米槠天然林与人促更新林乔木碳贮量及分布特征

沈彩霞

(福建省三明市格氏栲自然保护区管理站，福建 三明 365000)

米槠天然林与人促更新林乔木碳贮量及分布特征

沈彩霞

(福建省三明市格氏栲自然保护区管理站，福建 三明 365000)

以米槠天然林和人促更新林为研究对象，研究米槠天然林与米槠人促更新林2个林分的乔木碳贮量及其不同径级、高度的分配特征。结果表明：米槠天然林碳贮量为193.66 t·hm-2，人促更新林碳贮量为141.34 t·hm-2。天然林径级呈波浪型分布，各径级(5～10 cm、10～15 cm、15～20 cm、20～25 cm、≥25 cm)碳贮量占总碳贮量比值分别为：2.85%、3.46%、6.55%、2.90%、84.24%；而人促更新林径级呈递增变化，各径级碳贮量分配没有天然林集中，各径级碳贮量占总碳贮量比值分别为：3.19%、4.98%、15.52%、36.85%、39.45%。在垂直方向上，2个林分碳贮量均随着高度级的增加而增加，且2个林分碳贮量最大值均出现在≥20 m高度级，碳贮量米槠天然林为117.54 t·hm-2、人促更新林为85.67 t·hm-2。

乔木；碳贮量；径级分配；垂直分配

森林是生态系统的主体，它不仅在维护区域生态环境上起着重要作用，而且是大气CO2的重要调节者之一。森林对CO2的固碳能力与林分类型、立地条件及人为活动等因素有密切的联系。森林植被碳贮量是森林固碳能力的重要标志，也是森林碳收支评估的重要参数之一。树干碳贮量占植被碳贮量的绝大部分，本文以米槠天然林和人促更新林为研究对象，对胸径、树高进行实地测量，计算2个林分的树干碳贮量，分析树干碳贮量在径级和层次的分配规律，以期为三明市森林碳储量及其固碳潜力的估算提供参考，并为开展碳循环研究提供数据支持。

1 研究地概况

试验地设在福建省三明市金丝湾森林公园陈大林业采育场和三明市格氏栲自然保护区内，属中亚热带季风气候，试验地附近的三明市年均气温20.1 ℃，年降水量1670 mm，年均蒸发量1466 mm。该区域东南临武夷山脉，西北接鹫峰山脉，为典型的东南低山丘陵地貌，山多坡陡，土壤为花岗岩母岩上发育的典型山地红壤。天然林样地位于三明格氏栲自然保护区内，约200 a没有人为干扰。米槠天然更新次生林为经过强度择伐后天然更新，并在更新过程中人为去除其它树种，经过40多a次生演替形成。

2 研究方法

2.1 数据来源

2010年7月，对米槠天然林和人促更新林按林分类型进行生物多样性调查。其中，米槠天然林设20 m ×20 m 标准地7个，米槠人促更新林设20 m ×20 m标准地3个。本研究选取胸径≥ 5 cm 的树种作为研究对象，所估算的森林碳贮量仅为乔木层树干碳贮量，未包括林下层、灌木、草本及凋落物碳贮量。

2.2 数据处理

由于树高和胸径等测树因子与植株生物量有密切关系，采用公式W=0.0462(D2H)0.9849[1]估算样地单株阔叶树种的生物量，其中W为树木生物量(kg)；D为胸径(cm)；H为树高(m)。树干碳贮量=植株生物量W×树干含碳率%[2]。其中阔叶树的含碳率为55.49%。使用EXCEL对数据进行分析。

3 结果与分析

3.1 米槠天然林和人促更新林的树干碳贮量

根据估算公式得到米槠天然林碳贮量为193.66 t·hm-2，米槠人促更新林的碳贮量为141.34 t·hm-2。2个林分的碳贮量有明显差异(P<0.05)。

图1 林分各径级株数密度和碳贮量

3.2 C贮量的径级分布

由图1可知，米槠天然林的株数密度随径级的增大呈先降低后升高，在20～25 cm径级的株数密度最小，为35.71株·hm-2，在5～10 cm径级的株数密度最大，为496.43 株·hm-2。米槠人促更新林的株数密度随着径级的增大而减小，在10～15 cm径级的株数密度最小，为133.33株·hm-2，在5～10 cm径级的株数密度最大，为588.33株·hm-2。2个林分均以小径级占绝对的优势。

C贮量的径级分配与个体数趋势不完全一致。2个林分的C贮量在5 cm≤胸径<20 cm范围内都随着个体数的增加而减少，C贮量的增加主要受胸径增大的影响。在胸径≥20 cm范围内，碳贮量随着株数密度的增大而增加，这是受个体数和径级增加的双重作用。

天然林5～10 cm、10～15 cm、15～20 cm、20～25 cm、≥25 cm径级碳贮量占总碳贮量比值分别为：2.85%、3.46%、6.55%、2.90%、84.24%，且随着径级的增加，天然林C贮量变化呈波浪型，在5～10 cm径级的碳贮量最小，为5.53 t·hm-2；大径级即≥25 cm的碳贮量最大，为163.13 t·hm-2。人促更新林中，各径级碳贮量分配没有天然林集中，5～10 cm、10～15 cm、15～20 cm、20～25 cm、≥25 cm径级碳贮量占总碳贮量的比值分别为3.19%、4.98%、15.52%、36.85%、39.45%，随着径级增加，碳贮量是呈递增变化，≥25 cm径级碳贮量最大，为55.76 t·hm-2。

