施肥措施对毛竹林生物量及其固碳潜力影响研究

以江西省永丰县官山林场和井冈山市长坪林场不同施肥类型的毛竹林为研究对象,以不施肥毛竹林为对照,研究了施肥对毛竹林生物量及其固碳潜力的影响。结果表明：施肥显著提高了毛竹林乔木层生物量,且与对照相比提高了竹秆生物量占总生物量的比例。不同施肥类型毛竹林乔木层碳储量为25.88-40.25 t/hm2,施肥样地碳储量均大于对照样地,与施肥对毛竹林乔木层生物量的影响一致。毛竹林具有较强的固碳能力,应该采取合理的施肥措施,以提高毛竹林的生产力并增强毛竹林的固碳潜力。

排水造林对大兴安岭湿地生态系统碳储量的影响

采用样带调查与对比分析方法,研究大兴安岭人工落叶松沼泽林的生态系统碳储量（植被、凋落物及土壤）和年固碳量沿湿地过渡带环境梯度（0-400 m）分布格局,并与相应生境天然湿地对比分析,揭示排水造林对湿地碳储量及固碳能力的影响规律。结果表明：1）人工沼泽林与天然湿地的植被碳储量（6.49-59.95和3.24-78.97 t/hm2）沿过渡带环境梯度均呈递增趋势,排水造林使过渡带100-300 m生境植被碳储量显著提高了43.9%-240.8%（P〈0.05）,300-400 m生境植被碳储量显著降低了24.1%（P〈0.05）;2）两者凋落物碳储量（1.61-4.69和1.51-4.34 t/hm2）沿过渡带环境梯度也呈递增趋势,排水造林使100-200 m生境凋落物碳储量显著提高了84.1%（P〈0.05）;3）土壤碳储量（163.03-308.68和192.09-382.91 t/hm2）沿过渡带分别呈先高后低且恒定与递减趋势,排水造林使0-300 m生境土壤碳储量显著降低了19.4%-43.4%（P〈0.05）;4）两者生态系统碳储量（227.68-316.78和275.40-387.67 t/hm2）分别呈现0-100 m高、100-400 m低且恒定和0-300 m高且恒定、300-400 m低的不同分布格局,且排水造林使0-300 m生境生态系统碳储量显著降低了18.3%-31.2%（P〈0.05）;5）净初级生产力与年固碳量（3.67-10.34、8.03-10.77 t/（hm2·a）;1.59-4.87、3.24-5.07 t/（hm2·a））沿过渡带分别呈递增与恒定分布,排水造林使过渡带0-100 m生境净初级生产力与年固碳量显著降低了54.3%和50.9%（P〈0.05）,100-400 m生境净初级生产力与年固碳量有所增加或减少但不显著（-19.3%-18.7%和-20.1%-17.3%,P〉0.05）。因此,排水造林显著降低了沼泽湿地生态系统碳储量,但对其固碳能力影响相对较弱。

干旱人工植被区藻结皮光合固碳的时间效应研究

研究了腾格里沙漠东南缘沙坡头地区不同建植年限（16、21、27、44和52a）人工植被区中发育藻结皮的净光合速率、年固碳量和累计固碳量变化特征,并分析了其与结皮生物学参数（盖度和生物量）和土壤表层0-3 cm有机碳含量的相关关系。结果表明：1）随着人工植被区建植年限的增加,藻结皮的最大净光合速率显著增加,从植被建植16a藻结皮的1.63μmol m^-2s^-1增加至植被建植52a的2.81μmol m^-2s^-1;藻结皮的最大光合速率与结皮生物量和结皮盖度呈显著正相关关系;2）藻结皮的年固碳量随植被区建植年限的延长呈指数增加,随着人工植被区建植年限的增加,藻结皮的年固碳量显著增加,从建植16a藻结皮的C 0.2 g m^-2a^-1增加到52a的C 2.78 g m^-2a^-1;3）植被区建植后,藻结皮的固碳总量经历两个阶段的变化,建植16a到27a,藻结皮固碳总量在C 2.2-6.2 g m^-2,建植44a后,固碳总量增加到C 23.9 g m^-2;并且,藻结皮的固碳总量与土壤表层有机碳含量呈显著线性正相关关系。以上研究结果说明,随着人工植被固沙区的演替,藻结皮发育成熟度逐渐提高,其光合固碳能力显著提高,有利于干旱区土壤有机碳的累计。

