山西太岳山不同林齡油松林生物量及碳儲(chǔ)量研究

宋婭麗, 韓海榮, 康峰峰

(北京林業(yè)大學(xué) 林學(xué)院, 北京100083)

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山西太岳山不同林齡油松林生物量及碳儲(chǔ)量研究

宋婭麗, 韓海榮, 康峰峰

(北京林業(yè)大學(xué) 林學(xué)院, 北京100083)

基于山西太岳山油松林5種林齡序列(18，20，25，38和42年生)來(lái)研究地上和地下各部分生物量和碳儲(chǔ)量分配情況。結(jié)果表明：18，20，25，38和42年生油松林地上部分和地下部分不同器官碳素密度波動(dòng)分別為0.411 2～0.556 0，0.424 8～0.532 8 g/g。地上和地下部分總生物量隨著林齡的增加逐漸增加，各器官碳儲(chǔ)量與生物量呈顯著正相關(guān)。不同林齡油松林地上部分碳庫(kù)分別為38.18，42.28，56.64，86.36，95.74 t/hm2，地下部分碳庫(kù)分別為8.58，8.46，8.92，19.92，38.70 t/hm2。樹(shù)干在碳庫(kù)比例中最大，其次是根樁、活枝，最小的是樹(shù)皮，分別占油松林總碳儲(chǔ)量的30.90%～54.70%，11.93%～28.41%，8.55%～15.77%和0.45%～0.88%。油松林地下部分與地上部分碳儲(chǔ)量的比值從18年生的0.22快速降低到25年生的0.16。油松林的固碳潛力隨著林齡的增加而逐漸增加，從25～42年生的油松林成熟期是碳積累的重要階段。

油松林; 林齡; 碳密度; 生物量; 碳儲(chǔ)量

以大氣CO2濃度增加和溫度升高為主要特征的全球氣候變化正在深入地改變著陸地生態(tài)系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)與功能，成為各國(guó)政府和科學(xué)家最為關(guān)注的全球性重大生態(tài)與環(huán)境科學(xué)問(wèn)題[1]。森林生態(tài)系統(tǒng)作為陸地生態(tài)系統(tǒng)的主體，儲(chǔ)存了陸地生態(tài)系統(tǒng)72%～98%的有機(jī)碳[2]，對(duì)短期和長(zhǎng)期的碳儲(chǔ)量來(lái)說(shuō)均具有巨大的潛力[3]。作為全球氣候系統(tǒng)的重要組成部分，森林生態(tài)系統(tǒng)的碳儲(chǔ)量是研究森林生態(tài)系統(tǒng)與大氣間碳交換的基本參數(shù)[4]，也是估算森林生態(tài)系統(tǒng)向大氣吸收和排放含C氣體的關(guān)鍵因子。接近80%的陸地地上部分碳儲(chǔ)量和40%的地下部分碳儲(chǔ)量?jī)?chǔ)存在森林中，森林碳儲(chǔ)量動(dòng)態(tài)變化的研究進(jìn)展對(duì)于生態(tài)系統(tǒng)碳庫(kù)管理及減緩全球氣候變化具有十分重要的意義[5]。

森林生物量各組分碳儲(chǔ)量缺一不可，各部分碳儲(chǔ)量數(shù)據(jù)對(duì)于理解大氣中CO2水平迅速增加和森林生態(tài)系統(tǒng)中碳的積累是最有意義的。在特定森林中的碳固存受當(dāng)?shù)厣址N類、樣地情況、氣候、林齡、植被密度和土壤屬性等的相互影響[6]。暖溫帶中次生油松林(Pinustabuliformis)，可以生長(zhǎng)在干旱的壤砂土中，有較高產(chǎn)量，并能較好地適應(yīng)當(dāng)?shù)丨h(huán)境。基于生態(tài)系統(tǒng)各組分對(duì)碳儲(chǔ)量進(jìn)行估算，有助于更準(zhǔn)確地了解該地區(qū)油松林固碳潛力。本文基于山西太岳山油松林5種林齡序列(18，20，25，38和42年生)來(lái)研究油松林地上和地下部分生物量和碳儲(chǔ)量隨著林齡的增加所產(chǎn)生的分配情況。本研究的結(jié)果將會(huì)增加該地區(qū)相關(guān)森林生物量和碳儲(chǔ)量的估算數(shù)據(jù)，用“伐倒法”來(lái)估算生物量和碳儲(chǔ)量使研究結(jié)果更為精確。

