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宽甸县森林不同龄组碳储量研究

范文

杨青川

摘要：为研究宽甸县森林不同龄组的碳储量，通过生物量-蓄积量回归模型，对森林资源变更数据按优势树种和不同林龄组的碳储量、碳储密度进行了分析。结果表明，碳储量最大的树种是柞树;不同林龄碳储量从大到小的排序依次为中龄林>近熟林>幼龄林>成熟林>过熟林;碳储密度从大到小的排序依次为过熟林>成熟林>近熟林>中龄林>幼龄林。

关键词：优势树种;林龄组;碳储量

中图分类号 S718.5文献标识码 A文章编号 1007-7731（2021）08-0069-03

Abstract： In order to study the carbon storage of different age groups in Kuandian County， the biomass volume regression model was used to analyze the carbon storage and carbon storage density of forest resource change data according to dominant tree species and different age groups. The results showed that the tree species with the largest carbon storage was oak， and the order of carbon storage at different ages was middle age forest>near mature forest>young forest>mature forest>over mature forest. The order of carbon storage density was over mature forest>mature forest>near mature forest>middle aged forest>young forest.

Key words： Dominant species; Forest age group; Carbon storage

二氧化碳是全球气候变暖的罪魁祸首之一。近年来，随着气候的加剧变化，如何固定和减少排放二氧化碳逐渐成为研究热点。森林通过光合作用，在陆地生态系统中吸收二氧化碳的能力最强，在固定二氧化碳和减缓全球气候变化中承担着重要作用[1]。因此，对森林碳储量和碳储密度的研究就显得尤为重要，国内学者对此做了大量研究。有学者基于森林资源连续清查数据，采用生物量和蓄积量的统计学关系的转换函数，结合含碳系数，对省级尺度区域的生物量和碳储量进行估算[2-3];韩耀杰对灌木林的碳储量及驱动因素进行了分析[4]。宽甸地区自然资源丰富，在遼宁省内位居前列。本研究对宽甸县各优势树种不同林龄的碳含量和碳储密度进行了分析，以掌握辽宁省东部山区的碳汇功能，为该地区的碳储量估算提供理论依据。

1 试验地概况

宽甸县地理位置处于长白山脉与千山山脉中间的过渡地带，属于辽东断块山地丘陵区。地貌多为山地和丘陵，平均海拔400m。森林资源丰富，山、水、田构成大体为“九山半水半分田”。气候属于温带季风大陆性气候，气候以降雨雪量大、四季分明为主要特点，南北高低气候差异大，山地立体气候明显。

2 试验方法

2.1 数据来源本研究数据来源于2015年宽甸县森林资源变更数据，涵盖县内所有森林林班小班，是完整的森林资源数据，可以全面完整地反映区域内的森林资源情况。从中提取各优势树种不同龄组的数据用于生物量和碳储量的估算。

2.2 优势树种生物量估算获取森林植被生物量的方法有通过直接收获样地内植被，测定生物量的收获法，有通过测树因子或者蓄积量建立生物量模型的模型模拟法以及通过测定二氧化碳浓度变化估算生物量的微气象学法。本研究采用可以在较大尺度上应用的蓄积量-生物量模型法，估算宽甸地区乔木林和疏林的生物量。计算公式如下：

采用已公布的各个优势树种的最优蓄积量-生物量回归方程估算生物量，具体方程见表1。其中的方程参数是各优势树种全国平均参数。个别没有方程和参数的树种，采用相似树种值代替。经济林未划分龄组，不参与计算。

2.3 优势树种碳储量估算关于含碳量的测定，有的学者用元素分析仪测算[5]，有的用化学方法测定[6]，得出的结果各优势树种的含碳率大多在1个区间范围内，即0.45～0.5。目前在大面积分析上，国内学者大多采用生物量与含碳率的乘积计算碳储量。由于本研究对象包括不同树种和不同龄组，含碳率有差异，不能采用统一数值估算。因此，采用业内认可的《造林项目碳汇计量监测指南》以及已经公布的树种的含碳率进行碳储量估算。目前还没有确切参数的树种采用含碳率0.5计算[3]，碳储密度为碳储量值与面积的比值。