立地类型对长白山天然白桦林生态系统碳储量的影响

利用相对生长方程与碳/氮分析法,对比分析长白山天然白桦林在7个立地类型(阳坡上、中、下部与阴坡上、中、下部及谷地)上的生态系统碳储量(植被与土壤)、净初级生产力与年净固碳量,揭示立地类型对温带白桦林生态系统碳库与固碳能力的影响规律。结果表明:1长白山天然白桦林植被碳储量(45.61 87.22 t·hm-2)呈阴坡上、中部与谷地>阳坡上、中部与阴坡下部>阳坡下部变化趋势,且高立地型显著高于低立地型50.8%91.2%(P<0.05),中立地型高于低立地型20.4%44.4%(P>0.05);2土壤碳储量(66.71 158.51 t·hm-2)呈阳坡上部、阴坡中部与谷地>阳坡中、下部与阴坡下部>阴坡上部变化趋势,且高立地型显著高于低立地型99.3%137.6%(P<0.05),中立地型高于低立地型40.7%67.0%(P>0.05);3生态系统碳储量(139.44 231.12 t·hm-2),呈阴坡中部与谷地>阳坡上部与阴坡下部>阳坡中、下部与阴坡上部变化趋势,且高立地型显著高于低立地型35.6%65.7%(P<0.05),中立地型高于低立地型5.8%34.7%(P>0.05);4植被净初级生产力(4.92 11.25 t·hm-2·a-1)和年净固碳量(2.32 5.32 t·hm-2·a-1)均呈阴坡上、中部>阳坡上、下部与阴坡下部及谷地>阳坡中部变化趋势,且高立地型显著高于中、低立地型42.5%128.7%和45.2%129.3%(P<0.05),中立地型高于低立地型10.6%56.3%和14.2%53.4%,但仅阴坡下部提高显著。因此,长白山白桦林生态系统碳库与固碳能力均受到立地类型的强烈影响,故对其碳汇功能评价应考虑其立地分异规律性。

小兴安岭天然白桦林生态系统碳储量

采用相对生长方程与碳/氮分析测定法,测定小兴安岭天然白桦林在7个立地类型(阳坡上、中、下部和阴坡上、中、下部及谷地)的生态系统碳储量(植被和土壤)、净初级生产力与年净固碳量,揭示立地类型对白桦林碳汇功能的影响规律。结果表明:1)小兴安岭白桦林植被碳储量((49.39±3.09)^(89.20±10.17)t/hm2)在谷地、阳坡下部和阴坡上、中部4个立地类型显著高于阳坡上、中部及阴坡下部3个立地类型(38.2%~80.6%,P<0.05)。2)其土壤有机碳储量((147.30±21.39)^(273.67±22.67)t/hm2)在阴坡上、中部和谷地最高,显著高于阳坡上、中部和阴坡下部(27.9%~85.8%,P<0.05),阳坡下部居中,仅显著高于阴坡下部(53.3%,P<0.05),阳坡上、中部和阴坡下部相对较低。3)其生态系统碳储量((207.88±16.07)^(357.85±20.80)t/hm2)在谷地、阳坡下部和阴坡上、中部4个立地类型显著高于阳坡上、中部和阴坡下部3个立地类型(33.2%~72.1%,P<0.05)。4)其植被净初级生产力((5.80±0.26)^(8.87±1.17)t/(hm2·a))在阳坡下部和阴坡上、中部3个立地类型相对较高,显著高于阴坡下部(31.2%~52.9%,P<0.05),阳坡上、中部与谷地3个立地类型居中,高于阴坡下部(15.5%~26.4%,P>0.05),阴坡下部最低。5)其年净固碳量((2.76±0.10)^(4.15±0.32)t/(hm2·a))在阳坡下部和阴坡上、中部3个立地类型相对较高,显著高于阴坡下部(27.9%~50.4%,P<0.05),阳坡上、中部与谷地3个立地类型居中,高于阴坡下部(12.3%~23.9%,P>0.05),阴坡下部最低。因其植被年净固碳量低于我国陆地植被平均固碳量(15.3%~43.7%),故小兴安岭天然白桦林属于碳汇功能相对较低的森林类型。