1　研究區(qū)概況

試驗(yàn)地建立在中國(guó)山西省太岳山森林生態(tài)系統(tǒng)定位研究站(112°01′—112°15′E，36°31′—36°43′N)，屬暖溫帶半干旱大陸性季風(fēng)氣候，夏季濕潤(rùn)多雨，冬季寒冷多雪。年均溫和年降雨量(1979—2010年)分別是8.6℃和650 mm。最熱月平均氣溫21.5℃，最冷月平均氣溫-5℃，均溫≥10℃，年積溫2 700℃，年日照2 600 h，無(wú)霜期125 d左右，平均生長(zhǎng)季為240 d。地勢(shì)西高東低，平均海拔1 500 m，山地基巖以花崗巖和石灰?guī)r為主。地帶性土壤為黑壚土，山地森林由褐土和棕色森林土發(fā)育，厚度約為60—110 cm，質(zhì)地變化從細(xì)小砂土到細(xì)小壤土。該地區(qū)是山西保護(hù)最好的森林之一，喬木層優(yōu)勢(shì)種有油松(Pinustabulaeformis)和遼東櫟(Quercuswutaishanica)；灌木有絨毛繡線菊(Spiraeavelutina)、三裂繡線菊(Spiraeatrilobata)、榛子(Corylusheterophylla)、胡枝子(Lespedezabicolor)等；草本有披針苔草(Carexlanceolata)、寬葉苔草(Carexsiderosticta)、山蓼(Oxyriadigyna)等。

2　材料與方法

2.1樣地設(shè)置

通過(guò)實(shí)地踏查，2010年7月在研究區(qū)選擇5組林齡分別為18，20，25，38和42年生的油松林。每個(gè)林齡油松林中設(shè)置3個(gè)重復(fù)的永久性樣地，面積為20 m×30 m，共15個(gè)樣地。樣地基本特征如表1所示。每個(gè)重復(fù)樣地之間在20 km的范圍內(nèi)，以確保樣地之間有著相近的氣候、土壤等環(huán)境條件。

表1樣地基本特征

林齡/a海拔/m密度/(株·hm-2)平均胸徑DBH/cm樹(shù)高/m郁閉度/%18123348699.316.1165201180450410.036.5369251210268311.366.9372381258156114.788.6775421238140616.769.1285

2.2樣品的采集

在2011年8月，記錄樣地中油松的胸徑(DBH，樹(shù)高1.3 m處的直徑)、樹(shù)高、地理坐標(biāo)、冠幅、枝下高。各林齡油松胸徑用胸徑尺測(cè)定，38和42年生油松林的樹(shù)高用布魯萊斯測(cè)高器來(lái)測(cè)定，18，20和25年生油松林用測(cè)樹(shù)桿來(lái)測(cè)定。采用“伐倒法”伐倒15株胸徑為6.1～20.7 cm(樣地內(nèi)油松林的最小與最大胸徑值)的喬木，用于估算樣木每個(gè)部分的生物量和碳儲(chǔ)量。每個(gè)林齡的3株喬木基于胸徑范圍和樹(shù)高優(yōu)勢(shì)進(jìn)行隨機(jī)選擇。伐倒后，記錄冠層長(zhǎng)、寬，并剝下葉子、枝、果實(shí)，其中死枝、活枝分別剝下，記錄各部分鮮重。樣木的所有枝葉剝?nèi)ズ?，將?shù)干分為10個(gè)高度相似的部分，記錄鮮重。從樹(shù)干上移走樹(shù)皮來(lái)測(cè)定樹(shù)皮鮮重。同時(shí)，小心仔細(xì)挖掘整個(gè)地下部分根系，分為根樁、粗根(直徑為2～5 cm和直徑>5 cm)、中根(直徑為0.5～2 cm)和細(xì)根(直徑<0.2 cm和直徑為0.2～0.5 cm)，分別稱鮮重。各部分取樣品帶回實(shí)驗(yàn)室測(cè)定干重和碳含量。

