彰武小钻杨生长规律与固碳释氧效益分析

白国华,张日升

(1.国有彰武县四合城林场,辽宁 阜新 123200；2.辽宁省固沙造林研究所,辽宁 阜新 123000)



彰武小钻杨生长规律与固碳释氧效益分析

白国华1,张日升2

(1.国有彰武县四合城林场,辽宁 阜新 123200；2.辽宁省固沙造林研究所,辽宁 阜新 123000)

摘要通过分析解析木研究彰武小钻杨生长规律与固碳释氧效益，结果表明：彰武小钻杨2～10年胸径生长较快；树高速生期从幼龄林阶段开始一直到16年时结束，以后生长缓慢；材积生长4年时开始进入速生期，速生期维持20年左右；幼龄林时年均固碳释氧能力很低，近熟林时年均固碳量和释氧量分别为6 025.0 kghm(-2)和4 398.6 kghm(-2)，固碳释氧能力较强。

关键词彰武小钻杨；树高；胸径；材积；生长；固碳释氧

彰武小钻杨Populus×Xiaozhuanica W.Y. Hsu et L.cv. Zhangwu是以小叶杨为母本，钻天杨为父本的杂交种。1986年由辽宁省固沙造林研究所选育成功后，在辽宁省阜新地区大面积推广造林，该品种具有抗性强、材质优良、繁育容易、造林成活率高、生长快、轮伐期短等特性，是辽宁风沙区主要造林树种之一[1]。目前对彰武小钻杨的研究主要集中在对其造林方式和提纯复壮方面[2-4]，对生长规律的报道很少。为了更好地研究彰武小钻杨的生长规律，本文对辽宁省章古台地区24年生的彰武小钻杨解析木进行分析，并结合多年的研究成果，探讨彰武小钻杨生长规律，初步分析了彰武小钻杨的固碳释氧能力。

1研究方法

1.1研究区概况

研究区位于科尔沁沙地南缘的章古台地区，42°43′—42°51′ N，121°53′—122°22′ E，该区属暖温带亚湿润干旱气候。主要气候特点是干旱多风，年均降水量500 mm左右，且多集中于6—8月，年蒸发量约为降水量的3倍，空气相对湿度60.4%，年均气温6.1 ℃，平均无霜期154 d，年均风速3.0～3.7 ms-1[5]。土壤类型以风沙土为主，占89.4%[3]，土壤有机质及其他养分含量都比较低。

1.2解析木的选取

在章古台地区选择了立地条件相似，林分特征差异不显著的24年生彰武小钻杨人工林进行研究分析，在林分中设置3个30 m×33 m标准地，进行样地调查，以样地每木检尺数据为基础，按照等断面积标准木法确定解析木，每块样地获得平均木3株。按2 m区分段截取圆盘，按2 a一个龄级进行统计，测算解析木的胸径、树高、材积生长过程及各种生长量。

1.3固碳释氧分析

根据解析木的数据，推算不同林龄阶段彰武小钻杨胸径的平均值和相应的单株年均材积增长量；利用胸径平均值，在DB21/706-2013《森林经营技术规程》中查到对应的适宜密度，用适宜密度与单株年均材积增长量求算出每公顷彰武小钻杨在某一林龄阶段的年均材积增长量。

利用下面的公式(1)和公式(2)分别计算出每公顷彰武小钻杨吸收CO2及释放O2的量。

GCO2=V×P×C

(1)

FO2=V×P×O

(2)

式中GCO2为年均固碳量，FO2为年均释氧量；V为年均材积增长量；P为彰武小钻杨木材密度(测定结果为389 kgm-3)；C和O是常数项，分别代表树木每积累1.0 g干物质可以吸收1.63 g CO2和释放1.19 g O2[6]。

2结果与分析

2.1胸径生长

从图1的胸径生长曲线分析看，彰武小钻杨一般在2～10 a胸径生长快，到10年时最高年平均生长量可达1.625 cm，连年生长与平均生长曲线相交在10年，10年后连年生长开始低于平均生长，连年生长在16～24年都可维持在0.3～0.5 cm。

2.2树高生长

在章古台地区彰武小钻杨的树高1～16年生长较快，平均每年生长1.225 m。16年以后生长变缓慢，从图2中可以看出17～24年，每年彰武小钻杨树高生长仅为0.112 5 m。野外观测到彰武小钻杨18年左右时，顶梢每年都有部分枯死，这说明彰武小钻杨18年后高生长基本停止。

