，又稱Chinese fir，是集經濟、生態(tài)、社會效益于一體的優(yōu)良樹種[1]，在我國速生豐產用材林中的比重極大，是僅次于馬尾松的第二大用材林樹種。據(jù)第7次全國森林資源普查統(tǒng)計，全國杉木林面積達1 239.1萬hm2,占全國造林面積的26.55%[2]。我國杉木分布在全國16個省市，其中江西、湖南、福建、廣西、浙江、廣東、貴州7省(自治區(qū))的杉木林面積之和占全國總面積的89.83%，且江西、湖南和福建分別占20.94%、19.77% 和13.79%[3]。因此，杉木人工林可以部分反映出我國南方人工林的總體狀況，研究杉木人工林的碳動態(tài)對估算我國人工林碳匯變化、制定科學合理的林地管理措施等具有重要的意義。

浙江、福建、江西和湖南位于東經108°～122°、北緯24°～31°，多數(shù)地區(qū)都處于我國杉木中帶東區(qū)；氣候屬亞熱帶濕潤氣候，地形以山地、丘陵為主，年均溫15～20 ℃，年降水量1 200 mm以上，土壤多為山地紅黃壤；該區(qū)域杉木人工林主要為同齡純林，極少混雜其他樹種。涂宏濤等[4]對亞熱帶杉木人工林生物量和碳儲量及其垂直分布的研究表明，杉木人工林林木和各器官生物量均隨著林齡的增大而增加，樹干所占比重最大且逐漸增大，在林齡28年時，杉木人工林喬木層、凋落物層、草本層平均年固碳量分別為2.44，0.19和0.14 t/hm2。姚利輝等[5]以會同杉木人工林為研究對象，研究了杉木林不同年齡階段的儲存碳量及其在各組分的分配和植物固碳能力,結果表明杉木林植被儲存碳量為22.93～86.98 t/hm2，樹枝、樹葉、樹干、樹皮和樹根碳積累年均變化均呈單峰曲線。張勝利等[6]估算了湖南省及其各地市(州)杉木林總生物量和碳儲存總量，結果表明全省杉木林碳儲存總量為52.16×106t，如果采取合理經營措施，湖南省杉木林碳儲存總量可增加到103.83×106t，約為目前杉木林碳儲存總量的2倍。王俊鴻等[7]分析了杉木人工林生物量和生產力測定方法，總結了杉木生物量和生產力的生長方程及預測模型的研究進展。然而，目前研究多數(shù)僅限于對生物量、土壤碳進行實地觀測和動態(tài)模擬，將碳循環(huán)延伸到林產品環(huán)節(jié)的研究還較少，如馬曉哲等[8]利用CO2FIX模型，對中國各省市自治區(qū)(除臺灣省)的森林碳匯量進行了估計；劉凱等[9]選用CO2FIX模型，估算了廣東省新造林動態(tài)碳匯潛力。林產品碳儲量變化作為國家溫室氣體清單報告的重要部分，對森林生態(tài)系統(tǒng)和大氣之間的碳平衡起著至關重要的作用。鑒于此，本研究以南方的浙江、福建、江西和湖南4省為研究區(qū)域，利用文獻數(shù)據(jù)，驗證碳核算模型CO2FIX對我國南方4省杉木人工林的模擬效果，然后用CO2FIX模型模擬4省杉木人工林培育對未來陸地碳循環(huán)的貢獻，以期為探索我國南方人工造林后森林生態(tài)系統(tǒng)的碳動態(tài)變化以及評估區(qū)域造林對陸地碳源/匯的貢獻提供理論依據(jù)。

1　研究資料及方法

1.1研究資料

本研究所用的數(shù)據(jù)主要有：南方4省杉木人工林生長過程表[10]；來自于世界氣候中心(http://www.worldclimate.com/)的區(qū)域氣候資料(月平均溫度和年降水量)；文獻[11-12]搜集的杉木人工林地土壤資料，杉木人工林的生理參數(shù)(包括干、枝、葉和根的含碳量和年周轉)，枝、葉和根隨年齡的相對生長數(shù)據(jù)。

