更新期橡胶人工林生态系统碳贮量及分布
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中国林业碳贡献区域分布及潜力预测作者:许恩银王维枫聂影来源:《中国人口·资源与环境》2020年第05期摘要“国家自主贡献”(INDCs)鼓励各国自觉承担减排责任,林业部门的碳贡献及潜力对我国承担减排替代及合理制定INDCs目标具有积极意义。
通过生物量转换因子连续函数法和土壤有机碳储量推算法,利用第八次森林资源清查数据,模拟预测三种森林生长情境下各林区承诺期内碳贡献分布变化情况。
研究结果表明:①至第八次森林资源清查结束,三大林区总碳储量为48.63 PgC,总蓄积量为188.02×108 m3。
②至2030年,自然增长情境(Ⅰ)、按原面积比例分配情境(Ⅱ)和人工林高配比情境(Ⅲ)下林区总碳储量将分别增加1.70、6.90和7.11 PgC,蓄积量分别增加53.04×108、61.70×108和62.38×108m3。
③2013—2030年期间,各林区碳贡献均保持增长,但东北和西南林区贡献率逐年下降,南方林区贡献率上升趋势明显。
④敏感性分析结果表明,每提高5%南方林区新造林面积比例,三大林区的碳储量和蓄积量将提升6 TgC和7×105m3。
为充分发挥林业在缓解气候变化中的潜力,应提高南方林区的新造林面积比例,为用材林制定合适的采伐模式,增加杉木和桉树等速生树种面积,以维持较高的碳贡献增长速度和保障木材生产安全的优势。
在东北林区和西南林区发展混交林,对过熟林进行可持续经营管理,人工促进更新过熟林以提高森林更新速度,从而改善碳贡献率下降和林龄偏大的现象。
关键词林业;碳贡献;生物量转换因子连续函数法;区域分布;潜力预测1 研究背景INDCs是为实现“确保全球平均气温较工业化前水平升高控制在 2℃之内,并为把升温控制在1.5 ℃之内而努力”目标而提出的,作为解决全球气候变化问题的全新减排机制,INDCs 将开始新的气候体制方向,对今后气候国际法治理念及模式产生深远影响[1-2]。
人工林生态系统碳储量研究进展摘要为了解人工林在整个陆地生态系统中的固碳作用,调研了大量有关人工林碳储量的文献资料,对人工林碳储量的研究方法及研究结果进行梳理。
归纳了人工林碳储量的研究方法,并分析热带、亚热带、暖温带和寒温带4个地带的人工林碳储量,发现人工林具有显著的碳汇能力,尤其是亚热带地区最为明显。
同时指出了不足并提出建议,以期为今后研究提供参考。
关键词人工林;生态系统;碳储量;估算方法;地带大气温室气体浓度增加导致的全球变暖日益受到关注,保护现有森林碳贮存以及开展造林和再造林活动,已成为增强陆地碳汇、减少对大气碳排放的重要措施。
我国自2002年全面启动退耕还林工程以来,人工林的面积逐步扩大,据第七次全国森林资源清查结果,人工林面积居世界首位。
当前关于人工林碳储量的研究已成为热点,本文在调研大量有关人工林碳储量研究文献资料的基础上,对近10年来人工林碳储量的研究方法和结果进行梳理,以期为今后此类研究提供参考。
1 人工林生态系统碳储量估算方法1.1 植被碳储量的估算碳储量为生物量与其碳含量的乘积。
碳含量可用重铬酸钾-水合加热法[1]测定。
而生物量的测定方法有直接收获法、模型法、材积源生物量法等。
直接收获法是全球普遍采用的研究方法;模型是研究大尺度森林生态系统碳循环的重要手段,如:W=aDb,W=a(D2H)b[2];材积源生物量法是利用林分生物量与木材材积比值的平均值,乘以该森林类型的总蓄积量得到森林总生物量的方法[3]。
1.2 土壤碳储量的估算目前,大多学者是先采用重铬酸钾-硫酸氧化法和重铬酸钾氧化-水合加热法[4]测定碳含量,再结合土壤容重和厚度来计算碳储量。
如:郭俊誉等[5]、杨晓菲等[6]、肖复明等[7]用此方法计算土壤碳储量。
此外,也有学者采用生命带类型法来计算。
如Post et al [8]在生命地带模型的基础上建立了全球土壤碳密度的空间分布与植被和气候因子间的相互关系,以生命带为单元计算平均土壤碳密度,再用各生命带的面积乘以该生命带的平均土壤碳密度,累计得出土壤碳储量。
附件造林项目碳汇计量与监测指南国家林业局2011年2月前言以变暖为主要特征的全球气候变化,已经对地球自然生态系统和人类社会经济系统产生了明显而深远的影响。
人类活动引起的大气温室气体浓度增加是导致全球变暖的主要因素。
森林作为全球陆地生态系统的主体,是全球最重要的碳贮存库,是大气CO2重要的吸收汇。