图2 林分各高度级株数密度和碳贮量

3.3 C贮量的垂直分布

由图2可知，随着高度级增加，株数密度发生偏离。天然林中，株数密度随着高度级的增加呈峰值型变化，即树高在0～10 m范围内随高度级增加，株数密度增大；树高≥10 m范围内随高度级增加，株数密度减少；5～10 m高度级株数密度最大，为367.86 株·hm-2；0～5 m高度级株数密度最小，为17.86株·hm-2。而人促更新林株数密度随高度级的增加呈波浪型变化，与天然林一致，5～10 m高度级株数密度最大，为266.67 株·hm-2。

高度级内株数密度与碳贮量不一致。天然林5～10 m株数密度最大，但碳贮量仅占总碳贮量的2.58%。同样的规律也发生在人促更新林，5～10 m高度级的株数密度最大，但碳贮量却占总碳贮量的2.96%。

2个林分碳贮量均随着高度级的增加而增大，且2个林分碳贮量最大值均出现在≥20 m高度级，碳贮量分别为：天然林117.54 t·hm-2、人促更新林85.67 t·hm-2，0～5 m高度级碳贮量值都最小，碳贮量分别为：天然林0.37 t·hm-2、人促更新林0.11 t·hm-2。在0～5 m、10～15 m、15～20 m、≥20 m高度级上天然林碳贮量均大于人促更新林，差值分别为：0.28、11.8、8.93、31.87 t·hm-2。

4 讨论

森林碳贮量与很多因素都有密切关系，如土壤团聚体稳定性[4]、森林管理方式[5]、林龄等，本研究根据估算公式得到米槠天然林碳贮量为193.66 t·hm-2，米槠人促更新林的碳贮量为141.34 t·hm-2，均大于福建省平均树干碳贮量73.43 t·hm-2，这可能因研究地属于林业生产地，林分密度大，加上人为的管理，因此碳贮量高。

天然林和人促更新林最大碳贮量均出现在胸径≥20 cm，从径级分布形态来看，天然林碳贮量变化呈波浪型特征，而人促更新林碳贮量是递增变化的，与西双版纳原始热带季节雨林[6]、海南黎母山热带雨林[7]分布趋势一致。碳贮量与林分立木胸径有一定的关系，大树对森林碳贮量的贡献也是巨大的，Clark等[8]在对哥斯达黎加的热带雨林生物量的研究中发现：大树对乔木层碳贮量的贡献为14%～30%；而在本研究中人促更新林胸径≥25 cm的树木仅占总株数的12.34%，但碳贮量却占总碳贮量的40.76%，天然林情况一致，胸径≥25 cm的树木占总株数的17.67%，但碳贮量却占总碳贮量的86.71%。

天然林0～5 m、5～10 m、10～15 m、15～20 m、≥20 m各高度级碳贮量占总碳贮量的比例分别为：0.26%、2.58%、11.41%、39.61%、83.16%，人促更新林则为0.08%、2.96%、3.06%、33.29%、60.61%，与唐旭利等[9]研究鼎湖山常绿阔叶林碳贮量垂直分布一致，但唐旭利的研究中≥20 m碳贮量占总碳贮量的53.97%，均小于本研究中的天然林和人促更新林，这可能与研究方法不同有关。另外碳贮量的径级分配与个体数的分布趋势不完全一致，说明碳贮量受胸径和树高的影响大于植株数量。

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Arbor Carbon Storage and Allocation Characteristics ofCastanopsislanceolataNature Forest and Artificial Promoting Regeneration Forest

SHEN Cai-xia

(FujianSanmingCastanopsiskawakamiiNatureReserveManagementStation，Sanming365000，Fujian，China)

TakingCastanopsislanceolatanature forest and artificial promote regeneration forest as the research objects，this paper studied the arbor carbon storage and its different-class allocations of them.results showed：the carbon storage ofCastanopsisLanceolatanature forest was 193.66 t·hm-2，that of artificial promote regeneration forest was 141.34 t·hm-2.The class distribution of natural forest DBH was wavy，the ratios of each class carbon storages to total carbon storage ratio were：2.85%，3.46%，6.55%，2.90%，84.24%；however，the promote regeneration forest increased progressively with class，the ratios were：3.19%，4.98%，15.52%，36.85%，and 39.45%.In vertical direction，2 forest carbon storage increased with height class increase，the carbon storage ofCastanopsisLanceolatanature forest was the maximum values of 2 forest carbon storages appeared in the height class≥20 m，the carbon storage ofCastanopsisLanceolatanature forest was 117.54 t·hm-2，that of artificial promote regeneration forest was 85.67 t·hm-2respectively.

arbor；carbon storage；DBH class allocation；vertical allocation

10.13428/j.cnki.fjlk.2014.01.018

2013-04-17；

2013-06-23

沈彩霞(1974—)，女，福建龙岩人，福建省三明市格氏栲自然保护区管理站林业工程师，从事森林培育研究。E-mail：398223090@qq.com。

S718.55+4.2

A

1002-7351(2014)01-0085-03