1.2研究方法

本研究利用碳核算模型CO2FIX[13-15]模擬研究區(qū)杉木人工林的碳動態(tài)。首先對模型進行初始化和參數(shù)準備，并模擬了4省杉木人工林在35年期間的生物量碳和土壤碳的動態(tài)變化，并與文獻[11-12]中的數(shù)據(jù)進行比對，以驗證模型的可靠性，然后用模型模擬公頃尺度上杉木人工林在129年(5個輪伐期)的生物量碳、土壤碳、林產品碳情景，最后以模擬的公頃尺度上的碳動態(tài)為參考，估算4省營造杉木人工林在未來103年間(4個輪伐期)的碳吸收。

1.2.1CO2FIX模型結構與碳流通過程CO2FIX是一個簡單易用的碳核算模型，由6個模塊組成：生物量模塊、土壤碳模塊、林產品碳模塊、生物能模塊、森林管理經濟模塊和碳核算模塊，可用來模擬樹木、土壤和木材產品中的碳儲量和碳通量，同時也可用于模擬森林管理的經濟投入和回報，以及不同的碳計算方法下所能贏得的碳信用[13-14]。所有這些模擬和計算都是在公頃尺度上、以1年為時間步長進行的。圖1 是CO2FIX模型的結構和碳流通過程。

(1) 生物量模塊。 生物量模塊用于將林分的材積年生長量轉換為林分的年生物量碳儲量。林木各組分(枝、葉和根)的衰老枯落和對木材的采伐(包括間伐和輪伐期末的主伐)推動著生物量碳進入土壤碳模塊和林產品碳模塊。在任一時間t，儲存在整個林分活生物量中的碳(Cbt)按式(1)計算：

(1)

式中：Cbit是碳儲存在第i個群(cohort)的生物量，t/hm2。

對于一個新的時間階段t+1，儲存在第i個群的生物量(Cbit+1)按式(2)計算：

Cbit+1=Cbit+Kc[Gbit-Msit-Tit-Hit-Mlit]。

(2)

式中：Cbit為初始生物量，Gbit為生物量增長量，Tit為枝、葉和根的枯落量，Msit為樹木的衰老死亡量，Hit為收獲量，Mlit為采伐作業(yè)中的死亡量，Kc為生物量到碳的轉換常數(shù)。

圖 1　CO2FIX模型結構框架 粗方框表示模型的模塊，箭頭表示碳通量，細方框表示構成碳通量的生產過程Fig.1　Structural frame of CO2FIX model The thick boxes are modules of CO2FIX model，the arrows represent the carbon flux, the fine boxes indicate the production process of carbon flux

(2) 土壤碳模塊。 在土壤碳模塊中，利用當?shù)鼗镜臍夂蛸Y料和枯落物質量資料來模擬枯落物和采伐剩余物的分解。在CO2FIX模型中，利用動態(tài)土壤碳模型YASSO來計算土壤碳儲量和通量。YASSO模型由3個枯落物庫和5個描述土壤中微生物分解和腐殖化過程的分解庫組成，它能夠直接從CO2FIX模型的生物量模塊按需要的形式獲得土壤碳輸入，而且已被驗證可適用于不同枯落物類型和地點的分解，包括從極地凍原到熱帶雨林[16]。

(3) 林產品碳模塊。 在林產品碳模塊中，利用木材利用效率、木材產品的使用壽命和再循環(huán)利用率等參數(shù)來模擬采伐木材碳的分解。林產品包括采伐的樹干、樹枝和樹葉，根據(jù)其使用途徑主要分為原木(logwood)、紙漿材(pulpwood)和采伐剩余物(slash)，其中采伐剩余物有的留在采伐跡地然后進入土壤碳模塊，有的被運走用于產生生物能。加工包括各種類型的生產線，如生產鋸材、板材、紙漿材和木材燃料。加工的木材產品根據(jù)其平均使用壽命(年)被分到不同的使用組(長期、中期、短期和木材燃料)。根據(jù)指數(shù)廢棄(discard)函數(shù)計算每年各使用組被丟棄不用的產品部分，如式(3)所示：