2.3樣品的測(cè)定與計(jì)算

樣木各部分樣品在野外稱鮮重后，收集部分樣品帶回實(shí)驗(yàn)室分析。將樣品放置在65℃烘箱烘干后，測(cè)定樣品干重，計(jì)算鮮重/干重比，推算各部分干重生物量。測(cè)定干重后的各部分樣品使用碳氮分析儀來(lái)測(cè)定碳含量。

植被各部分碳儲(chǔ)量由以下公式來(lái)計(jì)算：

Dc=B·Rc

(1)

式中：Dc——植被中各部分的碳儲(chǔ)量(t/hm2)；B——各部分的生物量(t/hm2)；Rc——各部分的碳含量(%)。

2.4數(shù)據(jù)分析

采用Excel 2007和SPSS 13.0統(tǒng)計(jì)分析軟件進(jìn)行圖表處理和數(shù)據(jù)處理分析，用單因素方差分析(One-Way ANOVA)檢驗(yàn)油松林林齡與各部分碳儲(chǔ)量的差異性，并用最小顯著差異法(LSD)進(jìn)行差異顯著性分析。

3　結(jié)果與分析

3.1不同林齡油松林各器官碳素密度

如表2—3所示，18，20，25，38和42年生油松林地上部分和地下部分不同器官碳素密度波動(dòng)分別為0.411 2～0.556 0，0.424 8～0.532 8 g/g。植物各器官碳素密度變化范圍與其他地區(qū)不同樹(shù)種碳素密度變化基本一致，如川西苦竹和樺木碳素密度波動(dòng)范圍為0.348 5～0.518 6，0.451 9～0.513 7 g/g[7]、湖南會(huì)同杉木林為0.455 8～0.500 3 g/g[8]。不同植物器官的碳素密度不同，各林齡平均碳素密度高低排列依次為：活枝>死枝>樹(shù)干>根樁>活樹(shù)皮>死樹(shù)皮>細(xì)根>中根>粗根>葉>果。這與其他樹(shù)種的碳素密度分布略有不同，如川西樺木不同器官的碳素密度高低順序?yàn)椋褐?干>葉>粗根>中根>細(xì)根[7]，湖南會(huì)同杉木各器官排列順序?yàn)椋喝~>根>枝>干[8]。不同林齡油松林各器官碳素密度變化不大，除了活枝明顯較高之外，其他各部位沒(méi)有明顯差異。總的來(lái)看，油松林與其他林木碳素密度各器官變化規(guī)律基本一致。

表2不同林齡油松林地上部分碳素密度g/g

林齡/a葉活枝死枝果樹(shù)干活樹(shù)皮死樹(shù)皮180.45980.54660.53690.41120.49310.49410.4829200.46020.55600.54610.41540.49400.49750.4863250.47460.53220.52280.42540.51230.49210.4809380.49630.55280.54290.43860.50870.47410.4625420.49170.55200.50300.44250.50970.48470.4733

表3不同林齡油松林地下部分碳素密度g/g

林齡/a根樁>5cm根2～5cm根0.5～2cm根0.2～0.5cm根<0.2cm根180.45380.42480.48510.46250.50210.4789200.49940.49410.51480.48280.49440.4670250.49320.45910.49190.50840.50940.4798380.51050.51020.44790.45650.51280.4899420.53280.46640.49050.47800.49680.4832

3.2不同林齡油松林各器官生物量

由圖1可以看出，地上部分總生物量隨著林齡的增加逐漸增加，18，20，25，38和42年生油松林地上部分總生物量分別為75.98，83.63，111.74，160.24，189.40 t/hm2，說(shuō)明從18～25，25～42年生油松林生物量分別快速增加。不同林齡油松林樹(shù)干生物量為50.85～82.54 t/hm2，地上部分總生物量隨著林齡的增加而減小，占到43.61%～66.99%，分別為葉、活枝、死枝、果的2.13～4.89，2.11～6.82，4.32～24.93，20.33～38.87倍。說(shuō)明地上部分生物量更易受到樹(shù)干的限制，這種限制尤其體現(xiàn)在林齡較小的林木；同時(shí)其他各部分生物量同樣不能忽略。