2.3材积生长

图3为彰武小钻杨材积连年生长曲线和平均生长曲线图，可以看出杨树材积平均生长量和连年生长量从第4年开始进入速生期，速生期维持10年左右，24年生时总平均生长量与连年生长量曲线相交，速生期结束。可以推算出彰武小钻杨24年以后连年生长变缓慢，连年生长量低于平均生长量。

2.4彰武小钻杨固碳释氧效益分析

根据图3推算出彰武小钻杨不同林龄阶段的蓄积连年生长量年均增长量，详见表1。

表1　彰武小钻杨蓄积年均增长量推算

注：彰武小钻杨胸径为这一龄级时段的平均值，以平均胸径为准，在DB21/706-2013中查到的适宜密度。

从表1中可以看出，彰武小钻杨幼龄林林分蓄积年平均增长量仅为0.36 m3hm-2，中龄林为 6.552 m3hm-2；近熟林和成熟林分别9.576 m3hm-2、4.452 m3hm-2，利用公式(1)和公式(2)就可以分别计算出每公顷彰武小钻杨人工林吸收CO2及释放O2的量，详见表2。

从表2中可以看出，幼龄林时年均固碳释氧能力很低，固碳量和释氧量分别为226.5 kghm-2和165.4 kghm-2，近熟林时年均固碳释氧最高，分别为6 025.0 kghm-2和4 398.6 kghm-2。

以24 a彰武小钻杨材积生长量计算，彰武小钻杨人工林可吸收CO279.7 thm-2，释放O258.1 thm-2。

表2　彰武小钻杨人工林固碳释氧量及效益分析

3结论

3.1彰武小钻杨在幼龄林阶段进入速生期，在2～10年时胸径生长快；树高生长1～16年较快，平均每年生长1.225 m；材积生长4年时开始进入速生期，速生期维持20年左右。

3.2幼龄林时年均固碳释氧能力很低，近熟林时年均固碳释氧最高。以24年彰武小钻杨材积生长量计算，彰武小钻杨人工林可吸收CO279.7 thm-2，释放O258.1 thm-2。

参考文献：

[1] 薛占武,张秀艳,宋华军.优良杨树品种提纯复壮与培育壮苗技术[J].吉林林业科技,2009,35(5):7-11

[2] 赵素华,尤国春,刘亚萍. 辽西风沙干旱区杨树速生丰产林品种对比试验[J].辽宁林业科技, 1997(3):14-15

[3] 魏清华. 彰武小钻杨不同栽植深度造林试验初报[J].辽宁林业科技, 1989(3):16-17

[4] 李玉航,刘淑玲,袁春良,等. 沙地杨树对比造林试验初报[J].内蒙古林业调查设计,2011,34(5):61-62

[5] 白雪峰.章古台沙地樟子松人工固沙林水分动态研究[D].沈阳:沈阳农业大学,2005

[6] 中国森林生态服务功能评估项目组.中国森林生态服务功能评估[M].北京:中国林业出版社, 2010:11

Growth Regulation and Carbon Fixation of Oxygen Release forPopulus×Xiaozhuanica

Bai Guohua1, Zhang Risheng2

(1.State-owned Sihecheng Forest Farm, Zhangwu County, Fuxin 123200,China;2. Liaoning Provincial Dune-Fixation and Afforestation Institute, Fuxin 123000,China)

AbstractGrowth rhythm and benefit of carbon fixation & oxygen release of Populus×Xiaozhuanica were studied by analyzing stem analysis. Result shows that the DBH of Populus×Xiaozhuanica is quick from two to ten years;fast-growing period of height growth for Populus×Xiaozhuanica is from young growth to 16-year-old, slow growth in the future;began to enter the fast-growing period while the volume growth is four years and the fast-growing period can maintain about 20 years;the annual capability of carbon fixation and oxygen releas per year is very low;the annual carbon sequestration and oxygen release of the near-mature forest for Populus×Xiaozhuanica per year is 6 025.0 kghm(-2) and 4 398.6 kghm(-2) respectively y to release oxygen sequestration.

Key wordsPopulus×Xiaozhuanica;growth;carbon fixation and oxygen release

中图分类号：S719.119

文献标识码：A

doi:10.13601/j.issn.1005-5215.2016.04.013

作者简介：白国华(1975-)，男，辽宁彰武人，大学，工程师，主要从事森林经营研究.

收稿日期：2016-01-11

文章编号：1005-5215(2016)04-0042-02