Cpmt+1=Cpmt×(1-am)。

(3)

式中：Cpmt為時間t儲存在木材使用組m中的碳，Cpmt+1為時間t+1儲存在木材使用組m中的碳，am是產品每年分解的部分，t/hm2。

(4) 其他模塊。 包括生物能模塊、碳核算模塊和森林管理經濟模塊。在生物能模塊中，將來自于林產品碳模塊中無用的木材產品或副產品，包括林產品中使用后丟棄、廢棄的產品，利用燃燒等各種技術產生生物能。碳核算模塊用來計算整個過程中與大氣的碳交換，包括吸收或排放的所有碳通量，用于分析各種情景的影響。森林管理經濟模塊是計算管理過程中的成本和收益，來決定不同情景下的經濟利益，在本研究中不涉及該模塊。

1.2.2CO2FIX模型的初始化參數(shù)準備(1) 生物量模塊。 CO2FIX模型每個模塊都需要輸入一些參數(shù)來驅動，在生物量模塊，需要輸入的參數(shù)有樹干年生長，枝、葉和根相對于樹干的年生長，年死亡(包括自然死亡、撫育管理死亡)，年競爭以及年收獲(包括間伐和輪伐期末的采伐)。本研究中，杉木人工林生長過程表采用劉景芳等[10]根據(jù)當?shù)氐慕洜I水平和現(xiàn)實材料編制的我國中帶東區(qū)16地位指數(shù)級杉木人工林生長過程表，該表為經營型生長過程表，是以近似平均密度為基礎編制的，檢驗的標準差為 3.28%。杉木人工林的地位指數(shù)級一般都在8～22，所選的地位指數(shù)級也基本能反映當?shù)氐囊话懔⒌貤l件，所以該表對當?shù)氐牧址钟谐浞执硇浴ＤM林分生物量生長還需要隨林齡(或生物量)變化的枝、葉和根相對于樹干的生產力變化，即生長系數(shù)，用來明確林分每年碳吸收在各組分間的分配。本研究利用樣地數(shù)據(jù)得到的年相對生長系數(shù)[12]見表1，表中數(shù)據(jù)根據(jù)樣點數(shù)據(jù)擬合的公式計算。

表 1　杉木人工林枝、葉和根的年相對生長系數(shù)Table 1　Growth coefficients of branch,leaf and root relative to trunk for Chinese fir plantation

根據(jù)“森林采伐更新管理辦法”和劉景芳等[10]的研究結果，將輪伐期定為26年。根據(jù)《中國自然資源手冊》[17]中的“中國主要樹種的木材物理力學性質”杉木木材基本密度取值為365 kg/m3。林分最初土壤碳含量取132.3 t/hm2，干物質含碳量取50%。根據(jù)當?shù)氐臍夂驐l件和杉木林分生物學特點，杉木葉、枝和根的枯落率分別為30%，3%和3%。樹干采伐后分配為原木、紙漿材和薪材的比例為0.7，0.2 和0.1；樹枝采伐后分配為原木、紙漿材和薪材的比例為0，0.1和0.9；樹葉采伐后都轉化為薪材。

(2)土壤碳模塊。 在土壤碳模塊中，需要給出大于0 ℃的積溫、生長季的潛在蒸散和年降水量。區(qū)域氣候資料選取處于4省中心位置的江西省吉安市為代表，從世界氣候中心獲取逐月平均氣溫，然后根據(jù)生長季的月數(shù)利用CO2FIX模型自動計算大于0 ℃的積溫和生長季的潛在蒸散，降水數(shù)據(jù)則直接從世界氣候中心網(wǎng)站獲取。

