不同间伐强度对杉木人工林碳储量及其分配的影响

间伐改变了林分环境,影响林木生长及碳储量,准确评估不同间伐强度对杉木人工林生物量及碳储量的影响对碳汇林业的发展具有重要意义。2013年,以中国林业科学研究院热带林业实验中心1992年造林并于2005年实施3种不同间伐强度(74%:H、50%:M和34%:L)的杉木人工林为研究对象,样地内每木检尺,实测样木生物量,并结合杉木群落各组分含碳率的实测值,对杉木人工林的生物量和碳储量进行估算,结果表明:H(74%)显著增加了林木的胸径(P0.01),分别比M(50%)、L(34%)和CK(0%)增加了13.65%、20.74%和18.37%。3种间伐强度之间树高差异均不显著,而CK的树高均大于3种间伐强度的树高,分别比H、M和L增加了6.64%、15.73%和16.70%。与对照相比,H显著增加了林木的单株生物量(P0.01)。对照林地乔木层的碳储量均显著高于其他3种间伐强度的乔木层碳储量(P0.05),而乔木层各器官碳储量大小顺序为:树干树枝树根树皮树叶;3种间伐强度和对照处理杉木人工林之间的生态系统碳储量差异性不显著(P0.05),其中乔木层和土壤层为主要碳库,两者所占总的碳储量超过生态系统总的碳储量的97.62%。     

上海外环林带女贞人工林生态系统碳储量

提高林分碳储量估测精度,对于研究区域尺度上森林固碳功能具有重要的意义。本文以上海外环林带女贞(Ligustrum lucidum)人工林为研究对象,构建了女贞立木及各器官(根、干、皮、枝、叶)生物量方程,并对9年生女贞人工林乔木层、地表枯落物层和土壤层(0~100 cm)碳储量进行了估测。结果表明,女贞立木及各器官生物量方程拟合效果较好(R20.9,P0.01)。女贞人工林生态系统总碳储量为169.89 t·hm-2,其中林分乔木层碳储量为10.48 t·hm-2,地表枯落物层碳储量为1.54 t·hm-2,林分土壤(0~100 cm)碳储量所占比例最大,为157.7 t·hm-2。在女贞人工林乔木层生物量中,树干占林木生物量的比例最大(40%),其次分别为枝(20%)、根(15%)、叶(11%)和皮(4%)。     

干扰树间伐对杉木人工林林分生长和林分结构的影响

在浙江临安选择26年生杉木人工林进行干扰树间伐,以不间伐为对照,间伐3 a后,研究干扰树间伐对林分生长和林分结构的影响.结果表明:间伐3 a后,间伐林分单木平均胸径和单株平均材积生长量均显著高于对照,分别是对照林分的1.30和1.25倍;目标树的胸径和单株材积生长量均显著高于间伐林分一般树以及对照林分目标树和一般树,表明不同保留木对间伐的响应不一致.间伐后目标树的平均最近距离显著增加,生长空间较一般树明显扩大,目标树竞争压力释放显著,仅为间伐前的68.2%.间伐林分的林木株数仅为对照林分的81.5%,但蓄积生长量两者无显著差异.间伐3 a后,间伐林分14 cm径阶及以上林木株数提高了18.0%,显著高于对照林分的12.0%,表明干扰树间伐有利于较大径阶林木的生产.林木总体分布格局趋向于随机分布,符合林木分布格局随生长变化的一般性规律.干扰树间伐促进了杉木人工林的林分生长,优化了林分结构,有利于目标树的持续快速生长和较大径级林木的生产.     

间伐对马尾松人工林土壤活性有机碳的影响

以南京市溧水区林场间伐9年后的29年生马尾松人工林为研究对象,探讨了不同间伐强度(对照:0%;弱度间伐:25%;中度间伐:45%;强度间伐:65%)对土壤3种活性有机碳含量及其在总有机碳中比例的影响。结果表明:与对照样地相比,中度间伐显著提高了土壤总有机碳含量,强度间伐显著降低了土壤总有机碳含量;土壤颗粒有机碳与易氧化有机碳含量对间伐的响应与总有机碳规律一致,土壤轻组有机碳含量在3种间伐强度下显著降低,表现为强度间伐弱度间伐中度间伐对照;土壤颗粒有机碳、轻组有机碳及易氧化有机碳在总有机碳中的比例分别为30.83%~64.59%、10.40%~26.92%、3.61%~4.62%。3种间伐强度显著降低了土壤轻组有机碳在总有机碳中的比例,对土壤易氧化有机碳在总有机碳中的比例无显著影响,中度间伐显著降低了土壤颗粒有机碳在总有机碳中的比例。中度间伐利于土壤总有机碳的积累,且土壤有机碳稳定性高。     

