基于林分生长模型的天山云杉碳汇潜力估测

摘要

为掌握研究区天山云杉(Picea schrenkiana)林分碳储量现状,估算其碳汇潜力,了解其碳汇动态变化过程,分别基于Gompertz、Logistic、Mitscherlich和Schumacher等4个常用生长曲线方程,采用林龄、平均树高、平均胸径和林分密度等指标构建林分蓄积量生长模型,选取最优模型,通过林分生物量-林分蓄积量回归模型和含碳系数建立林分碳储量生长模型,计算不同林分条件下天山云杉生长到180 a的碳密度年均增长量,预测研究区当前、30 a后和60 a后的林分碳储量及碳汇潜力。结果表明,对比不同生长曲线方程后选择Schumacher方程构建林分蓄积生长模型并转化为林分碳储量生长模型,模型精度89.082%,估计值的标准差13.006、总系统误差-0.293、平均系统误差-5.943、决定系数0.895。基于林分碳储量生长模型计算出天山云杉在相同林分密度条件下,随着林分立地条件的变化,林分碳密度0~180 a年平均增长量为0.020~0.641 t/(hm^(2)·a),研究区全域林分碳密度平均增长量为0.299 t/(hm^(2)·a),年平均增长量拐点位于30 a处。天山云杉林分碳汇潜力为1.245×10^(4) t碳;当前、未来30 a和未来60 a林分碳储量分别为3.439×10^(6) t碳、3.447×10^(6) t碳、3.450×10^(6) t碳,未来30 a、未来31~60 a的增长量分别为8×10^(3) t碳、3×10^(3) t碳,涨幅分别为0.233%和0.087%。本研究构建的林分碳储量生长模型具有较高的精度和稳定性,可用于研究区天山云杉林分碳汇潜力的估测;研究区天山云杉成熟林、过熟林占比较高,林分碳汇潜力低,需进行林龄结构优化,以促进天山云杉林的可持续发展。