在南方4省，很多杉木人工林是在原來常綠闊葉林地上營造的，故以天然常綠闊葉林為杉木人工林植前的土地利用類型。利用馮宗煒等[11]提供的亞熱帶東部天然常綠闊葉林(栲樹林、青岡林、粘木林、木荷林)喬木層生產力及分配數(shù)據(jù)按干物質含碳率50%轉換，并分別取幾種樹樹干、枝、葉和根的生產力平均值，提供給CO2FIX模型作為造林前植被類型的枯落物(包括干、枝、葉和根)年輸入，讓模型運算得出相應的碳儲量平衡值。模型運算得到的最初土壤碳平衡值為132.3 t/hm2，接近于Li等[18]對我國熱帶和亞熱帶地區(qū)闊葉林下0～100 mm土壤碳的估算值，略高于Wang等[19]對我國常綠闊葉林下0～100 mm土壤碳的估算值(113.2 t/hm2)，以該值為最初土壤碳含量進行杉木人工林下的土壤碳模擬。

(3)林產品碳模塊。 CO2FIX模型給出了2組默認的木材產品參數(shù)，分別適用于高加工和循環(huán)利用效率與低加工和循環(huán)利用效率情形。鑒于目前我國木材綜合利用效率還很低(60%左右)，本研究對CO2FIX模型提供的2組木材產品參數(shù)取其中間值進行林產品碳模擬。原木加工成鋸材、板材、紙和薪材的比例分別取0.4，0.3，0.1和0.2，紙漿材加工成板材、紙和薪材的比例分別取0，0.8和0.2。對于各種末端產品(鋸材、板材和紙)分別被分配到不同使用壽命組(長期、中期和短期)，本研究鋸材分配到長期、中期和短期使用壽命組的比例分別取0.4，0.4和0.2，板材分配的比例取0.15，0.5和0.35，紙產品分配的比例取0，0.07和0.93。末端產品使用結束后，長期、中期和短期使用壽命組產品的再循環(huán)利用率分別取0.06，0.1和0.3，產品轉化為能量材的比例都取0.5，剩余的為掩埋比例。對于各壽命組再循環(huán)部分在不同使用壽命組之間的再分配比例，長期產品分配到中期和短期的比例分別取0.3和0.7，中期產品分配到中期和短期的比例分別取0.3和0.7，長期到長期和短期到短期都為0。5種產品類型(長期、中期、短期、堆積和掩埋)的半衰周期分別取25，12，1，8和145年。

2　結果與分析

2.1杉木人工林碳模擬結果的驗證

為了檢驗模型模擬結果對該區(qū)杉木林的代表性，利用文獻搜集的南方4省各林齡杉木人工林樹干、樹枝、樹葉、樹根和喬木層總生物量碳數(shù)據(jù)，以及該區(qū)杉木林下土壤碳數(shù)據(jù)和常綠闊葉林變?yōu)樯寄玖趾蟮耐寥捞甲兓瘮?shù)據(jù)，來驗證模型的模擬效果。

2.1.1樹干和樹枝生物量碳杉木人工林樹干和樹枝生物量碳在35年生長期間的模擬值與樣地值的對比結果見圖2。樹干生物量碳樣地有106個，樹枝生物量碳樣地有107個。由圖2可以看出，35年生長期間，樹干與樹枝的模擬值與樣地值的變化趨勢均具有較好的一致性，都是隨著林齡的增加而增加。樹干生物量碳樣地實測值在林齡5～10，15～20，25～30年時平均值分別為13.6，45.9和77.2 t/hm2，模擬碳值在對應林齡階段的平均值分別為7.0，35.4和67.8 t/hm2。在同一林齡，樹干生物量碳模擬值較實測值分別偏低6.6，10.5和9.4 t/hm2。樹枝生物量碳樣地實測值在林齡5～10，15～20，25～30年時平均值分別為3.9，6.0和7.3 t/hm2，模擬碳值在對應林齡階段的平均值分別為2.8，7.6和9.5 t/hm2。樹枝生物量碳模擬值與實測值的差分別為-1.1， 1.6和2.1 t/hm2。樹干模擬值略低于同林齡的樣地值，其原因一方面是由于采用的生長過程表中給出的年樹干生長量較實際低，另一方面是在實際林分樣地調查時，多選用生長較好的林分來設立樣地。樹枝生物量碳模擬值總體上能較好地代表同林齡樣地值的一般水平。