杭州花港观鱼公园森林固碳效益评估

为构建固碳高效的城市森林,以杭州花港观鱼公园为研究对象,对公园的植物种类以及植物群落结构进行详细的实地调研,运用i-Tree模型Eco V 6.0模块对公园的固碳效益进行评估研究。结果表明:(1)花港观鱼公园内有树木5 726株,隶属43科79属119种; 5类优势种桂花Osmanthus fragrans,山茶Camellia japonica,鸡爪槭Acer palmatum,水杉Metasequoia glyptostroboides和广玉兰Magnolia grandiflora共计2 386株,占总数的41.70%;园内常绿树种占52.17%,落叶树种占47.83%;阔叶树种占86.74%,针叶树种占13.26%;树木胸径在7.60~<15.20 cm最多,分布呈现"中间多,两边少"的趋势。花港观鱼公园Margalef丰富度指数为13.64, Simpson指数为0.95。(2)2016年花港观鱼公园固碳量约54.95 t·a^(-1),效益约6.59万元·a^(-1);公园总碳储量约806.90 t,效益约968.28万元;大树(胸径≥30.00 cm的树木)数量占全园树木24.54%,其固碳量约占全园总量的58.51%;公园内固碳能力较强的树种包括樟树Cinnamomum camphora,枫杨Pterocarya stenoptera,广玉兰等。与12个北美城市相比,花港观鱼公园的树木固碳量较高。

小兴安岭7种典型林型林分生物量碳密度与固碳能力

森林生物碳储量作为森林生态系统碳库的重要组成部分,在全球碳循环中发挥着重要作用。以小兴安岭7种典型林型为研究对象,通过外业样地调查与室内实验分析相结合的方法,从林分尺度对林分生物量与碳密度进行计量,分析了林分生物碳储量的空间分配格局,并对林分年固碳能力与碳汇潜力进行了探讨。结果表明:小兴安岭不同林型从幼龄林到成熟林的乔木层碳密度增长速率为:蒙古栎(Quercus mongolica)林>兴安落叶松(Larix gmelinii)林>云冷杉(Picea-Abies)林>樟子松(Pinus sylvestris var.mongolica)林>山杨(Populus davidiana)林>红松(Pinus koraiensis)林>白桦(Betula platyphylla)林。7种典型林型不同龄组(幼龄林、中龄林、近熟林和成熟林)林分生物量碳密度分别为:红松林31.4、74.7、118.4和130.2 t·hm–2;兴安落叶松林28.9、44.3、74.2和113.3 t·hm–2;樟子松林22.8、52.0、71.1和92.6 t·hm–2;云冷杉林23.1、44.1、77.6和130.3 t·hm–2;白桦林18.8、35.3、66.6和88.5 t·hm–2;蒙古栎林25.0、20.0、47.5和68.9 t·hm–2;山杨林19.8、28.7、43.7和76.6 t·hm–2。红松林、兴安落叶松林、樟子松林和蒙古栎林在幼龄林时林分年固碳量较高,其他林型在成熟林时林分年固碳量较高。7种典型林型不同龄组的林分生物量碳密度均随林龄增长而增加,但不同林型的碳汇功能存在差异,同一林型不同林龄的生物量碳密度增幅差异也较大。林分年固碳量在0.4–2.8 t·hm–2之间,碳汇能力较强、碳汇潜力较大。尤其是小兴安岭目前林分质量较差,幼龄林和中龄林所占的比重较大,具有较大的碳汇潜力。研究结果可为森林经营管理及碳汇功能评价提供参考。