注：柱狀圖中的垂直線表示SD(p<0.05)，折線圖中的垂直線表示在給定溫度內(nèi)的最小顯著差異(LSD)(p<0.05)，下圖同。

圖1不同林齡油松林地上部分各器官生物量

從圖2可以看出，地下部分根系總生物量在18，20，25年生油松林差異不顯著，但在38，42年生油松林顯著增加，5種林齡分別為36.20，38.92，38.24，74.36，101.48 t/hm2。其中根樁生物量最高，其次為粗根、中根、細(xì)根。不同林齡油松林根樁占地下部分生物量的比例隨著林齡的增加而增加，但粗根、中根、細(xì)根生物量占地下部分生物量的比例卻相反，隨著林齡的增加而減小，分別占到37.14%～66.01%，10.13%～27.05%，10.72%～18.36%，19.61%～29.23%。

圖2　不同林齡油松林地下部分各器官生物量

3.3不同林齡油松林各器官碳儲(chǔ)量

從表4可以看出，各器官碳儲(chǔ)量與生物量成正比例關(guān)系，與生物量趨勢(shì)相同，隨著林齡的增加而增加，18，20，25，38，42年生油松林中總碳儲(chǔ)量分別為46.76，50.74，65.46，106.28，134.44 t/hm2。地上部分中樹(shù)干是重要的碳庫(kù)，與其他器官相比碳儲(chǔ)量最高，不同林齡中碳儲(chǔ)量分別為25.58，27.54，35.22，46.78，41.54 t/hm2。然而，樹(shù)干占喬木地上部分碳儲(chǔ)量的比例隨著林齡增加而降低，分別占到67.00%，65.14%，62.29%，54.17%和43.39%。其次碳儲(chǔ)量較高的為葉(各林齡分別占到地上部分總碳儲(chǔ)量的14.51%，14.10%，17.56%，16.79%和19.32%)和活枝(各林齡分別占到地上部分總碳儲(chǔ)量的10.56%，10.26%，10.82%，18.25，22.14%)。

地下部分碳儲(chǔ)量在18，20，25年生油松林中差異性不顯著，但在38，42年生中顯著增加，分別積累了19.92，38.70 t/hm2的碳。地下部分碳儲(chǔ)量隨著林齡的增加趨勢(shì)與生物量相同，根樁占地下部分比例逐漸增加，而粗根、中根、細(xì)根逐漸降低，分別占到地下部分碳儲(chǔ)量的77.62%～98.71%，0.46%～4.60%，0.36%～6.29%，0.46%～12.12%。

表4不同林齡油松林各器官碳儲(chǔ)量t/hm2

項(xiàng)目18年生20年生25年生38年生42年生葉5.54±2.225.96±2.089.93±2.3014.50±3.3818.50±1.82活枝4.03±1.264.34±2.266.12±2.2815.76±5.4421.20±4.48死枝1.11±0.242.24±1.143.51±0.086.82±1.869.78±2.52果1.14±0.461.24±0.220.86±0.161.14±0.381.94±0.24樹(shù)干25.58±5.3627.54±4.6635.22±14.0246.78±7.8841.54±4.08活樹(shù)皮0.54±0.140.58±0.180.54±0.020.68±0.121.62±0.28死樹(shù)皮0.24±0.180.38±0.120.36±0.160.48±0.181.18±0.12總地上部分38.18±5.5042.28±4.2456.54±9.2386.36±13.5395.74±18.32根樁6.66±2.227.18±1.147.81±2.0619.36±3.0838.20±6.12<0.2cm根0.11±0.030.14±0.050.17±0.060.08±0.020.08±0.020.2～0.5cm根0.23±0.080.21±0.020.24±0.030.14±0.020.10±0.030.5～2cm根0.54±0.040.42±0.060.31±0.040.14±0.050.14±0.062～5cm根0.52±0.180.21±0.090.20±0.070.10±0.020.08±0.01>5cm根0.52±0.120.30±0.030.19±0.040.10±0.030.10±0.02總地下部分8.58±2.328.46±2.158.92±2.4619.92±3.8338.70±6.99總碳儲(chǔ)量46.76±9.9250.74±7.5565.46±11.54106.28±16.91134.44±23.46