不同间伐强度下麻栎人工林碳密度及其空间分布

选择江淮山地丘陵区分布较广的麻栎人工林进行间伐试验,通过样地调查,分析不同间伐处理5年后麻栎林分的碳密度及其空间分布特征.结果表明:与对照(CK)相比,间伐15％ (T15)、间伐30％(T30)和间伐50％(T50)处理的树木碳密度分别增加9.1％、29.6％和28.4％,不同间伐处理树木碳密度在各器官的分配特征均为树干＞根系＞树枝＞树皮＞树叶.随着间伐强度的增加,林地凋落物碳密度逐渐降低,土壤(0 ～50 cm)碳密度略有增加,但凋落物和土壤碳密度在间伐与未间伐处理之间均未达到显著差异.林分总碳密度大小为T30 ＞T50 ＞T15＞CK,总碳密度分别比CK增加16.3、14.5和3.6 t C·hm-2,但间伐与未间伐处理之间没有显著差异.T15、T30和T50间伐处理的土壤呼吸均高于CK,仅T30处理与CK之间差异显著.在江淮山地丘陵区,间伐有利于麻栎人工林碳密度的增加,其中以间伐30％最适宜林分碳储量的累积.     

不同氮素添加频率模拟氮沉降对桤木人工林生态系统碳储量的影响

为探究不同频率氮素添加模拟大气氮沉降对桤木人工林生态系统碳储量的影响, 采用野外固定样地观测的方法, 研究1年12次氮素添加(高频率)和1年2次氮素添加(低频率), 对桤木人工林生态系统乔木层、林下植被层、凋落物层、土壤层生物量及碳储量的影响。经过3年不同氮沉降模拟实验, 结果表明: (1) 高频与低频施氮均能增加桤木叶、枝、皮、根、总生物量及碳储量, 其中高频施氮显著增加根生物量及碳储量, 较对照增加了22.98%、24.05%; 而低频施氮显著增加叶、干生物量及枝、叶碳储量。(2) 低频与高频施氮均显著降低了桤木林下植被生物量及碳储量, 较对照分别降低67.95%、83.97%和79.73%、70.27%, 对碳含量影响不显著。(3)高频与低频施氮均显著增加L层(0—20 cm)凋落物生物量及L层和F层(20—40 cm)凋落物碳储量, 且高频施氮>低频施氮; 低频施氮显著降低20—40 cm土壤碳储量, 较对照降低20.83%, 高频施氮则对土壤碳含量和土壤碳储量无显著影响。高频施氮显著增加桤木林人工生态系统中凋落物层碳储量, 显著降低林下植被层碳储量, 生态系统总碳储量增加; 低频施氮显著降低乔木层、林下植被层和凋落物层碳储量, 导致桤木林生态系统碳储量降低, 但两种处理影响均不显著。     

阔叶和杉木人工林对土壤碳氮库的影响比较

通过比较我国亚热带地区19年生阔叶人工林和杉木人工林土壤碳氮储量,探讨树种对土壤碳氮库的影响.结果表明：阔叶人工林0～40 cm土层碳储量平均为99.41 Mg·hm^-2,比杉木人工林增加33.1%;土壤氮储量为6.18 Mg·hm^-2,比杉木人工林增加22.6%.阔叶人工林林地枯枝落叶层现存量、碳和氮储量分别是杉木人工林的1.60、1.49和1.52倍,两个树种的枯落叶生物量、碳和氮储量均有显著差异.枯枝落叶层碳氮比值与土壤碳、氮储量之间呈显著负相关.阔叶人工林细根生物量(0～80 cm)是杉木林的1.28倍,其中0～10 cm土壤层细根生物量占48.2%;阔叶人工林细根碳、氮储量均高于杉木人工林.在0～10 cm土层,细根碳储量与土壤碳储量具有显著正相关关系.阔叶树种比杉木的土壤有机碳储存能力更大.     

