木兰围场主要森林植被碳储量及固碳价值研究

摘要

华北落叶松人工林、白桦次生林和白桦华北落叶松是河北省木兰围场主要的森林类型，对维持该地区森林生态系统稳定和生态安全具有重要的意义。本文以这3种主要森林类型为研究对象，对其植被层、枯落物层和土壤层的生物量和碳储量进行研究，并计算3种森林类型的固碳价值，旨在阐明该地区3种森林类型的总生物量、总碳储量及总固碳价值规律，对认识该地区森林的固碳能力具有重要意义，同时为森林的科学经营和合理调控提供依据。所得主要研究结论如下：　　(1) 3种森林类型单株生物量表现出华北落叶松人工林＞白桦华北落叶松次生林＞白桦次生林的趋势，其中华北落叶松人工林、白桦华北落叶松次生林和白桦次生林的单株生物量分别为163.31 kg、144.05 kg和108.35 kg。单株生物量中各器官分配率表现为干＞根＞枝＞叶，树干所占比例达到60%以上，华北落叶松人工林的树干生物量最高，为102.58 kg；白桦次生林的树干生物量最低，为69.31 kg。叶生物量所占单株生物量的比例均最小，仅仅有2%~3%。　　(2) 3种森林类型植被层生物量表现出白桦华北落松次生林＞华北落叶松人工林＞白桦次生林的趋势，其生物量依次分别为166.91 t/hm2、154.97 t/hm2和110.30 t/hm2。乔木层中白桦华北落叶松次生林生物量最高，为164.07 t/hm2；白桦次生林生物量最低，为104.13 t/hm2。灌草层中白桦次生林生物量最高，为6.17 t/hm2；白桦华北落叶松次生林最低，为2.84 t/hm2。3种森林类型枯落物层总生物量表现为华北落叶松人工林(50.99 t/hm2)＞白桦华北落松次生林(18.50 t/hm2)＞白桦次生林(14.63 t/hm2)。华北落叶松人工林的未分解层和半分解层的生物量都是最高的，分别为26.39 t/hm2和24.60 t/hm2。　　(3) 3种森林类型植被层有机碳储量表现为华北落叶松人工林(81.10 t)＞白桦华北落叶松次生林(66.22 t)＞白桦次生林(64.59 t)的趋势。其中在乔木层中华北落叶松人工林的碳储量最大，为79.75 t；白桦次生林的碳储量最小，为61.22 t。在灌草层中白桦次生林的碳储量最大，为3.37 t；白桦华北落叶松次生林的碳储量最小，为0.71 t。从植被层的含碳率来看，白桦次生林最高，为55.30%；白桦华北落叶松次生林最小，为36.54%。　　3种森林类型中华北落叶松人工林枯落物碳储量最高，为15.60 t；白桦次生林枯落物碳储量最低，为6.77 t。从枯落物层的平均含碳率来看，白桦次生林枯落物平均含碳率最高，达到48.37%；白桦华北落叶松次生林的最低，为25.29%。而就枯落物不同分解层的含碳率而言，3种森林类型的枯落物未分解层含碳率均高于半分解层。　　(4) 3种森林类型在0-60cm的土层中的有机碳含量均值表现为白桦华北落叶松次生林(31.18 g/kg)＞白桦次生林(29.29 g/kg)＞华北落叶松人工林(24.14 g/kg)。其中在土壤有机碳储量上，白桦华北落叶松次生林最高，为12.18 t；华北落叶松人工林最低，为10.9 t。土壤总有机碳密度表现为白桦华北落叶松次生林(20.30 kg/m2)＞白桦次生林(20.08 kg/m2)＞华北落叶松人工林(18.16 kg/m2)的趋势。3种森林类型的土壤有机碳含量、碳储量和碳密度在0-60cm土层中均表现出随着土层深度增加而降低的趋势，并且在40cm深度是土壤各有机碳指标变化的一个拐点。　　(5) 3种森林类型植被层平均固碳价值表现为华北落叶松人工林＞白桦华北落叶松次生林＞白桦次生林的趋势，其结果分别为 12.93万元/hm2、10.55万元/hm2和10.29万元/hm2。枯落物层固碳总价值表现出华北落叶松人工林(5.37万元/hm2)＞白桦华北落叶松次生林(2.80万元/hm2)＞白桦次生林(2.33万元/hm2)的趋势，其枯落物不同分解层的固碳平均价值也与其固碳总价值的变化趋势一致。在0-60cm土层中土壤固碳总价值表现为白桦华北落叶松次生林(1.90万元/hm2)＞白桦次生林(1.88万元/hm2)＞华北落叶松人工林(1.70万元/hm2)的趋势。白桦华北落叶松次生林的土壤平均固碳价值为高，为0.32万元/hm2；最低的是华北落叶松人工林，为0.28万元/hm2。　　(6) 在3种森林类型中华北落叶松人工林固碳总价值最大，为34.98万元/hm2；白桦次生林最小，为26.44万元/hm2。

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