封山育林对几种林分生物量与碳储量的影响

摘要

长江流域是我国生态保护的重点地区。在“云贵鄂渝水土保持世行贷款/欧盟赠款项目”（CPRWRP）执行过程中，封山育林是该区域生态修复的重要技术措施，因此准确评估封山育林技术措施对区域森林碳汇效益所产生影响尤为重要。对林分生物量与碳储量效益估测，不仅能够系统地反映出不同植被类型生态系统的功能，而且是评价封山育林生态修复措施效益的重要手段。
　　 本课题在项目实施区范围内，以湖北省麻城市、重庆市万州区和永川区、贵州省毕节市、云南省姚安县和永善县6个具有代表性的县（市）作为研究区进行实地调研。从实施措施5年的封山育林小流域内，选择有代表性林分设置标准地与对照标准地，进行实地调查。研究的森林类型分别为麻城湿地松林、万州和永川的马尾松林、毕节和永善的柳杉林以及姚安的云南松林。森林群落类型主要是针叶林和针阔混交林。依据标准地实测数据，分别对主要树种生物量建立生长模型，计算林分乔灌木、草本、凋落物及土壤中封山育林措施实施与否条件下各类型林分的生物量及碳储量，分析封山育林对不同树种不同林分碳汇效益产生的影响。在对封山育林技术措施所产生的生态环境效益评价的基础上，为当地生态修复与重建，区域生态安全提出意见与建议。通过实地研究，取得如下研究结果:
　　 在林分总生物量中，乔灌层占整个林分的50％以上，而乔灌木根系占10％～20％左右，凋落物一般在6％以下，灌木层和草本层的比例随着林分的发展上下浮动。在群落生长初期，灌木层与草本层迅速增长，随着林分的郁闭度逐渐增大，灌木层和草本层比例则逐渐减小。
　　 在林分总碳储量中，植被层占总量的30％左右，凋落物占总量的1％左右，而土壤占总量的70％左右，说明土壤是一个巨大的碳库。
　　 将封山育林林分与对照林分进行对比分析，我们发现封山育林措施对林分的群落特征有着显著的影响:
　　 在主林层中，封山育林促进了林分乔灌木的平均胸径、树高、郁闭度和单位面积株数的增长。封山育林所产生效益的大小不仅与建群树种所形成的林分有关，与林木生长阶段有关，还与林分受人为干扰强度有关。
　　 在草本层中，草本层生物量由林分的郁闭度、主林层林木所处生长发育阶段及草本层植物种组成等因素决定。封山育林导致林分郁闭度增长，而郁闭度的增长却抑制了灌木与草本植物的生长。
　　 在凋落物中，封山育林促进林分凋落物现存量的积累。而林分凋落物现存量的逐年增加，又有效地转化为有机碳储存于土壤表层中。研究表明，林分的年龄、密度、物种组成及干扰程度是影响其凋落物现存量的主要因素。
　　 在土壤层中，凋落物转化为土壤腐殖质量逐年随之增加，使林分土壤结构与土壤肥力得到改善，呈现出森林土壤的特征:土壤有机质含量高，疏松多孔，水稳性团粒结构增多，土壤湿润。
　　 不同类型林分的碳储量在封山育林措施实施后出现了明显的变化，增长量将近2倍左右，其中土壤的含碳量对林分碳储量的影响最大。在林分幼期生长阶段，封山育林措施能够促进林分各层次碳储量的积累，其中植被层对碳沉积的效率大于土壤层;随着林木年龄增长与主林层郁闭度增大，随着森林凋落物不断积累，其植被层与土壤层的碳积累能力均逐渐增强，但土壤层的碳积累能力超过植被层。
　　 通过封禁技术措施的实施，阻止人为干扰，特别是禁止了滥砍乱伐现象，促进了森林自然演替的进程与生态效益相应提高。

目录

声明

摘要

1 引言

1．1 研究背景

1．2 研究目的和意义

2 森林生物量与碳储量研究综述

2．1 国内外研究进展

2．1．1 森林生物量研究进展

2．1．2 森林碳储量研究进展

2．2 森林生物量与碳储量研究方法

2．2．1 森林生物量研究方法

2．2．2 森林碳储量研究方法

3 研究区域概况

4 材料与方法

4．1 资料的收集

4．2 标准地设置与调查内容

4．2．1 标准地设置

4．2．2 标准地作业

4．2．3 样品的实验室测定

4．2．4 数据的处理方法

4．3 技术路线

5 结果与分析

5．1 封山育林林分与对照林分基本概况

5．2 封山育林对森林植物生长的影响

5．2．1 封山育林对林木生长状况的影响

5．2．2 封山育林对林木胸径与树高分布特征的影响

5．3 封山育林对林分生物量的影响

5．3．1 各林层主要树种生物量方程的建立

5．3．2 封山育林对林分乔灌木生物量的影响

5．3．3 封山育林对林分草本层生物量的影响

5．3．4 封山育林对林分凋落物现存量的影响

5．3．5 封山育林对林分总生物量的影响

5．4 封山育林对森林系统碳储量的影响

5．4．1 封山育林对林分碳储量的影响

5．4．2 封山育林对土壤碳储量的影响

5．4．3 封山育林对森林系统总碳储量的影响

6 结论与讨论

参考文献

致谢