3.4不同林齡油松林各器官碳儲(chǔ)量分配特征

從圖3可以看出，不同林齡油松林中，樹(shù)干碳儲(chǔ)量最大，其次是根樁、活枝，最小的是樹(shù)皮。樹(shù)干在5個(gè)林齡油松林碳儲(chǔ)量中占支配地位，占總碳儲(chǔ)量的比例隨著林齡的增加而降低，分別占到54.70，54.28，53.80，44.02，30.90%。根樁、活枝占總碳儲(chǔ)量的比例隨著林齡的增加逐漸增加，分別占到11.93%～28.41%，8.55%～15.77%。葉占總碳儲(chǔ)量的比例在不同林齡中變化不明顯。

圖3　不同林齡油松林各器官碳儲(chǔ)量分配特征

4　討論與結(jié)論

(1) 暖溫帶常綠針葉林廣泛分布于中國(guó)北方地區(qū)，是較為常見(jiàn)的優(yōu)勢(shì)種。本研究中油松林生物量隨著時(shí)間序列增加而產(chǎn)生較高的標(biāo)準(zhǔn)差，說(shuō)明在個(gè)體林木中的總生物量變化顯著。42年生油松林生物量比18，20，25年生油松林分別增加了159.30%，137.38%，93.95%，說(shuō)明油松林的固碳潛力隨著林齡的增加而逐漸提高。在其他地域也得到相似結(jié)論，例如在巴塔哥尼亞地區(qū)的假山毛櫸南極種(NothofagusAntarctic)中，111～235年生植被碳積累高于5～20年生幼林齡的6倍[9]；蘇格蘭油松成熟林比樹(shù)苗和幼林齡分別增加了257.90%和161.27%[10]。不同地區(qū)林木隨著林齡增加而提高的碳儲(chǔ)量與當(dāng)?shù)氐耐寥浪?、溫度、營(yíng)養(yǎng)元素、土壤類型等因素有關(guān)。本研究的環(huán)境中土壤水分和營(yíng)養(yǎng)成分等樣地條件相似，因此油松林相對(duì)生物量分配的不同主要與林齡結(jié)構(gòu)有關(guān)。

(2) 樹(shù)干在油松林碳儲(chǔ)量中起到控制性作用，作為主要碳庫(kù)，其占總碳儲(chǔ)量的比例相對(duì)保持穩(wěn)定(30.90%～54.70%)。樹(shù)干占林木碳儲(chǔ)量比例較高已經(jīng)廣泛報(bào)道，在不同地區(qū)森林植被中比例范圍在43.74%～83.33%[11-12]。樹(shù)干生物量的不同由胸徑直接作用，因此胸徑是生物量的永久指示器，而其他器官如枝、葉實(shí)質(zhì)上會(huì)貢獻(xiàn)于凋落物和土壤。印度西部地區(qū)植被S.apetala的樹(shù)干生物量(111.39 t/hm2)高于本研究的結(jié)果(50.85～82.54 t/hm2)，原因是該地區(qū)周邊的河流系統(tǒng)為林木生長(zhǎng)提供了較好的水溫和土壤條件[13]。隨著林齡的增加，樹(shù)干占地上部分生物量和喬木總生物量的比例發(fā)生較大變化，說(shuō)明使用敏感的林齡因子來(lái)精確地測(cè)定油松林碳儲(chǔ)量是有必要的。