间伐强度对辽东落叶松人工林土壤理化性质的影响

以辽东山区日本落叶松(Larix kaempferi)人工林为研究对象,采集不同间伐强度(对照、20%、30%和40%)落叶松林的0~10 cm(表层)和10~20 cm(下层)土壤,研究不同间伐强度处理5年后落叶松林土壤理化性质的变化特征。结果表明,间伐5年后,各间伐强度落叶松林土壤容重、总孔隙度、毛管孔隙度、全碳、全氮、C∶N、N∶P以及NO3--N含量与对照之间差异性均不显著,但高强度间伐(40%强度)处理的落叶松林表层土壤田间持水量、全碳、全氮、N∶P及活性碳含量显著高于中度和强度间伐处理,且高强度间伐处理更有利于大径材培育。因此,对于辽东山区日本落叶松人工林经营管理,其间伐强度为40%时更合理。     

不同林龄杨树人工林碳储量研究

基于盐城市东台林场杨树人工林的生物量调查和土壤碳测定, 探讨了不同发育阶段杨树人工林碳储量的时空变化规律。结果表明, 随林龄的增加, 杨树人工林生态系统碳储量增加, 群落总碳储量的空间分布序列是: 土壤层(130.87 t⋅hm− 2)>乔木层(56.32 t⋅hm− 2)>枯落物层(1.2 t⋅hm− 2)>林下植被层(0.37 t⋅hm− 2); 乔木层碳储量和林木各器官碳储量均随林龄的增加而总体呈上升趋势; 林下植被层和枯枝落叶层碳储量呈先上升后下降的趋势; 土壤层碳储量先增加后下降, 但其占杨树人工林总碳储量的比例逐渐降低。研究认为杨树人工林固碳潜力巨大, 且不同发育阶段的杨树人工林碳储量差异主要是由乔木层碳储量差异引起的。     

西藏森林乔木层植被碳储量与碳密度估算

利用第八次森林资源连续清查数据和不同树种的树干密度、含碳率等参数,运用生物量清单法,估算了西藏自治区森林乔木层植被碳储量和碳密度。结果表明:西藏森林生态系统乔木层植被总碳储量为1.067×109 t,平均碳密度为72.49 t·hm-2。不同林分乔木层碳储量依次为:乔木林散生木疏林四旁树。不同林种乔木层碳储量大小依次为:防护林特殊用途林用材林薪炭林,其中前两者所占比例为88.5%;不同林种乔木层平均碳密度为88.09 t·hm-2。不同林组乔木层碳储量与其分布面积排序一致,依次为:成熟林过熟林近熟林中龄林幼龄林。其中,成熟林乔木层碳储量占不同林组乔木层总碳储量的50%,并且不同林组乔木层碳储量随着林龄的增加呈先上升后下降的趋势。     

间伐对不同肥力日本落叶松人工林土壤酶活性的影响

间伐是人工林培育的重要措施之一,其在促进林分地上生长的同时,也对土壤产生重要影响,尤其是对土壤微生物与土壤酶活性等产生影响。为了明确间伐对日本落叶松人工林土壤酶活性的影响规律,本文以辽宁东部山区不同土壤肥力日本落叶松(Larix kaempferi)人工林为研究对象,通过设置不同强度的间伐试验(对照:未间伐,中度间伐:25%,强度间伐:50%),分析间伐2年后土壤酶活性的动态变化。结果表明:(1)不同肥力日本落叶松人工林的酚氧化酶活性在秋季最高,外切葡萄糖苷酶(PNC)、β-葡萄糖苷酶(PNG)、N-乙酰-β-氨基葡萄糖苷酶(NAG)和酸性磷酸酶活性在春季最高;(2)中度间伐显著提高肥力较差日本落叶松人工林表层酚氧化酶和NAG活性,中度和强度间伐显著降低该林分的亚表层PNG、NAG和酸性磷酸酶活性;(3)日本落叶松人工林土壤5种酶与全碳、全氮和无机氮均呈显著正相关,与p H值呈显著负相关。中度间伐显著降低了肥力较差日本落叶松人工林土壤酶与无机氮的相关性,而强度间伐却显著降低了土壤酶与全碳、有效磷的相关性;强度间伐只显著提高了肥力较好日本落叶松人工林土壤酶与全磷的相关性。综上,从提高土壤酶活性的角度,土壤肥力较差的日本落叶松人工林适合中度间伐,而土壤肥力较好的日本落叶松人工林更适合强度间伐。     