圖 2　杉木人工林樹干和樹枝生物量碳模擬值與樣地值的對比 細線為樣地值的二次多項式擬合趨勢線Fig.2　Comparison of simulated and sample-plot values for trunk and branch of Chinese fir plantation Fine line is the quadratic polynomial fitting trend of sample-plot value

2.1.2樹葉和樹根生物量碳杉木人工林樹葉和樹根生物量碳在35年生長期間模擬值與樣地值的對比結果見圖3，其中樹葉生物量碳樣地98個，樹根生物量碳樣地85個。由圖3可以看出，樹葉和樹根生物量碳模擬值與樣地值的變化趨勢具有很好的一致性。樹葉生物量樣地實測碳值在林齡5～10，15～20，25～30年時平均值分別為4.2，5.7和5.4 t/hm2，模擬碳值在對應林齡階段的平均值分別為2.6，5.4和4.9 t/hm2。樹葉生物量碳模擬值較實測值分別偏低 1.6，0.3和0.5 t/hm2。樹根生物量樣地實測碳值在林齡5～10，15～20，25～30年時平均值分別為6.7，11.8和16.5 t/hm2，模擬碳值在對應林齡階段的平均值分別為4.2，12.4和16.1 t/hm2。樹根生物量碳模擬值較實測值分別低2.5，0.6和0.4 t/hm2。雖然樹葉的模擬值略低于樣地趨勢值，但樹葉和樹根的模擬值基本都分布在同林齡的樣地值中間。姚利輝等[5]利用20年定位連續(xù)測定數(shù)據(jù)，研究了杉木林不同林齡階段的儲存碳量及在各組分的分配和植物固碳能力，結果表明樹干碳素分配比隨著林齡增長而增大，樹枝、樹葉隨林齡增長而減少，樹根和樹皮雖有波動，但變化較平穩(wěn)，與本研究結果一致。

圖 3　杉木人工林樹葉和樹根生物量碳模擬值與樣地值的對比 細線為樣地值的二次多項式擬合趨勢線Fig.3　Comparison of simulated and sample-plot values for leaf and root of Chinese fir plantation Fine line is the quadratic polynomial fitting trend of sample-plot value

2.1.3喬木層總生物量碳俞月鳳等[20]根據(jù)5個林齡(6，16，23，32和50年生)共15塊1 000 m2樣地的調查資料，獲取不同林齡杉木人工林的生物量，并分析了其組成、分配特征及不同林齡生物量的變化趨勢，結果表明，林分總生物量除16～23年生杉木因間伐略有下降外，其余均隨林齡而增加。圖4是杉木人工林喬木層總生物量碳的模擬值與樣地值，其中生物量碳樣地有133個，林齡從3年到33年，碳值分布于3(5年)～162(30年) t/hm2不等。

圖 4　杉木人工林生物量碳模擬值與樣地值的對比 細線為樣地值的二次多項式擬合趨勢線Fig.4　Comparison of simulated and sample-plot values for biomass of Chinese fir plantation Fine line is the quadratic polynomial fitting trend of sample-plot value

由圖4可以看出，總生物量碳樣地實測值在林齡5～10，15～20，25～30年時平均值分別為26.5，58.4和98.4 t/hm2，模擬值在對應林齡階段的平均值分別為15.6，58.1和95.7 t/hm2。總生物量碳模擬值較實測值分別低10.9，0.3和2.7 t/hm2。從圖4還可以看出，模擬值與樣地趨勢值具有很高的一致性，尤其是在林齡超過15年以后?？偟膩碚f，無論是所選用的樹干生長過程表，還是枝、葉、根的相對生長關系等其他初始化參數(shù)，都在所研究區(qū)域具有很好的適用性，模擬得出的生物量碳也對樣地實測值具有很好的代表性。

