杉木人工林生物量分布特征及其碳计量参数

doi:10.13466/j.cnki.lyzygl.2023.02.007

摘要/Abstract

摘要：

探究杉木人工林生物量的分布规律并建立其生物量预测模型,为预测和评估其固碳能力提供依据。采用野外生物量调查和室内测定等方法,选择广西杉木典型栽培区的不同林龄阶段和不同立地条件的杉木人工林为研究对象,对其根茎比、木材基本密度、含碳率和生物量转化与扩展因子等参数进行分析。结果表明:不同林龄杉木树干生物量的占比最高,幅度为40.00%~67.40%,树根其次,幅度为14.70%~22.70%;杉木的平均根茎比值为0.263,木材基本密度的平均值为300.5 kg/m³;不同相对生长方程回归模型对于树干、树皮、树枝、地上生物量、地下生物量以及总生物量的拟合效果并无明显差别;杉木各器官平均含碳率为50.57%,呈随林龄增加而增加的趋势;杉木树干生物量与蓄积量的关系以幂函数略优,而地上生物量、地下生物量和总生物量与蓄积量的关系则以双曲线模型略优。

关键词: 杉木, 生物量, 分配, 碳计量参数

Abstract:

The purpose of this study is to explore the biomass distribution regularity of Chinese fir plantation and establish its biomass prediction model,and to provide a basis for scientific prediction and reasonable evaluation of its carbon sequestration capacity.In the study,the Chinese fir plantations of different ages and different site conditions in the typical cultivation area in Guangxi were selected as the research objects,the characteristics of rhizome ratio,wood basic density,carbon content,biomass conversion and expansion factor were analyzed by means of field biomass survey and indoor measurement.The results showed that the stem biomass of Chinese fir at different ages was the highest (40.00%~67.40%),followed by the root (14.70%~22.70%).The average rhizome ratio was 0.263,and the average wood basic density was 300.5 kg/m³.There was no significant difference in the fitting effect of different relative growth equations on stem,bark,branch,above-ground biomass,underground biomass and total biomass.The average carbon content ofall organs was 50.57%,which increased with the increase of forest age.The relationship between stem biomass and stand volume was the best with power function,and the relationship between above-ground biomass,underground biomass,total biomass and volume was best with hyperbolic model.

Key words: Chinese fir, biomass, distribution, carbon metering parameters

中图分类号:

蓝肖, 郝海坤, 黄开勇, 陈琴, 戴俊, 程琳, 陈仕昌. 杉木人工林生物量分布特征及其碳计量参数[J]. 林业资源管理, 2023,(2): 50-56.

LAN Xiao, HAO Haikun, HUANG Kaiyong, CHEN Qin, DAI Jun, CHENG Lin, CHEN Shichang. Biomass Distribution Characteristics and Carbon Measurement Parameters of Chinese Fir Plantation[J]. FOREST RESOURCES WANAGEMENT, 2023,(2): 50-56.