采伐剩余物管理措施对二代杉木人工林土壤全碳、全氮含量的长期效应

根据福建省南平市峡阳国有林场二代杉木(Cunninghamia lanceolata(Lamb.) Hook)人工林5种采伐剩余物管理措施(收获采伐剩余物和地被层、全树收获、仅收获树干和树皮以及加倍采伐剩余物、炼山)下0-40 cm深度土壤全碳、全氮含量15a的监测数据,研究了采伐剩余物管理措施对杉木林土壤碳氮含量的影响.结果显示,加倍采伐剩余物处理样地5次取样年份(造林第3年、第6年、第9年、第12年和第15年)0-10 cm土层土壤全碳、全氮含量均高于其他处理样地,但单因素方差分析显示,采伐剩余物管理措施在5次取样年份对0-10 cm、10-20 cm和20-40 cm土层全碳、全氮含量均没有显著影响(P＞0.05).重复测量方差分析显示,杉木造林15a期间土壤全碳、全氮含量随年份显著变化(P＜0.01),但处理措施以及处理措施与取样年份的交互作用对3个土层土壤全碳、全氮含量影响不显著(P＞0.05).杉木林15年生时,不同处理样地3个土层碳储量差异不显著(P＞0.05),0-40 cm土层平均值为88.71 Mg/hm2.表明采伐剩余物管理措施对亚热带杉木人工林土壤全碳、全氮含量的长期效应并不显著.     

西藏森林植被乔木层碳储量与碳密度估算

利用第八次森林资源连续清查数据和不同树种的树干密度、含碳率等参数,运用生物量清单法,估算了西藏自治区森林乔木层植被碳储量和碳密度.结果表明: 西藏森林生态系统乔木层植被总碳储量为1.067×10⁹ t,平均碳密度为72.49 t·hm^-2.不同林分乔木层碳储量依次为:乔木林>散生木>疏林>四旁树.不同林种乔木层碳储量大小依次为:防护林>特殊用途林>用材林>薪炭林,其中前两者所占比例为88.5%;不同林种乔木层平均碳密度为88.09 t·hm^-2.不同林组乔木层碳储量与其分布面积排序一致,依次为:成熟林>过熟林>近熟林>中龄林>幼龄林.其中,成熟林乔木层碳储量占不同林组乔木层总碳储量的50%,并且不同林组乔木层碳储量随着林龄的增加呈先上升后下降的趋势.     

不同林龄格木人工林碳储量及其分配特征

在生物量调查的基础上,对广西7、29和32 a格木人工林生态系统碳储量及其分配特征进行了研究.结果表明: 格木各器官碳含量在509.0～572.4 g·kg^-1,大小顺序为:树干>树枝>树根>树皮>树叶;不同林龄间格木人工林的灌木层、草本层和凋落物层碳含量无显著差异;土壤层(0～100 cm)碳含量随土层深度的增加而降低,随林龄的增加而增大.7、29和32 a格木人工林乔木层碳储量分别为21.8、100.0和121.6 t·hm^-2,各器官碳储量大小顺序与碳含量一致;生态系统碳储量分别为132.6、220.2和242.6 t·hm^-2,乔木层和土壤层为主要碳库,占生态系统碳储量的97%以上.乔木层碳储量分配随着林龄的增加而增大,土壤碳储量分配则减小,而林龄对灌木层、草本层和凋落物层碳储量分配的影响无明显规律.     