2.2杉木人工林碳動態(tài)的模擬結果

在假定杉木人工林的生長速度和當?shù)貧夂驐l件不變，并且對木材產品的利用效率也不變的情況下，模擬了129年期間公頃尺度上杉木林分的碳儲量。結果(圖5)表明，129年期間，人工林通過光合作用共積累生物量碳436.5 t/hm2，其中樹干部分 299.75 t/hm2。每個輪伐期末，樹干生物量碳儲量為59.95 t/hm2，樹枝為9.26 t/hm2，樹葉為2.49 t/hm2，樹根為15.60 t/hm2。土壤碳在該期間卻呈下降趨勢，從平衡狀態(tài)時的132.28 t/hm2下降到129年時的81.27 t/hm2，129年期間下降了51.01 t/hm2。土壤碳的下降速度呈逐漸放慢趨勢，在第1個輪伐期末，下降到97.51 t/hm2，在第2個輪伐期末下降到91.3 t/hm2，第3、4、5輪伐期末分別下降到87.11，83.92和81.27 t/hm2。土壤碳隨著輪伐期的增加而降低的現(xiàn)象也被一些定點研究所發(fā)現(xiàn)，如楊玉盛等[21]對福建省南平市3代杉木人工林土壤碳的研究發(fā)現(xiàn)，第1代杉木人工林比雜木林土壤碳下降6 t/hm2左右，第2代和第3代分別比前一代降低5 t/hm2左右。與土壤碳下降相比，儲存在林產品中的碳呈增加趨勢，到129年后期末，儲存在林產品中的碳為42.93 t/hm2。

圖 5　129年期間杉木人工林生物量碳、土壤碳、林產品碳的動態(tài)模擬Fig.5　Carbon dynamic simulation of in biomass,soil and wood products of Chinese fir plantation within 129 years

由圖5可以看出，129年期間杉木人工林與大氣之間的碳交換隨著輪伐期的變化而變化。輪伐期結束時，人工林從大氣吸收的碳達到最大；經過采伐作業(yè)和隨后的造林及產品加工過程，林分積累碳量達到最低值；之后隨著生物量碳的增加林分總積累碳量增加。隨著輪伐期的增加，林分總積累碳量高于前面的輪伐期。造林正是通過這一動態(tài)變化過程來實現(xiàn)碳的臨時固定。與第1個輪伐期末(26年時)的總碳儲量(187.94 t/hm2)相比，杉木人工林在103年期間，生物量、土壤和林產品中的儲碳量增加了23.56 t/hm2，碳儲量年均增加0.23 t/hm2。

南方4省大部分地區(qū)都在杉木中帶東區(qū)范圍。根據(jù)森林資源統(tǒng)計結果，4省的杉木用材林總面積為982.4萬hm2，并且多是人工林[2]。假定這些省份的杉木林地保持不變，以第1個輪伐期末作為估算起點，對其碳吸收能力進行估算。結果 (圖6) 表明，經過4代連栽，到第5代末，與第1代末相比4個省份的杉木人工林地在103年期間凈吸收大氣CO20.23 Pg。當然，估算結果并未考慮造林、營林和收獲過程中的機械利用所排放的CO2，也沒有考慮杉木多代連栽造成的地力和生產力下降問題。多代連栽會導致杉木人工林生產力下降[7,22-23]，田大倫等[24]研究表明，在杉木的速生階段，第2代的單株和林分生物量比第1代分別下降了8.52%和 16.53%；范少輝等[25]研究表明，隨栽植代數(shù)增加，不同發(fā)育階段杉木林平均木生物量、林分生物量及林分凈生產力均呈逐代下降趨勢，表現(xiàn)為第1代>第2代>第3代，其中第2代16地位指數(shù)不同發(fā)育階段杉木林林分生物量較第1代下降1.45%～11.68%；第3代杉木比第1代下降17.44%～60.53%，較第2代下降16.23%～55.31%。因此，本研究可能會造成研究區(qū)杉木人工林碳吸收能力的部分高估。

