海南桉树人工林生态系统生物量和碳储量时空格局

【摘要】：随着我国人工林生物量和碳储量不断增加，在全球碳循环中发挥越来越重要的作用。桉树（Eucalypt）是我国华南地点主要人工林树种，我国已成为世界上桉树种植面积第三大国家。因此，开展桉树人工林生物量和碳储量研究可以了解我国桉树人工林在应对全球气候变化中起到的积极作用。已有的关于我国桉树人工林生物量和碳储量的研究往往局限于单一地理区域，缺乏跨区域的联合和对比研究。从生态系统水平对海南桉树人工林生物量、碳储量及其分布格局的研究未见报道。 本文以海南北部湿润区、中部山地区、东南部高湿润区、西部半湿润半干旱区桉树人工林为试验对象，采用“年代序列”的方法，从生态系统层面对连续年龄序列桉树人工林生态系统生物量、碳储量及其分布格局进行研究，为开展人工林生物量、碳储量核算提供理论指导，同时为促进森林固碳提供基础资料。主要研究结果如下： （1）采用胸径、树高作为独立自变量，模型拟合精度及显著度因组分而不同。胸径与树高联合作为自变量出现了过度拟合现象。但从测量精确性及难易程度来看，多数情况下，胸径测量精度相对较高，而树高受郁闭度、地形的影响较大，在很大程度上降低其精度。因此选用以胸径为自变量的异速生长模型来估算桉树人工林乔木层生物量。 （2）四个地点桉树生物量随林龄而增大。琼中1～6年生桉树生物量分别为2.32～114.18t·hm~(-2)，临高为3.12～93.73t·hm~(-2)，儋州为1.40～86.98t·hm~(-2)，万琼为5.00～87.44t·hm~(-2)。琼中、临高、儋州和万琼各林龄桉树平均生物量分别为57.68、51.81、37.71t·hm~(-2)和49.21t·hm~(-2)。桉树林地上部生物量大于地下部，树干生物量占地上部生物量的比例最大。 （3）林下植被生物量随林龄增大而上升。琼中1～6年生桉树林下植被生物量为1.57～7.48t·hm~(-2)，临高为0.27～7.28t·hm~(-2)，儋州为1.01～6.50t·hm~(-2)，万琼为0.45～4.23t·hm~(-2)。四个地点1～6年生桉树林下草本层生物量大于灌木层，随林龄增大，草本层生物量所占比例逐渐下降，而灌木层逐渐上升。 （4）四个地点1～6年生桉树凋落物现存量随林龄增大呈先升高后下降变化，1年生最小，峰值出现在4或5年生。琼中1～6年生桉树凋落物现存量范围为0.97～8.47t·hm~(-2)，临高为1.13～6.73t·hm~(-2)，儋州为1.31～17.08t·hm~(-2)，万琼0.64～16.47t·hm~(-2)。随林龄增大，未分解凋落物现存量呈降低趋势，半全分解凋落物现存量呈增加趋势。 （5）四个地点0～100cm土层土壤碳储量随林龄增大而增加。琼中1～6年生桉树林0-100cm土层碳储量范围为67.55～233.51t·hm~(-2)，临高为63.58～148.41t·hm~(-2)，儋州为39.75～76.39t·hm~(-2)，万琼为36.91～62.45t·hm~(-2)。土壤碳储量随土层深度增加而降低，琼中从0~(-2)0土层的63.50t·hm~(-2)降到80-100cm土壤的8.96t·hm~(-2)，临高的由34.98t·hm~(-2)减小到9.38t·hm~(-2)，儋州的由17.48t·hm~(-2)减少到7.73t·hm~(-2)，万琼的由13.94t·hm~(-2)下降到6.66t·hm~(-2)。 （6）四个地点桉树人工林生态系统碳储量范围为40.77～294.18t·hm~(-2)。琼中1～6年生桉树人工林生态系统碳储量为69.84～294.18t·hm~(-2)，临高为65.77～200.77t·hm~(-2)，儋州为41.48～128.16t·hm~(-2)，万琼为40.77～113.28t·hm~(-2)。桉树人工林生态系统碳储量集中在土壤层和乔木层。随林龄增加，土壤层碳储量所占的比例下降，植被层的比例上升。 （7）随林龄增大，桉树人工林生态系统碳储量积累速率逐渐减小。四个地点乔木层年净固碳量大小依次是琼中，临高，万琼和儋州。四个地点桉树人工林碳素年净固定量相当，介于10.34～11.80t·hm~(-2)·yr-1之间。琼中、临高、儋州、万琼等4个地点桉树人工林年吸收CO2分别为38.28、38.68、37.96和43.27t·hm~(-2)。