(3) 地下部分根系碳庫(kù)是油松林生態(tài)系統(tǒng)重要的碳庫(kù)來(lái)源。本研究中，根系占到不同林齡總生物量的比例較大(13.63%～28.79%)，是油松林生長(zhǎng)中的一個(gè)重要部分。42年生成熟油松林根系生物量高于其他林齡地上部分生物量。本研究中的18，20，25年生油松林根系生物量(8.46～8.92 t/hm2)與Peichl[12]報(bào)道的15，30年生美國(guó)五針?biāo)?5.02，9.23 t/hm2)處于同一水平。但42年生根系生物量(38.7 t/hm2)顯著高于65年生美國(guó)五針?biāo)?19.20 t/hm2)。數(shù)據(jù)差異的原因主要是由于根系生物量很難測(cè)定，Peichl[12]采用“土芯法”估測(cè)根系生物量，而本研究采用“伐倒法”，后者更能較為準(zhǔn)確地反映不同林齡根系生物量。平均地下部分生物量和碳儲(chǔ)量占到油松林總生物量和碳儲(chǔ)量的29.77%，19.24%，說(shuō)明根系對(duì)于估算不同林齡油松林碳儲(chǔ)量有著顯著貢獻(xiàn)。

(4) 5個(gè)林齡序列的碳儲(chǔ)量結(jié)果表明地上部分與根系碳儲(chǔ)量呈很好的正相關(guān)關(guān)系(R2=0.863 5)，同樣的結(jié)論也出現(xiàn)在其他研究中[9-10,14-15]。地下部分與地上部分碳儲(chǔ)量的比值從18～25年生快速降低(0.22～0.16)，這種快速降低主要是因?yàn)橛退闪痔純?chǔ)量在25年生油松林中快速積累，而隨后又從25～42年生逐漸增加(0.22～0.40)。說(shuō)明油松林碳積累在25年內(nèi)相對(duì)不穩(wěn)定；在25年左右，油松林可能有相對(duì)較低的生長(zhǎng)率和循環(huán)時(shí)期，但從25～42年生的油松林成熟期是碳積累的重要階段。20年前，該地區(qū)由于森林砍伐造成了大量的碳儲(chǔ)量損失。自1999年開(kāi)始實(shí)施“黃河中上游天然林保護(hù)工程”以來(lái)，農(nóng)民被禁止砍伐林木用于生活和商業(yè)用途，使油松林生態(tài)系統(tǒng)碳儲(chǔ)量迅速積累。該工程的實(shí)施和營(yíng)林技術(shù)的改革與調(diào)整，對(duì)于隨著林齡增加而逐漸增加的油松林碳儲(chǔ)存有著非常重要的意義。

[1]Davis M R, Allen R B, Clinton P W. Carbon storage along a stand development sequence in a New ZealandNothofagusforest [J]. Forest Ecology and Management,2003,177(1/3):313-321.

[2]王效科,馮宗煒.歐陽(yáng)志云.現(xiàn)代生態(tài)學(xué)的熱點(diǎn)問(wèn)題研究[M].北京:中國(guó)科學(xué)技術(shù)出版社,1996.

[3]Houghton R A. Aboveground forest biomass and the global carbon balance[J]. Global Change Biology,2005,11(6):945-958.

[4]Dixon R K, Solomon A M, Brown S, et al. Carbon pools and flux of global forest ecosystems[J]. Science,1994,263(5144):185-190.

[5]Goodale C L, Apps M J, Birdsey R A, et al. Forest carbon sinks in the Northern Hemisphere [J]. Ecological Applications,2002,12(3):891-899.

[6]Bert D, Danjon F. Carbon concentration variations in the roots, stem and crown of maturePinuspinaster(Ait.)[J]. Forest Ecology and Management,2006,222(1/3):279-295.

[7]黃從德,張健,鄧玉林,等.退耕還林地在植被恢復(fù)初期碳儲(chǔ)量及分配格局研究[J].水土保持學(xué)報(bào)，2007,21(4):130-133.

[8]方晰,田大倫,項(xiàng)文化.速生階段杉木人工林碳素密度、貯量和分布[J].林業(yè)科學(xué),2002,38(3):14-19.

[9]Peri P L, Gargaglione V, Pastur G M, et al. Carbon accumulation along a stand development sequence ofNothofagusantarcticaforests across a gradient in site quality in Southern Patagonia [J]. Forest Ecology and Management,2010,260(2):229-237.