圖 6　129年期間杉木人工林與大氣的碳交換模擬Fig.6　Carbon exchange simulation between Chinese fir plantation and atmosphere within 129 years

3　結　論

杉木作為我國南方種植面積較大的速生豐產用材林，其碳動態(tài)對于估算我國人工林的碳匯變化具有重要的科學和實踐意義。本研究利用碳核算模型CO2FIX開展了我國南方4省(浙江、福建、江西和湖南)杉木人工林碳動態(tài)模擬，結果表明CO2FIX能夠較好地對南方4省杉木人工林的生物量、土壤和林產品的碳動態(tài)進行模擬，經過5個輪伐期(129年)，杉木人工林在生物量、土壤和林產品中儲碳量共增加23.56 t/hm2，碳儲量年均增加0.23 t/hm2。與第1輪伐期末相比，4省杉木人工林地在未來103年期間能凈吸收大氣CO20.23 Pg，杉木人工林與其他森林生態(tài)系統(tǒng)一樣，也具有較強的碳匯功能。

[1]王兵,馬向前,郭浩,等.中國杉木林的生態(tài)系統(tǒng)服務價值評估 [J].林業(yè)科學,2009,45(4):124-130.

Wang B,Ma X Q,Guo H,et al.Evaluation of the Chinese fir forest ecosystem services value [J].Scientia Silvae Sinicae,2009,45(4):124-130.

[2]國家林業(yè)局.中國森林資源報告:第七次全國森林資源清查 [R].北京:中國林業(yè)出版社,2009.

State Forestry Administration.Survey of China forest:the 7th national forest resources study [R].Beijing:China Forestry Publishing House,2009.

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Simulation of carbon dynamics of Chinese fir plantation in southern China

DI Fuhong

(ShanxiForestrySurveyandDesignInstitute,Taiyuan,Shanxi030012,China)

【Objective】 This study explored the carbon dynamics in Chinese fir plantation and evaluated the contribution of afforestation to carbon emission/sink. 【Method】 Based on sample-plot survey data and literature data,the carbon dynamics of Chinese fir plantation including biomass,soil and wood products were simulated using carbon accounting model CO2FIX in four provinces in southern China (Zhejiang,Fujian,Jiangxi and Hunan).【Result】 The CO2FIX model can preferably simulate the biomass carbon in Chinese fir plantation in the four provinces.Other selected parameters used in the model also had good representativeness and applicability in the study area.After five rotations in 129 years,the total carbon storage in biomass,soil and wood products would increase by 23.56 t/hm2with an annual increasing rate of 0.23 t/hm2.【Conclusion】 In the next 103 years,Chinese fir plantation would absorb a total CO2of 0.23 Pg from atmosphere in the four provinces.Thus,Chinese fir plantation has as strong carbon sink function as other forest ecosystems.

Chinese fir plantation;carbon dynamic;CO2FIX model;south of China

網(wǎng)絡出版時間:2016-07-1208:4510.13207/j.cnki.jnwafu.2016.08.019

2014-12-08

浙江省重點之重林學一級學科開放基金項目(KF201331)；中國清潔發(fā)展機制基金項目(2012043)

邸富宏(1957-)，男，山西嵐縣人，高級工程師，主要從事森林資源調查規(guī)劃及森林氣候監(jiān)測研究。

E-mail:difuhong@163.com

S575

A

1671-9387(2016)08-0127-08

網(wǎng)絡出版地址:http://www.cnki.net/kcms/detail/61.1390.S.20160712.0845.038.html