3 结果与分析

3.1 天然林各优势树种不同龄组碳储量经计算，宽甸县天然林各优势树种不同龄组的碳储量见表2。由表2可知，天然林中柞树碳储量为7883381.14t，占88.25%，其次为油松382859.75t，胡桃楸271837.86t。其中，柞树成熟林碳储量为2176201.07t，在各优势树种的各个龄组中碳储量大，说明柞树成熟林对宽甸地区的天然林碳储量贡献最大。不同龄组从幼龄林到过熟林的碳储量分别为1863723.34t、1877980.60t、2388250.06t、2471950.37t和330752.55t。碳储量从多到少的排序依次为成熟林>近熟林>中龄林>幼龄林>过熟林。

从碳密度计算结果来看（表3），天然林不同龄组碳储密度中，过熟林最大，幼龄林最小，其从大到小的排序依次为过熟林>成熟林>近熟林>中龄林>幼龄林。

3.2 人工林各优势树种不同龄组碳储量经过计算，宽甸县人工林各优势树种不同龄组的碳储量见表4。从表4可以看出，人工林中落叶松碳储量为3069898.58t，占76.93%，其次为杂木353525.05t，刺槐312259.02t。其中，落叶松中龄林碳储量为1572982.48t，在各优势树种的各个龄组中碳储量大，说明落叶松中龄林对宽甸地区的人工林碳储量贡献最大。不同龄组碳储量从大到小的排序为中龄林>幼龄林>近熟林>成熟林>过熟林。

由表5可知，人工林不同龄组碳储密度中，中龄林最大，幼龄林最小，其从大到小的排序依次为中龄林>近熟林>成熟林>过熟林>幼龄林。

3.3 森林不同龄组的碳储量通过对宽甸县天然和人工林生物量和碳储量的估算，得出全县各优势树种不同龄组的碳储量和碳储密度，详见表6。由表6可知，碳储量最多的龄组为中龄林3681925.66t，最少的是过熟林374008.10t，其从大到小的排序依次为中龄林>近熟林>幼龄林>成熟林>过熟林。碳储密度最大的是过熟林38.37t/hm2，从大到小的排序依次为过熟林>成熟林>近熟林>中龄林>幼龄林。

4 结论

本研究结果表明，宽甸地区碳储量最大的是柞树，各林龄组中最多是中龄林。因此，在森林经营管理中，柞樹的变化会在很大程度上影响该地区的碳储量。宽甸县只有天然近熟林的碳密度高于全国平均水平44.91t/hm2[7]，其碳储密度均远远低于世界平均水平，说明森林质量还有很大的提高空间。碳储密度的变化趋势是随年龄增长而增长，这与国内大部分的研究结果一致。

参考文献

[1]李敏.森林土壤碳储量研究综述[J].林业调查规划，2018，43（4）：21-24.

[2]卢景龙，梁守伦，刘菊.山西省森林植被生物量和碳储量估算研究[J].中国农学通报，2012，28（31）：51-56.

[3]刘艳，孙向阳，范俊岗，等.辽宁省森林植被碳储量及其动态变化[J].生态环境学报，2015，24（2）：211-216.

[4]韩耀杰.人工灌木碳储量核算及驱动因素分析[D].北京：中国农业科学院，2020.

[5]舒洋.大兴安岭落叶松林碳储量监测及碳层分配特征研究[D].呼和浩特：内蒙古农业大学，2017.

[6]廖国莉，段劼，贾忠奎，等.辽东地区不同林龄长白落叶松人工林生态系统碳储量分配特征[J].东北林业大学学报，2020，48（11）：8-13.

[7]郭树平.黑龙江省碳储量及碳汇潜力分析[J].森林工程，2011，27（3）：9-10. （责编：张宏民）

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