宁夏森林植被及土壤碳密度分布特征

根据宁夏回族自治区森林资源清查资料以及野外调查和室内分析的结果,对宁夏地区不同森林群落碳密度分布特征进行了研究。结果表明:1)天然林各植被层碳密度均值的大小顺序为:乔木层(57.66 Mg/hm2)细根(8.39 Mg/hm2)凋落物层(8.34 Mg/hm2)草本层(0.23 Mg/hm2)灌木层(0.20 Mg/hm2),乔木层生物量碳密度占植被层总碳密度的77.06%;2)土壤碳密度均值在170.15~354.29 Mg/hm2间变化,以罗山油松+山杨林最高,贺兰山青海云杉林最低,就土层垂直分布来讲,50~100 cm土层碳积累最多,占整个剖面土壤碳密度的40%左右;3)各天然林生态系统碳密度均值变化范围为221.63~444.77 Mg/hm2,在罗山油松+山杨林最大,六盘山华山松+少脉椴林最小;4)宁夏天然林生态系统土壤碳密度是生物量碳密度的4.09倍,由于土壤碳库稳定性高于地上植被碳库,土壤碳密度较高的针阔混交林和阔叶林具有巨大的固碳潜力。     

黄土高原子午岭森林碳储量与碳密度研究

基于样地林分调查与室内分析,运用清查平均生物量法和林木相对生长模型,研究了黄土高原子午岭林区3种森林碳储量及碳密度空间分布特征。结果表明:研究区森林生态系统植被含碳率变化范围为0.331 6～0.553 2 g/g;变异系数介于2%～14%,而枯落层含碳率为0.294 8～0.335 9 g/g;3种林地平均碳密度:柴松林为238.22 t/hm2,辽东栎林为235.75 t/hm2,油松林为191.58 t/hm2,柴松林及辽东栎林碳密度约是油松林的1.24倍;从研究空间尺度上土壤层植被层枯落层,其碳密度分别为105.21,88.11,28.53 t/hm2,其中植被层各分层碳密度大小差异显著,而土壤层碳密度随着土壤深度的增加而递减;3种森林生态系统有机碳库总储碳量为31.70 Tg,其中土壤层碳储量占整个碳库的49%,是植被层和枯落层碳储量的1.3倍和3.5倍,且碳储量空间分布呈现出:土壤层乔木层枯枝落叶层灌木层草本层。     

黄土丘陵区刺槐、辽东栎林碳氮密度及其分配特征

选取黄土丘陵区刺槐人工林和辽东栎天然次生林2个典型森林群落为研究对象,比较分析了各组分的有机碳和全氮含量与储量及分配特征。结果表明:刺槐和辽东栎林植被层的碳含量总体上呈现沿垂直方向的递减趋势,即乔木层灌木层草本层凋落物层;不同器官部位的碳含量呈现为:叶、干枝根,草本层地上部碳含量高于地下部。氮含量变化趋势不显著。辽东栎林生态系统碳密度为165.86t/hm~2,高于刺槐林生态系统(138.93t/hm2),而两者的氮密度差异不大。两生态系统碳氮密度的各部分排序为土壤乔木层凋落物层林下植被层,土壤层(0—100cm)的碳密度占生态系统碳库总量的51.1%~53.6%,而氮密度占71.4%~84.4%,表明控制水土流失对维持研究区的生态环境及土壤固碳潜力至关重要。     

矿山废弃地生态修复区植被碳库研究

[目的]对甘肃省金川矿山废弃地修复区内主要的林分进行植物含碳率测定,估算修复区内的植被碳储量,为矿区生态修复系统纳入中国温室气体自愿减排提供科学依据。[方法]利用干烧法对修复区主要物种进行有机含碳率测定,估算修复区内主要物种的平均含碳率、植被储碳密度和碳储量,并对其特征进行分析。[结果]在修复区,乔木的含碳率在0.462 9~0.403 8,灌木的含碳率范围为0.413 9~0.453 6,8种草本植物的平均含碳率为0.144 5,整体上表现为:乔木灌木草本植物。金川矿山废弃地生态修复区植被平均储碳密度为6.209 2t/hm~2,总碳储量为635.10t,在总碳储量分配中,乔木较高,占86.71%,灌木次之(占12.65%),草本植物在总碳储量中所占比例不大。[结论]对矿山废弃地进行生态恢复,能够增加矿区植被储碳量,在纳入中国温室气体自愿减排上有很大的潜力空间。     