间伐对川西亚高山粗枝云杉人工林细根生物量及碳储量的影响

以川西亚高山50年生粗枝云杉(Picea asperata)人工林为研究对象, 探讨了间伐对粗枝云杉人工林1-5级细根生物量及碳储量的影响。结果表明: 粗枝云杉人工林细根生物量和碳储量随根序等级的增加而显著增加(p < 0.05), 5级根序中1级根生物量及碳储量最小, 5级根生物量及碳储量最大。与对照(间伐0%)相比, 间伐对粗枝云杉人工林林分细根生物量及碳储量有显著影响(p < 0.05); 而对单株细根生物量影响不一, 间伐10%和20%与对照没有显著性差异(p > 0.05)。间伐显著影响生物量在各根序中的分配, 随着间伐强度的增加, 1、2级细根中生物量分配比例增加, 1级细根的生物量增加幅度最大; 3-5级细根的生物量分配比例减小, 5级细根减少幅度最大。其中, 间伐50%显著减少了细根在下层(20-40 cm)土壤中的生物量比例(p < 0.05), 但与间伐20%和30%无显著差异(p > 0.05)。     

黄土丘陵区退耕还林地刺槐人工林碳储量及分配规律

采用样地调查与生物量实测方法,研究了甘肃黄土丘陵区不同坡向(阳坡、阴坡)和退耕年限(退耕5a、8a和11a)刺槐人工林乔木不同器官、灌草层、枯落物层和土壤层的碳含量,以及刺槐人工林乔木层、灌草层、枯落物层和土壤层碳储量及其分配特征。结果表明:刺槐不同器官碳含量均值变化范围为43.02%—50.89%%,从高到低排列顺序为树干细枝中枝粗枝叶根桩大根粗根小根中根树皮细根;灌木层碳含量为35.76%—42.74%;草本层碳含量为35.83%—43.64%;枯落物层碳含量为39.55%—41.77%;土壤层(0—100 cm)碳含量均值变化范围0.22%—0.99%,随退耕年限增加而增大,土壤深度的增加而逐渐下降。刺槐人工林生态系统碳库空间分布序列为土壤层(0—100 cm)植被层枯落物层。阳坡和阴坡退耕5a、8a、11a刺槐林生态系统碳储量分别为52.52、58.93、73.72 t/hm2和49.95、61.83、79.03 t/hm2。退耕年限和坡向是影响刺槐人工林碳储量增加的主要因素。刺槐人工林具有良好的固碳效益,是黄土丘陵区的理想树种。     

抚育间伐对长白落叶松人工林土壤碳、氮及其组分的影响

抚育间伐作为重要的森林经营措施之一,能够改变林分结构和稳定性,进而影响森林生态系统的生物地球化学循环.然而,抚育间伐对森林土壤碳、氮循环的影响程度如何尚不明确,尤其缺少长期试验结果报道.本研究以黑龙江省孟家岗林场经过4种不同强度和频度的抚育间伐处理后的60年生长白落叶松人工林为研究对象(4次低强度的间伐,LT4;3次中等强度的间伐,MT3;2次高强度间伐,HT2;不进行间伐的对照,CK),从酸水解法划分土壤碳、氮库(活性碳、氮库Ⅰ,活性碳、氮库Ⅱ和惰性碳、氮库)的角度研究了抚育间伐对长白落叶松人工林土壤总有机碳、全氮的影响机制.结果表明: 抚育间伐显著增加了土壤有机碳和全氮含量,增幅分别高达48.7%～50.3%和28.9%～42.7%.抚育间伐均增加了3种碳、氮组分的含量,而增加的程度因碳、氮组分和抚育间伐措施的不同而异.与活性碳库Ⅰ和活性碳库Ⅱ的增加程度相比,惰性碳库的增加程度最大,LT4、MT3和HT2处理下惰性碳库分别增加71%、69%和75%.此外,抚育间伐也显著增加了惰性碳占土壤总有机碳的比例.LT4显著提高了土壤微生物生物量碳、氮含量和微生物熵,而MT3和HT2对微生物生物量碳、氮和微生物熵却无显著影响.抚育间伐可能通过产生较多的粗木质残体于土体中,增加土壤木栓质和木质素等顽固组分的输入,进而导致土壤惰性碳含量增加,降低有机质的分解,最终导致土壤有机碳增加.     