毁林是仅次于化石燃料燃烧的全球温室气体排放源。
林业活动(造林、森林管理、减少毁林、植被恢复等)是大气温室气体增汇减排、缓解全球气候变化的重要措施之一。
为此,《京都议定书》允许将这些林业活动获得的增汇减排,按一定的规则用于抵偿工业化国家承诺的温室气体减限排目标。
同时《京都议定书》确定了清洁发展机制(CDM),允许工业化国家通过在发展中国家的项目活动获得的碳减排量或增汇量来抵偿其承诺的减限排指标。
造林和再造林项目活动是第一承诺期合格的CDM林业项目。
在未来承诺期,林业活动预计仍将在温室气体减排增汇中发挥重要作用。
我国于2007年发布《中国应对气候变化国家方案》,明确了到2010年中国应对气候变化的具体目标、基本原则、重点领域及其政策措施,林业是其中的重要内容之一。
国家林业局2009年也对外公布了《应对气候变化林业行动计划》,其中就明确将扩大植树造林面积、增强森林碳汇作为未来林业应对气候变化的重要措施之一。
碳汇造林是指在确定了基线的土地上,以增加碳汇为主要目的、并对造林及其林分(木)生长过程实施碳汇计量和监测而开展的有特殊要求的营造林活动。
为规范碳汇造林项目的计量与监测方法,推进碳汇造林项目计量与监测工作的开展,确保项目产生的碳汇可测量、可报告和可核查,受国家林业局应对气候变化和节能减排工作领导小组办公室(以下简称“国家林业局气候办”)委托,中国林科院牵头编制了《造林项目碳汇计量与监测指南》(以下简称“指南”)。
本“指南”不仅适用于碳汇造林项目的计量和监测,也可作为其它类似造林项目的碳汇计量和监测的参考。
本“指南”在国家林业局气候办的指导和组织协调下编制完成。
海南文昌不同林龄木麻黄人工林碳储量分配格局宿少锋;薛杨;杨众养;王小燕;林之盼【摘要】利用木麻黄各器官生物量模型,对海南文昌不同林龄木麻黄人工林生态系统碳储量及分配特征进行研究,结果表明:木麻黄人工林乔木层各器官含碳量变化范围在454~526 g/kg之间,器官平均含碳量表现为树根>树叶>果>树干>树枝>树皮;0~60 cm土壤碳含量变化范围在0.8~9.3 g/kg之间,平均含碳量仅为3.6g/kg,同一林龄不同土壤层含碳量差异显著,土壤含碳量随林龄的增加呈递增趋势.不同林龄乔木层碳储量表现为过熟林(233.1 t/hm2)>成熟林(165 t/hm2)>近熟林(99.8 t/hm2)>中龄林(56.0 t/hm2)>幼龄林(27.1 t/hm2),不同林龄间同一器官的碳储量均呈显著差异,除中龄林、近熟林枝与叶间差异不显著外,同一林龄不同器官间也均呈显著差异;土壤碳储量表现为成熟林(34.27 t/hm2)>近熟林(22.97 t/hm2)>过熟林(20.8 t/hm2)>中龄林(15.92 t/hm2)>幼龄林(12.27 t/hm2),相同林龄0~10、10~20、20~40 cm土层间均呈显著差异,相同土层不同林龄间部分差异显著性不一.可见,乔木层和土壤层碳储量为生态系统主要碳库,其中乔木层碳储量约占79.85%,为第一碳库.【期刊名称】《广东农业科学》【年(卷),期】2018(045)011【总页数】7页(P46-52)【关键词】海南;木麻黄;林龄;生物量;估算模型【作者】宿少锋;薛杨;杨众养;王小燕;林之盼【作者单位】海南省林业科学研究所,海南海口 571100;海南文昌森林生态系统国家定位观测研究站,海南文昌 571300;海南省林业科学研究所,海南海口 571100;海南文昌森林生态系统国家定位观测研究站,海南文昌 571300;海南省林业科学研究所,海南海口 571100;海南文昌森林生态系统国家定位观测研究站,海南文昌571300;海南省林业科学研究所,海南海口 571100;海南文昌森林生态系统国家定位观测研究站,海南文昌 571300;海南省林业科学研究所,海南海口 571100;海南文昌森林生态系统国家定位观测研究站,海南文昌 571300【正文语种】中文【中图分类】S792.93;S718.55+6近30年来,随着全球CO2浓度不断增加,气候恶化成为人类生存所面临的主要的环境问题,碳汇林业成为全球范围内的重点。
中国森林生态系统的植物碳贮量及其影响因子分析一、本文概述本文旨在全面探讨中国森林生态系统的植物碳贮量及其影响因子。
森林生态系统作为地球上最大的陆地碳库,对维持全球碳平衡和减缓气候变化具有关键作用。
中国,作为世界上森林面积最大的国家之一,其森林生态系统的碳贮量和影响因子研究具有重要的科学和社会意义。