等高反坡阶对滇中云南松林生态系统碳储量及增量分配格局的影响

通过标准地调查和生物量实测相结合的方法,对布设等高反坡阶后滇中云南松林生态系统碳储量特征进行估算,并分析了8 a后生态系统各层碳增量及分配格局。结果表明:布设等高反坡阶后云南松林乔木层、凋落物层、灌木层和草本层生物量分别比对照高出9.07%,9.29%,8.17%和13.24%,各层高低依次表现为乔木层（75.65 t/hm²） > 凋落物层（23.69 t/hm²） > 灌木层（4.68 t/hm²） > 草本层（1.80 t/hm²）;等高反坡阶处理下云南松林生态系统碳储量比对照高出27.10%,各层碳储量由高到低依次为土壤层（132.09 t/hm²） > 乔木层（35.32 t/hm²） > 凋落物层（5.94 t/hm²） > 灌木层（2.11 t/hm²） > 草本层（0.74 t/hm²）,分别占总碳储量的72.12%,22.26%,3.86%,1.31%和0.45%。等高反坡阶处理下云南松林生态系统的碳增量显著高于对照（29.68%）,乔木层、灌木层、草本层、凋落物和土壤层分别高出31.76%,28.21%,27.17%,15.54%和34.92%,说明等高反坡阶可有效促进植物生长,提高植被层及土壤层碳储量积累,因此人工造林时可因地制宜适度应用一定的等高反坡阶措施,加快当地碳库及生态环境的恢复速率,提高森林生态系统的生产能力。     

太行山丘陵区群落演替进程中碳贮量变化特征

为了解植被演替过程中碳贮量分布格局,以太行山丘陵区典型群落为研究对象,采用样地调查法,对其生态系统碳贮量进行了研究.结果表明:(1)土壤碳密度随演替进程逐渐提高,其排序为:乔木阶段(58.3 t/hm2)＞灌丛阶段(43.1 t/hm2)＞草本阶段(20.47 t/hm2);(2)土壤活性有机碳含量随演替进程呈逐渐增高的趋势.其含量排序为:乔木阶段(0.94%)＞灌丛阶段(0.84%)＞草本阶段(0.34%);(3)在群落演替的过程中,植被碳贮量逐渐增加,栓皮栎群落最高,达40.30 t/hm2;草本群落阶段最低(1.34 t/hm2);灌木群落居中(8.26 t/hm2).在碳贮量构成中,乔、灌群落的乔木层碳贮量所占比重最高;草本层所占比例最小.草本层碳贮量所占比例随演替进程呈下降趋势.(4)生态系统碳总贮量随演替进程呈上升态势.由草本阶段的21.81 t/hm2,增加到灌木阶段的51.36 t/hm2,乔木群落阶段达到最大,为92.63 t/hm2.生态系统碳贮量增加约4.3倍.在碳贮量构成中,土壤碳储量所占比重最大.土壤碳贮量占总贮量的比重随演替进程呈下降趋势.     