秦岭南坡东段油松人工林生态系统碳、氮储量及其分配格局

研究秦岭南坡东段8、25、35、42和61年生油松人工林碳、氮储量和分配格局.结果表明: 油松人工林不同林龄乔木层碳、氮含量为441.40～526.21和3.13～3.99 g·kg^-1,灌木层为426.06～447.25和10.62～12.45 g·kg^-1,草本层为301.37～401.52和10.35～13.33 g·kg^-1,枯落物层为382.83～424.71和8.69～11.90 g·kg^-1,土壤层(0～100 cm)为1.51～18.17和0.29～1.45 g·kg^-1.树干和树枝分别是乔木层的主要碳库和氮库,占乔木层碳储量的48.5%～62.7%和氮储量的39.2%～48.4%.林龄对生态系统碳、氮储量均有显著影响.生态系统碳储量随林龄增加而增加,35年时达最大值146.06 t·hm^-2,成熟后碳储量有所下降.5个林龄段油松林生态系统氮储量的最大值为25年时的10.99 t·hm^-2.植被层平均碳、氮储量分别为45.33 t·hm^-2和568.55 kg·hm^-2,土壤层平均碳、氮储量分别为73.12和8.57 t·hm^-2,且土壤层中碳、氮的积累具有明显的表层富集现象.研究区油松人工林生态系统碳、氮储量主要分布在土壤层,其次为乔木层.生态系统碳储量空间分配格局为:土壤层(64.1%)＞乔木层(30.0%)＞灌草层和枯落物层(5.9%),氮储量为土壤层(93.2%)＞乔木层(5.3%)＞灌草层和枯落物层(1.5%).     

不同间伐强度下华北落叶松人工林土壤磷组分特征及其影响因素

间伐是人工林经营的重要措施,磷是森林生态系统的限制性养分元素之一,但间伐对土壤磷素的影响尚不明确.本研究采用Tissen改良的Hedley磷分级体系对土壤样品进行连续浸提,研究不同间伐强度[对照,未间伐;轻度间伐,15%;中度间伐,35%;重度间伐,50%]下山西太岳山好地方林场华北落叶松人工林表层土壤(0～10 cm)磷组分特征及其影响因素.结果表明: 与对照相比,中度间伐显著增强了土壤总无机磷含量;轻度和中度间伐显著增强了Resin-Pi、NaHCO₃-Pi、NaHCO₃-Po、NaOH-Pi、微生物生物量磷和土壤酸性磷酸酶活性,显著降低了NaOH-Po含量;间伐对土壤全磷、总有机磷、稳定态磷(HCl-Pi、浓HCl-Pi和浓HCl-Po)和闭蓄态磷(Residual-P)的影响不显著.土壤有机碳含量、含水率、土壤微生物和酸性磷酸酶活性是影响土壤磷素有效性的重要因子.中度间伐能提高华北落叶松人工林土壤磷素的有效性.     

长白落叶松人工林乔木层生物量分布特征及其固碳能力研究

基于8~56 a长白落叶松人工林样地生物量调查数据,建立了长白落叶松林各器官生物量模型,探讨了不同林龄长白落叶松人工林干材、树皮、树枝、树叶、树根的生物量分布与变化规律及单木与林分乔木层的固碳能力。结果表明:随着林龄的增大,长白落叶松人工林林木及各器官生物量均呈现不同程度的增加趋势,单株木生物量由8 a时的0.174 kg增加至56 a时的328.196 kg,林分乔木层生物量由8 a时的0.519 t·hm-2增加至56 a时的251.39 t·hm-2,其中树干所占比例最大,且增幅最大。长白落叶松人工林单木平均碳储量为74.822 kg,56 a林分乔木层碳密度为130.455 t·hm-2,平均碳密度达63.113 t·hm-2,各器官碳储量变化规律明显。长白落叶松人工林幼龄林、中龄林、近熟林、成熟林林分乔木层的年平均固碳量分别为0.087、1.193、1.703、2.124 t·hm-2,固碳量年平均增长率排序为中龄林幼龄林成熟林近熟林。研究认为,长白落叶松人工林单株木及林分各器官生物量随林龄增加具有明显的变化规律,成熟林分固碳水平最高,中龄林分后期固碳潜力最大。