[10]Helmisaari H S, Makkonen K, Kellom?ki S, et al. Below and above-ground biomass, production and nitrogen use in Scots pine stands in eastern Finland [J]. Forest Ecology and Management,2002,165(1/3):317-326.

[11]Martin J L, Grower S T, Plaut J, et al. Carbon pools in a boreal mixedwood logging chronosequence[J]. Global Change Biology,2005,11(11):1883-1894.

[12]Peichl M, Arain M A. Above and belowground ecosystem biomass and carbon pools in an age-sequence of temperate pine plantation forests[J]. Agricultural and Forest Meteorology,2006,140(1/4):51-63.

[13]Kawadias V A, Alifragis D, Tsiontsis A, et al. Litterfall, litter accumulation and litter decomposition rates in four forest ecosystems in northern Greece[J]. Forest Ecology and Management,2001,144(1/3):113-127.

[14]Paz H. Root/Shoot allocation and root architecture in seedlings: Variation among forest sites, microhabitats, and ecological groups[J]. Biotropica,2003,35(3):318-332.

[15]Bisbing S M, Alaback P B, DeLuca T H. Carbon storage in old-growth and second growth fire-dependent western larch(LarixoccidentalisNutt.) forests of the Inland Northwest, USA[J]. Forest Ecology and Management,2010,259(5):1041-1049.

Study on Biomass and Carbon Storage with Age-Chronosequence inPinustabulaeformisForest in Taiyue Mountain of Shanxi Province

SONG Yali, HAN Hairong, KANG Fengfeng

(CollegeofForestry,BeijingForestryUniversity,Beijing100083,China)

Above and underground biomass and allocation of carbon storage across an age-sequence of five secondary stands (18, 20, 25, 38 and 42 years old) inPinustabulaeformisforest in Taiyue Mountain of Shanxi were studies. The results showed that C contents in above and belowground components in the 18, 20, 25, 38 and 42 years oldPinustabuliformisforests were 0.411 2～0.556 0 g/g and 0.424 8～0.532 8 g/g, respectively. Biomass in above and underground increased with age, and C storage in components had positive relationship with biomass. C storage in total aboveground biomass was 38.18 t/hm2, 42.28 t/hm2, 56.64 t/hm2, 86.36 t/hm2and 95.74 t/hm2, respectively, and it in total belowground biomass was 8.58 t/hm2, 8.46 t/hm2, 8.92 t/hm2, 19.92 t/hm2and 38.70 t/hm2, respectively. Stem is the most important carbon sink, with the largest carbon storage, followed by root stump, live branches, and the lowest C storage is in the bark, accounting for 30.90%～54.70%, 11.93%～28.41%, 8.55%～15.77% and 0.45%～0.88% of total C storage, respectively. Ratios of aboveground C storage to belowground C storage in five ages stands decreased rapidly from 0.22 in 18 years old stand to 0.16 in 25 years old stand. Capacity of carbon storage potential inPinustabuliformisforest increased with age, the large C sequestration potentials were observed in the maturing stands with the ages ranging from 25 years to 42 years

Pinustabuliformisforest; age-chronosequence; carbon content; biomass; carbon storage

2014-09-17

2015-03-31

國(guó)家林業(yè)局948項(xiàng)目“基于森林生態(tài)系統(tǒng)管理的人工林經(jīng)營(yíng)技術(shù)引進(jìn)”(2010-4-15);國(guó)家林業(yè)公益性行業(yè)科研專項(xiàng) “華北典型林分類型土壤碳儲(chǔ)量分布格局及變化規(guī)律的研究”(201104008)

宋婭麗(1985—),女,山西長(zhǎng)治人,博士研究生,研究方向?yàn)樯鷳B(tài)系統(tǒng)碳儲(chǔ)量研究。E-mail:songyali19851205@sina.com

韓海榮(1963—),男,青海西寧人,教授,主要從事森林生態(tài)學(xué)研究。E-mail:hanhr@bjfu.edu.cn

S718.5

A

1005-3409(2016)01-0029-05