等高反坡阶对滇中云南松林下碳储量及增量分配格局的影响

通过标准地调查和生物量实测相结合的方法,对布设等高反坡阶后滇中云南松林林下植被层和土壤层碳储量进行了估算,并分析了8 a后各层碳增量及分配格局。结果表明:（1）布设等高反坡阶后灌木叶、已分解凋落物及土壤层碳含量显著高于对照,对照和布设等高反坡阶处理下灌木层、草本层、凋落物层及土壤层碳含量变幅分别为441.2~484.4 g/kg,371.0~433.6 g/kg,70.4~458.5 g/kg,4.1~20.0 g/kg;（2）不同处理下林下植被层中凋落物层生物量最高,其次为灌木层、草本层,等高反坡阶处理下灌木层、草本层、凋落物层的生物量分别比对照显著高出8.17%,13.24%,9.29%,布设等高反坡阶显著提高了林下植被各层生物量;（3）林下植被层和土壤层碳储量表现为土壤层 > 凋落物层 > 灌木层 > 草本层,碳增量则表现为土壤层 > 凋落物层 > 草本层 > 灌木层,等高反坡阶处理下灌木层（高11.64%）、草本层（高15.63%）与土壤层（高50.74%）碳储量皆高于对照,灌木层、草本层、凋落物及土壤层碳增量与对照相比则分别增加了28.21%,27.17%,15.54%,34.92%。等高反坡阶可有效促进植物生长,提高林下植被层及土壤层碳储量的积累,因此人工造林时可因地制宜适度应用等高反坡阶措施,加快当地碳库及生态环境的恢复速率,提高云南松生态系统的生产能力。     

滇中亚高山典型森林林下植被碳氮储量及其分配格局

通过标准地调查和生物量实测相结合的方法,对滇中亚高山5种典型森林华山松(HSS)、云南松(YNS)、滇油杉(DYS)、高山栎(GSL)和常绿阔叶林(CL)林下植被(灌木层、草本层和凋落物层)各组分生物量、碳氮储量及其分配格局进行了研究。结果表明:(1)在5种森林群落中,林下灌木、草本和凋落物生物量变幅为1.47～11.19t/hm2,0.01～0.63t/hm2,7.85～46.73t/hm2。(2)灌木层的碳氮储量变幅在0.77～5.94tC/hm2,10.97～92.84kgN/hm2,碳氮储量的主要营养器官分别为茎和叶;草本层为0.01～0.29tC/hm2,0.07～5.35kgN/hm2,均呈现出地上部分>地下部分;凋落物为2.15～13.03tC/hm2,42.07～320.58kgN/hm2,碳氮储量随分解程度加深各有不同。(3)5种林分林下灌草及凋落物碳储量大小顺序为:CL>YNS>DYS>HSS>GSL;氮储量为:CL>YNS>DYS>GSL>HSS。综上,常绿阔叶林和云南松林下灌草和凋落物具有较高的碳氮贮能力,滇油杉的碳氮贮潜力较大,应提高林分质量增加林分密度,加大保护管理力度,制定科学可行的森林管理措施,为林下植被与上层林木的协同发展以及今后研究林下植被对于全球气候变化的响应提供理论支撑。     

秦皇岛市森林植被碳储量、碳密度及其空间分布

[目的]分析区域森林资源的碳储量大小及分布规律,为地方森林碳汇经营管理和规划提供科学依据。[方法]基于河北省森林资源清查数据,乔木树种采用方精云建立的生物量换算因子连续函数法,灌木和经济林采用平均生物量法,结合不同树种分子式含碳率,对秦皇岛市森林植储量和碳密度进行了估算,并运用ARCGIS软件对其空间分布进行了分析。[结果]2005年,秦皇岛市森林植被总碳储量为4.30×106 t,森林植被平均碳密度为11.72t/hm2。全市各区县森林植被碳储量空间分布上有显著差异,表现为"北部山区和中部丘陵高,南部平原低"的空间格局,而植被碳密度呈现相反的趋势。林分碳储量占总碳储量的56.04%,林分平均碳密度为12.09t/hm2。林分针阔分明,阔叶林碳储量略大于针叶林碳储量,天然林碳储量大于人工林碳储量。全市林分碳储量以中、幼龄林为主,二者各自占林分总碳储量的24.07%和56.31%。[结论]未来秦皇岛市森林植被仍具有较大的固碳能力。     

