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三峡库区森林生态系统有机碳储量研究

邢乐杰  
【摘要】: 随着人类经济的快速发展,环境问题日益突出,尤其是大量使用化石燃料而引发的“温室效应”已成为当今世界面临的最为严峻的全球性环境问题。森林作为陆地生态系统的主体,对维持生态平衡、保护生态安全、防止生态危机起着决定性的作用。三峡库区位于长江流域的咽喉,属生态敏感区,因此,准确预测三峡库区森林生态系统碳储量对研究区域碳循环及碳汇问题意义重大。本文通过研究森林系统三个层次的有机碳储量及碳密度,估算了库区整个森林系统的有机碳储量及碳密度,并以库区分布最广、最具代表性的马尾松林为例,对影响系统有机碳密度的因素进行了研究,主要获得了以下结论: (1)三峡库区森林生态系统共分为11个植被类型,各植被类型植被层生物量密度大小次序依次是:常绿阔叶林针阔混交林落叶阔叶林马尾松林针叶混交林杉木林经济林竹林温性松柏木林灌木林;各植被类型的生产力大小次序依次是:竹林常绿阔叶林杉木林马尾松林针叶混交林落叶阔叶林温性松林针阔混交林经济林灌木林柏木林。 (2)三峡库区不同植物不同器官含碳率测定结果表明,植物含碳率平均为0.4903,不同树种不同器官的含碳率之间无显著差异。库区森林生态系统植被层总碳储量为58.54×10~6t,各植被类型植被层碳储量分别为:马尾松林21.88×10~6t;柏木林2.11×10~6t;杉木林1.54×10~6t;温性松林0.91×10~6t;针叶混交林5.83×10~6t;针阔混交林6.00×10~6t;常绿阔叶林2.71×10~6t;落叶阔叶林7.72×10~6t;灌木林7.05×10~6t;经济林2.18×10~6t;竹林0.60×10~6t。 (3)三峡库区11种森林植被类型下凋落物生物量密度大小顺序为:杉木林温性松林落叶阔叶林常绿阔叶林马尾松林针叶混交林竹林针阔混交林柏木林灌木林经济林。库区森林生态系统中凋落物现存总量为1755.04×10~4t。各林分凋落物枯落物含碳率平均值为0.3638,含碳率高低次序依次为:马尾松林杉木林竹林温性松林针叶混交林针阔混交林柏木林落叶阔叶林常绿阔叶林灌木林经济林,凋落物含碳率的高低对其有机碳存量有重要影响。三峡库区森林生态系统凋落物有机碳总储量为667.28×10~4t,各森林植被类型凋落物有机碳库存量分别为:马尾松林265.59×10~4t、灌木林105.84×10~4t、落叶阔叶林88.23×10~4t、针叶混交林64.00×10~4t、针阔混交林47.36×10~4t、杉木林24.92×10~4t、常绿阔叶林20.10×10~4t、温性松林19.60×10~4t、柏木林18.50×10~4t、竹林8.40×10~4t、经济林4.76×10~4t。各植被类型凋落物平均碳密度是2.64t/hm~2,各凋落物有机碳密度大小顺序是:杉木林(4.48t/hm~2)温性松林(4.02t/hm~2)马尾松林(3.53 t/hm~2)针叶混交林(3.02 t/hm~2)落叶阔叶林(2.99 t/hm~2)常绿阔叶林(2.94t/hm~2)竹林(2.55 t/hm~2)针阔混交林(2.28 t/hm~2)柏木林(1.51 t/hm~2)灌木林(1.30 t/hm~2)经济林(0.42t/hm~2)。 (4)三峡库区土壤A层有机碳含量平均值为22.11g/kg,B层为12.57g/kg,土壤A、B层间有机碳含量差异显著。库区植被类型土壤A层有机碳密度平均值为56.3t/hm~2,各植被类型的土壤A层有机碳密度大小顺序为:柏木林灌木林落叶阔叶林温性松林杉木林针叶混交林针阔混交林常绿阔叶林马尾松林竹林经济林。库区森林土壤B层碳密度平均值为34.7t/hm~2,各植被类型B层有机碳密度大小顺序为:柏木林杉木林温性松林落叶阔叶林灌木林经济林竹林针叶混交林针阔混交林马尾松林常绿阔叶林;库区土壤有机碳储量总量为2.21×10~8t,其中A层土壤碳储量为1.48×10~8t,B层土壤碳储量0.73×10~8t。 (5)三峡库区森林生态系统总有机碳储量为285.97×10~6t,系统平均碳密度为117.31 t/hm~2,各森林植被类型系统碳密度大小排序及密度值为:柏木林(144.08t/hm~2)杉木林(139.02 t/hm~2)落叶阔叶林(125.89 t/hm~2)温性松林(125.33 t/hm~2)竹林(117.85 t/hm~2)针叶混交林(113.28 t/hm~2)经济林(112.54 t/hm~2)常绿阔叶林(110.25 t/hm~2)马尾松林(107.08 t/hm~2)针阔混交林(102.23 t/hm~2)灌木林(92.87 t/hm~2),系统有机碳库储量中,系统内各层次所占比例差异较大。植被层有机碳储量所占比例范围在9.33%-36.02%之间,土壤层在61.32%-89.27%之间,凋落物层在0.37%-3.30%之间。 (6)对库区马尾松植被类型样地分析发现:系统有机碳密度与土壤养分高低整体上呈一致性;海拔升高与系统碳密度的增加表现为一致性;东西样地有机碳密度差异较小,南北样地有机碳密度差异较大,对不同坡度的样地有机碳密度进行相关分析发现,坡度与系统有机碳密度呈相反趋势。


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