辽河源主要森林类型有机碳储量及影响因子的研究

【摘要】：本文以辽河源地区的四种主要森林类型(华北落叶松、山杨、白桦、油松)为研究对象,对林分乔木层、灌木层、草本层、枯落物层和土壤层的有机碳储量及固碳价值进行了研究,并分析了土壤理化性质和气象因子对森林生态系统有机碳储量的影响。旨在了解辽河源地区主要森林生态系统的有机碳储量及影响因子,为该地区森林生态系统碳循环的研究提供了科学依据,为今后相关方面的科学调查研究提供了理论指导。研究结果如下: (1)在辽河源地区四种主要森林类型中,华北落叶松林分有机碳储量最高,达352.66 t·hm~(-2);其次为白桦和山杨,分别为298.00 t·hm~(-2)和269.84 t·hm~(-2);油松最低,为220.66 t·hm~(-2)。其中,土壤层有机碳储量占生态系统总有机碳储量的百分比最高,达53.52%;余下的依次为乔木层、枯落物层、灌木层和草本层,所占百分比依次为36.73%、8.24%、1.34%和0.29%。 (2)在乔木层中,华北落叶松林分的有机碳储量最高,达113.63 t·hm~(-2);其次是山杨和白桦,分别为112.62 t·hm~(-2)和108.64 t·hm~(-2);油松最低,为80.50 t·hm~(-2)。在灌木层中,白桦林分中的灌木层有机碳储量最高,达6.13 t·hm~(-2);其次为油松和华北落叶松,分别为3.72 t·hm~(-2)和2.55 t·hm~(-2),山杨最低,为2.31 t·hm~(-2)。在草本层中,白桦林分中的草本有机碳储量最高,达0.83 t·hm~(-2);其次为华北落叶松和油松,分别为0.48 t·hm~(-2)和0.42 t·hm~(-2),山杨最低,为0.39 t·hm~(-2)。在枯落物层中,华北落叶松林分内枯落物有机碳储量最高,达36.76 t·hm~(-2);其次为山杨和油松,分别为25.04 t·hm~(-2)和19.86 t·hm~(-2);白桦最低,为12.68 t·hm~(-2)。在土壤层中,华北落叶松林分内土壤有机碳储量最高,达199.24 t·hm~(-2);其次为白桦和山杨,分别为169.72 t·hm~(-2)和129.48 t·hm~(-2);油松最低,为116.16 t·hm~(-2)。 (3)运用造林成本法和碳税法分别计算各林分有机碳储量价值。其中,采用造林成本法计算得出华北落叶松、山杨、油松和白桦林分有机碳储量价值分别为9.52万元/ hm~(-2)、7.32万元/ hm~(-2)、7.93万元/ hm~(-2)和6.03万元/ hm~(-2);采用瑞典碳税法计算得出的有机碳储量价值分别为36.13万元/ hm~(-2)、27.65万元/ hm~(-2)、30.53万元/ hm~(-2)和22.61万元/ hm~(-2)。 (4)结合各林分土壤的物理性质,对森林植被层的有机碳储量进行回归分析,得出土壤总孔隙度、田间持水量和饱和含水量三个物理因子影响最大。其中,对乔木层有机碳储量影响最大的土壤物理因子为饱和含水量,对灌木层影响最大的为毛管孔隙度,对草本层影响最大的为毛管孔隙度,对枯落物层影响最大的为容重。在土壤化学性质中,土壤全钾、速效磷和有机质含量三个化学因子影响最大。其中,对乔木层有机碳储量影响最大的土壤化学因子为全钾含量,对灌木层影响最大的为速效磷含量,对草本层影响最大的为全氮含量,对枯落物层影响最大的为速效磷含量。 (5)结合近30年的气象资料,对主要树种乔木层的有机碳储量进行回归分析,得出对华北落叶松有机碳储量影响最大的气象因子为年平均地表温度,对山杨有机碳储量影响最大的气象因子为年蒸发量,对白桦有机碳储量影响最大的气象因子为年蒸发量,对油松有机碳储量影响最大的气象因子为年降水量。