陇东地区油松人工林碳密度及其影响因素

[目的]分析陇东地区人工林碳密度及其影响因素,为黄土丘陵区生态环境评价提供理论依据。[方法]采用样地调查与生物量实测方法,对陇东地区油松人工林碳密度进行了估算,并分析生态因素对油松人工林生态系统碳密度的影响。[结果]油松林各器官碳含量变化范围为48.58%~53.54%,各器官碳密度按从高到低的大小顺序依次为:树干树枝树根树叶树皮果实;灌木层叶、茎、根的碳含量分别为43.93%,45.62%,42.38%;草本层地上部分和地下部分碳含量为43.04%,39.77%;枯落物层未分解和半分解层碳含量为43.79%,38.83%;植被层碳密度按从高到底的大小顺序为:乔木层草本层灌木层。土壤层(0—100cm)碳含量随着土壤深度的增加而降低,且不同土壤层碳密度存在显著差异,以50—100cm碳密度最高。油松林生态系统平均碳密度为52.86t/hm2,其空间分布排序为土壤层(75.15%)植被层(24.14%)枯落物层(0.71%)。[结论]油松人工林生态因子中,林分平均树高、平均胸径、郁闭度均与各层碳密度呈现极显著正相关性,林分枯落物未分解干质量与各层碳密度呈现显著正相关性。平均树高、平均胸径、郁闭度、枯落物未分解干质量是油松人工林生态系统碳密度的主要生态因子。     

北京市松山不同海拔油松林枯落物及土壤水文效应

以北京市松山4个海拔梯度(751,890,1 012和1 211m)的油松(Pinus tabuliformis Carr)天然林为对象,对其枯落物层及土壤层水文效应进行研究。结果表明:(1)枯落物总蓄积量、枯落物最大持水量和最大持水率均随海拔的升高先增大后减小;(2)枯落物的总储量为9.03~27.75t/hm2,最大持水量为26.66~90.54t/hm2,与浸泡时间呈明显的对数关系(R0.93);最大持水率为287.62%~296.73%,与浸泡时间呈明显的幂函数关系(R0.99);(3)土壤容重随海拔升高而减小,其变化范围为1.38~1.66g/cm3,总孔隙度随海拔升高先减小后增大;(4)土壤初渗速率相差较大,稳渗速率为1.95~7.06mm/min,入渗速率与入渗时间呈幂函数关系(R0.70)。综合分析得出,低海拔油松天然林水源涵养功能较强。     

塔河流域天然胡杨林不同林龄地上生物量及碳储量

[目的]探讨不同林龄单株胡杨地上部分生物量、林分的生物量及碳储量的分布特征,为进一步开展胡杨天然林生态系统碳循环、碳储量、固碳速率和潜力研究提供基础。[方法]以新疆维吾尔自治区轮台县天然胡杨林为研究对象,利用不同林龄下不同径阶的标准解析木样本数据,构建胡杨地上部分各器官的生物量回归模型,探讨不同林龄胡杨地上部分的生物量组成、分配以及各器官生物量随年龄的变化规律。[结果]随着林龄的增加,单株胡杨地上部分各器官生物量呈上升趋势,其中树干占主导地位。幼龄林、中龄林、近熟林、成熟林、过熟林的林分地上生物量分别为:4.91,7.95,19.47,61.95,47.64t/hm2,且随林龄的增加胡杨林地上部分生物量先增加后稍有降低;胡杨林地上部分不同器官平均含碳率从大到小依次为:树干(48.17%)树枝(47.75%)树皮(46.13%)树叶(44.90%),且随林龄的增加不同器官含碳率先增加后降低,但各器官之间含碳率差异不显著;塔河流域胡杨林碳储量随林龄先增加后降低,大小顺序为成熟林(30.38t/hm2)过熟林(23.26t/hm2)近熟林(9.30t/hm2)中龄林(3.69t/hm2)幼龄林(2.20t/hm2)。[结论]地上部分各器官碳储量按依次排列为:树干树枝树皮树叶,树干是胡杨林地上部分碳储量的主要器官。     