图/表 7

图1

图2

图3

表1

表2

表3

图4

参考文献 35

[1]	曾伟生. 我国3种针叶林的材积源生物量模型研建[J]. 林业科学研究, 2021, 34(4):49-57.
[2]	Richards K R, Stokes C. A review of forest carbon sequestrationcost studies:A dozen years of research[J]. Climatic Change, 2004, 63(1/2):1-48. doi: 10.1023/B:CLIM.0000018503.10080.89
[3]	姜霞, 黄祖辉. 经济新常态下中国林业碳汇潜力分析[J]. 中国农村经济, 2016(11):57-67.
[4]	黄道年. 广西杉木立(林)木材积表的编制[J]. 林业科学, 1957(1):43-53.
[5]	LY/T 1237—1999,森林土壤有机质的测定及碳氮比的计算[S].
[6]	付尧, 孙玉军. 植物有机碳测定研究进展[J]. 世界林业研究, 2013, 26(1):24-30.
[7]	张伟, 岑巨延, 秦旭东, 等. 广西杉木胸径和树高二元立木材积模型研究[J]. 广西林业科学, 2020, 49(3):397-402.
[8]	张浩军, 刘华星, 王懿祥. 森林生物量相对生长方程的比较选择[J]. 中南林业调查规划, 1997, 16(3):58-60.
[9]	冯仲科, 刘永霞. 森林生物量测定精度分析[J]. 北京林业大学学报, 2005, 27(S2):108-111.
[10]	周树荣, 谭忠良. 融水杉木生长规律的研究[J]. 广西林业科学, 1995, 24(3):107-112.
[11]	梁宏温, 黄恒川, 黄承标, 等. 不同树龄秃杉与杉木人工林木材物理力学性质的比较[J]. 浙江林学院学报, 2008, 25(2):137-142.
[12]	韦如萍, 胡德活, 郑会全, 等. 杉木优树生长性状和材质性状的研究[J]. 中南林业科技大学学报, 2013, 33(2):28-33.
[13]	张振, 金国庆, 周志春, 等. 马尾松广东种源与湖北种源的人工林生物量分配差异[J]. 浙江农林大学学报, 2019, 36(2):271-278.
[14]	白文玉, 冯茂松, 铁烈华, 等. 不同无性系四川桤木嫁接苗生物量及其分配特征[J]. 南京林业大学学报, 2021, 45(2):87-95.
[15]	李亚麒, 孙继伟, 李江飞, 等. 云南松不同家系苗木生物量分配及其异速生长[J]. 北京林业大学学报, 2021, 43(8):18-28.
[16]	秦武明, 邱炳发, 覃静, 等. 山白兰人工林生物量及生长规律[J]. 福建林学院学报, 2011, 31(2):110-114.
[17]	杨传桃. 不同年龄杉木林分结构与生长过程[D]. 长沙: 中南林业科技大学, 2019.
[18]	邱凤英, 肖复明, 伍艳芳, 等. 中幼龄闽楠生长及生物量分配特征研究[J]. 湖北林业科技, 2019, 48(3):12-15.
[19]	廖睿燕, 吴小琪, 靳程, 等. 林冠环境对润楠幼苗构型和生物量分配的影响[J]. 应用生态学报, 2021, 32(6):2061-2069. doi: 10.13287/j.1001-9332.202106.004
[20]	温远光, 梁宏温, 蒋海平. 广西杉木人工林生物量及分配规律的研究[J]. 广西农业大学学报, 1995, 14(1):55-64.
[21]	蔡会德, 农胜奇, 张伟, 等. 广西主要树种立木生物量模型的研建[J]. 林业资源管理, 2014(4):58-61.
[22]	左舒翟, 任引, 王效科, 等. 中国杉木林生物量估算参数及其影响因素[J]. 林业科学, 2014, 50(11):1-12.
[23]	徐胜林, 何潇, 曹磊, 等. 广东省3个乡土树种树干密度和木材密度影响因子分析[J]. 北京林业大学学报, 2019, 41(6):44-54.
[24]	李效文, 唐荣强, 王金旺, 等. 温州40年生降香木材物理力学性质研究[J]. 浙江林业科技, 2021, 41(6):59-63.
[25]	黄寿先, 周传明, 朱栗琼, 等. 杉木半同胞家系生长和材性遗传变异研究[J]. 广西植物, 2004, 24(6):535-539.
[26]	程琳, 覃晓颖, 黄开勇, 等. 杉木不同种质和林龄的木材管胞形态变异规律[J]. 广西林业科学, 2017, 46(1):47-52.
[27]	刘一星, 吴玉章, 李坚. 火炬松木材材性变异规律[J]. 东北林业大学学报, 1999, 27(5):29-34.
[28]	林雯, 李聪颖, 周平. 广州城市森林六种典型林分碳积累研究[J]. 生态科学, 2019, 38(6):74-80.
[29]	胡海清, 罗碧珍, 魏书精, 等. 大兴安岭5种典型林型森林生物碳储量[J]. 生态学报, 2015, 35(17):5745-5760.
[30]	郑帷婕, 包维楷, 辜彬, 等. 陆生高等植物碳含量及其特点[J]. 生态学杂志, 2007, 26(3):307-313.
[31]	郭明辉, 刘祎. 木材固碳量与含碳率研究进展[J]. 世界林业研究, 2014, 27(5):50-54.
[32]	田大伦, 方晰. 湖南会同杉木人工林生态系统的碳素含量[J]. 中南林学院学报, 2004, 24(2):1-5.
[33]	方精云, 陈安平, 赵淑清, 等. 中国森林生物量的估算:对Fang等Science一文(Science,2001,291:2320-2322)的若干说明[J]. 植物生态学报, 2002, 26(2):243-249.
[34]	赵嘉诚, 李海奎. 杉木单木和林分水平地下生物量模型的构建[J]. 林业科学, 2018, 54(2):81-89.
[35]	王效科, 冯宗炜, 欧阳志云. 中国森林生态系统的植物碳储量和碳密度研究[J]. 应用生态学学报, 2001, 12(1):13-16.

林龄/a	各器官含碳率/%					含碳率均值/ %	变异系数 (CV)/%
林龄/a	树干	树干	树干	树干	树干	含碳率均值/ %	变异系数 (CV)/%
7.5	53.27	48.86	50.46	47.92	49.82	50.24	4.05
15.5	54.05	50.32	49.61	47.80	49.78	50.28	4.56
18.5	54.16	51.17	51.01	47.71	50.39	50.86	4.52
31.5	54.34	51.07	50.73	47.97	50.29	50.90	4.49
平均	53.95	50.36	50.45	47.85	50.07	50.57

对象	模型	模型系数			R²	数量/株	备注
对象	模型	a	b		R²	数量/株	备注
树干	(2)	108.6100		1.0112	0.9823	60	√
树干	(3)	0.0090		2.9793	0.9620	60
树皮	(2)	15.7150		0.8928	0.9547	60	√
树皮	(3)	0.0037		2.6167	0.9465	60
树枝	(2)	13.0670		0.7582	0.7744	60
树枝	(3)	0.0089		2.3276	0.8234	60	√
树叶	(2)	8.3838		0.5899	0.6581	60
树叶	(3)	0.0271		1.8519	0.7183	60	√
地下部分	(2)	33.2330		0.8898	0.9352	60
地下部分	(3)	0.0076		2.6616	0.9463	60	√
地上部分	(2)	145.8600		0.9029	0.9760	60	√
地上部分	(3)	0.0309		2.6863	0.9478	60
总生物量	(2)	179.4900		0.8996	0.9747	60
总生物量	(3)	0.0388		2.6798	0.9758	60	√

对象	函数模型	模型系数			R²	数量/株	备注
对象	函数模型	a	b		R²	数量/株	备注
树干	(4)	0.1989		1.1320	0.9308	60	√
	(5)	-3.6333		0.2882	0.9244	60
	(6)	4.4255		-0.0008	0.9156	60
地上部分	(4)	1.0369		0.9136	0.8786	60
	(5)	11.4507		0.3697	0.8867	60
	(6)	2.3297		0.0014	0.8964	60	√
地下部分	(4)	0.5031		0.7305	0.7419	60
	(5)	4.9808		0.0708	0.7157	60
	(6)	7.7869		0.0140	0.7659	60	√
总生物量	(4)	1.3190		0.8926	0.8861	60
	(5)	13.0770		0.4260	0.8991	60
	(6)	1.8489		0.0011	0.9078	60	√