徐州市石灰岩山地不同植被恢复模式的碳储量

[目的]研究不同造林模式的碳储量,为区域碳汇森林的营建提供理论依据。[方法]以江苏省徐州市石灰岩山地分布普遍的6种植被恢复模式为研究对象,对其碳储量及其分配格局进行了计算。[结果]6种植被恢复模式总碳储量的变化范围在28.379~46.561t/hm2之间,表现为侧柏(Platyclatdus orientalis)×梧桐(Firmiana simplex)侧柏×女贞(Ligustrum lucidum)侧柏×枫香(Liquidambar formosana)侧柏侧柏×栾树(Koelreuteria paniculata)侧柏×黄栌(Cotinus coggygria)。土壤碳储量占总碳储量的54.333%~78.290%。植被碳储量占总碳储量的20.213%~44.414%。枯落物碳储量占总碳储量的0.582%~3.897%。[结论]土壤碳储量是不同植被恢复模式总碳储量的主体。保护石灰岩山地现有土层,防治水土流失及频繁的人为扰动对于维持土壤碳储量具有重要作用。加强对侧柏的养护管理,配置适宜的阔叶树种可以有效地增加植被的固碳潜力。     

大伙房水库流域不同植被类型枯落物层和土壤层水文效应

为了研究大伙房水库流域森林生态系统枯落物层和土壤层水文效应,以流域内3种不同植被类型为研究对象,采用浸泡法、环刀法对其枯落物层和土壤层水文功能进行定量研究。结果表明:(1)3种植被类型枯落物蓄积量为23.20～39.11t/hm~2,表现为刺槐天然次生林油松人工林落叶松人工林,且阔叶林枯落物半分解层蓄积量大于未分解层,而针叶林则相反。(2)枯落物层最大持水量为50.24～109.19t/hm~2,有效拦蓄量为41.70～90.71t/hm~2,均表现为刺槐天然次生林油松人工林落叶松人工林,刺槐天然次生林枯落物层持水功能较好。(3)枯落物未分解层、半分解层分别在浸水10,8h基本达到饱和,持水量与浸水时间呈明显对数关系(R20.91);枯落物在浸水1h内吸水速率变化最大,4h左右吸水速率明显减缓,吸水速率与浸泡时间呈明显幂函数关系(R20.93)。(4)3种植被类型土壤容重均值变化范围为1.10～1.25g/cm~3,总孔隙度变化范围为27.96%～30.19%,土壤有效持水量变化范围为21.11～29.39t/hm~2,不同植被类型土壤层持水能力表现为刺槐天然次生林油松人工林落叶松人工林,土壤入渗速率与入渗时间呈明显幂函数关系(R20.90)。综合3种植被类型枯落物层及土壤层水文功能表明刺槐天然次生林的水源涵养功能较强,建议在该流域加强天然次生林的保护和恢复。     

红壤侵蚀地植被恢复后土壤水分特征及其凋落物碳归还模式

[目的]研究退化恢复地土壤水分物理性质和凋落物碳归还的关系,理解不同植被恢复措施的理水调水功能。[方法]采用野外调查与室内分析相结合的方法,研究了南方红壤侵蚀地典型植被恢复模式(柑橘林、封育林、木荷×马尾松林混交林、阔叶林)土壤(0—80cm土层)水分特征及其凋落物碳归还。[结果](1)不同植被恢复模式土壤含水量随土壤水吸力的增大而减小,其剖面平均含水量在15与2.5kPa水吸力条件下相比,下降幅度的大小依次为:柑橘林(45.92%)封育林(45.10%)木荷×马尾松林混交林(38.79%)阔叶林(31.20%);(2)土壤含水量随土层深度的增加而降低,各植被恢复模式在不同水吸力条件下底层(60—80cm)土壤含水量与表层(0—10cm)的相比,柑橘林的变化幅度为30.11%~9.72%,封育林为31.81%~24.46%,木荷×马尾松林混交林为24.46%~5.49%,阔叶林为8.21%~0.24%;在不同土层或不同水吸力条件下,阔叶林土壤含水量下降的幅度均最小;(3)不同模式凋落物碳归还总量大小依次为:木荷×马尾松林混交林(1 915.79kg/hm2)阔叶林(1 414.84kg/hm2)封育林(1 212.32kg/hm2)柑橘林(633.88kg/hm2),阔叶林阔叶碳归还量和饱和含水量均大于木荷×马尾松林混交林,阔叶碳归还量和饱和含水量表现出更大的一致性。[结论]阔叶林土壤保水持水性能最佳,且阔叶碳归还对土壤饱和含水量的影响大于其他组分。     

辽河源典型森林类型的土壤水文效应

[目的]研究辽河源地区典型森林类型林下土壤的水文效应,为辽河源森林生态系统健康的监测和评价提供理论佐证。[方法]选取典型森林类型,采用不同入渗模型拟合各森林类型土壤的入渗过程。[结果](1)土壤容重变化范围为1.21~1.56g/cm3,油松中龄林最大,山杨成熟林最小;土壤总孔隙度变化范围为41.26%~54.38%,山杨成熟林最大,油松中龄林最小;(2)山杨成熟林土壤蓄水能力最强,为1 087.56t/hm2;油松中龄林土壤蓄水能力最小,为825.17t/hm2;(3)山杨成熟林稳渗速率最大,为1.33mm/min;(4)霍顿(Horton)入渗模型和菲利普(Philip)入渗模型能较好地反映各森林群落土壤入渗过程,但通用幂函数模型拟合结果较差。[结论]不同森林类型土壤均表现出随着土层深度的增加容重逐渐增加的现象,阔叶林林下土壤蓄水能力要强于针叶林,通过比较认为可以利用霍顿(Horton)模型作为研究该区森林土壤水文功能的重要手段。     

晋西黄土区典型林分枯落物层水文生态特性研究

选择山杨栎类次生林（以下简称次生林）、刺槐林、侧柏林、油松林为研究对象，通过样地调查，结合室内浸泡方法，对比分析枯落物（未分解层、半分解层）的水文特征指标，研究典型林分枯落物层水文生态特性。结果表明：（1）枯落物厚度为3.93~4.95 cm，刺槐林最大，油松林最小；蓄积量为次生林最大（19.28 t/hm²），侧柏林（18.03 t/hm²）和刺槐林（17.57 t/hm²）次之，油松林最小（14.73 t/hm²），未分解层蓄积量小于半分解层。（2）枯落物最大持水量（率）为30.92~61.31 t/hm²（197%~320%），次生林最大，依次为刺槐林、侧柏林，最小为油松林。（3）枯落物有效拦蓄存在显著差异（P>0.05），表现为次生林（31.29 t/hm²） > 刺槐（22.20 t/hm²） > 侧柏（18.19 t/hm²） > 油松（13.94 t/hm²），有效拦蓄率为107%~173%。（4）在浸水2 h内，枯落物持水量和吸水速率变化以次生林与刺槐林最为迅速，半分解层较未分解层变化迅速；持水过程中，两者与时间分别呈对数函数（R²>0.89）和幂函数关系（R²>0.99）。在4种林地中，次生林林下枯落物水文生态潜力最优，油松纯林最差，表现为次生林 > 刺槐 > 侧柏 > 油松。刺槐是除次生林外的3种人工林中最优林种。建议研究区内合理优化恢复树种配置，以提高水文生态功能。     

辽河源典型森林群落下枯落物的水文特性

以辽河源自然保护区典型森林群落为对象,对其下枯落物储量和持水量等水文特性进行了研究。结果表明:(1)研究区枯落物总储量变化范围为7.92~15.56t/hm2,60a林龄油松纯林储量最大,华北落叶松纯林最小;(2)研究区最大持水率变化范围为164.12%~333.06%,最大持水率大小排序为:杨桦混交林华北落叶松纯林50a油松纯林60a油松纯林40a油松纯林;(3)研究区最大持水量变化范围为21.31~38.13t/hm2,最大持水量大小依次为:杨桦混交林60a油松纯林50a油松纯林华北落叶松纯林40a油松纯林;(4)对枯落物持水过程进行回归分析,各群落枯落物未分解层和半分解层持水量与浸水时间之间均服从对数函数回归关系(R0.87),持水速率与浸泡时间之间均符合幂函数关系(R0.87)。