本文首先将对中国森林生态系统的植物碳贮量进行量化分析,通过收集各类森林类型的碳贮量数据,揭示中国森林碳库的现状和分布特征。
在此基础上,我们将进一步分析影响森林植物碳贮量的主要因子,包括气候、土壤、植被类型、林分结构、林龄等自然因素,以及人类活动如土地利用变化、森林管理等人为因素。
通过深入分析这些影响因子,我们将揭示它们如何影响森林生态系统的碳循环和碳贮量,为制定科学的森林管理和碳减排政策提供理论依据。
本文还将探讨如何优化森林结构,提高森林碳贮量和碳汇功能,以应对全球气候变化和生态环境保护的挑战。
本文旨在通过系统研究中国森林生态系统的植物碳贮量及其影响因子,为森林生态系统的可持续管理和全球气候变化应对提供科学支撑。
二、中国森林生态系统的植物碳贮量现状中国,作为世界上生物多样性最丰富的国家之一,其森林生态系统在维护全球碳平衡和减缓气候变化方面发挥着举足轻重的作用。
中国森林生态系统的植物碳贮量现状是评估其生态服务功能及应对气候变化能力的基础。
近年来,随着全球气候变化的加剧,中国森林碳贮量的研究逐渐受到重视。
据统计,中国森林生态系统的植物碳贮量巨大,其中乔木林是主要的碳库,占据总碳贮量的绝大部分。
灌木林、竹林等其他林分类型也对碳的固定和贮存做出了重要贡献。
在空间分布上,中国森林碳贮量呈现出明显的地域性差异。
东南部地区由于水热条件优越,森林资源丰富,因此碳贮量相对较高。
而西北部地区受水资源限制,森林覆盖率较低,其碳贮量则相对较低。
在时间尺度上,中国森林碳贮量受到多重因素的影响,包括气候变化、土地利用/覆盖变化、森林经营管理等。
森林生态学碳固定关键科学问题森林生态学是生态学的一个重要分支,研究的是森林生态系统中的各种生物、非生物因素以及它们之间的相互作用。
在当今全球变暖和碳排放不断上升的情况下,森林生态学的研究变得尤为重要。
其中,碳固定是森林生态学中的一个关键科学问题,本文将对森林生态学碳固定的关键科学问题进行探讨。
第一部分:碳固定的概念和意义碳固定是指将大气中的二氧化碳通过光合作用转化为有机碳,储存在植物体内的过程。
这个过程对于减缓全球变暖和稳定大气中的二氧化碳含量至关重要。
森林作为地球上最重要的碳库,具有重要的碳固定作用。
因此,深入研究森林生态系统中的碳固定问题具有重要的理论意义和实践价值。
第二部分:森林生态系统中的碳固定过程森林生态系统中的碳固定包括植物的光合作用、有机质的分解和土壤中的碳贮存等过程。
首先,植物通过光合作用将二氧化碳转化为有机物质,并储存在植物体内。
随后,有机物质在植物体内和土壤中发生分解作用,将有机碳逐渐转化为二氧化碳释放到大气中。
同时,土壤中的有机碳也会不断被分解和更新,参与碳的循环过程。
第三部分:影响森林生态系统碳固定的关键因素森林生态系统中影响碳固定的关键因素包括气候、土壤、植被类型和人类活动等多个方面。
气候是影响碳固定的重要因素之一,温度、湿度和降水等气候因素会影响植物的生长和光合作用速率,从而影响碳的固定过程。
土壤的养分含量和质地也会直接影响森林生态系统中碳的储存和释放。
植被类型的不同将直接影响植物对碳的吸收和固定能力。
此外,人类活动如森林砍伐、土地利用变化和化石燃料燃烧等也会对森林生态系统的碳固定产生重要影响。
第四部分:碳固定在全球变暖和生态保护中的意义全球变暖已经成为世界范围内的一个重大问题,而森林生态系统中的碳固定对于应对全球变暖具有重要的作用。
通过增加森林的面积和改善森林的管理方式,可以有效地增加全球碳的储存量,减缓全球变暖的速度。
此外,生态保护和恢复也需要重视碳固定的问题,通过保护森林生态系统中的植物群落和土壤有机质的储存,可以有效地维持生态系统的稳定性和健康发展。
一、名次解释1.生态趋同:不同种类的植物生长在相同的环境条件下,受主导因子的长期作用,产生相同或相似的适应方式。
2.食物链:通过一系列取食和被食的关系而在生态系统中传递,各种生物按取食和被食的关系而排列的链状结构。
3.生态入侵:指由于人类有意识或无意识把某种生物带入适宜栖息和繁衍地区,种群不断扩大,分布区逐步稳步的扩展,这个现象叫生态入侵。
4.群丛:凡是层片结构相同各层片的优势种或共优种相同的植物群落。
5.生态需水:为维持植物正常生长发育所必需的体外环境而消耗的水。
主要用来调节大气温度和湿度。
4.森林生态系统一般由哪几部分组成,每一部分在生态系统中的功能作用如何?答:森林生态系统一般包括森林植物、动物、微生物及无机环境四部分(4分)。
森林植物吸收太阳辐射进行光合作用,制造干物质及贮存能量;动物取食植物或其他动物,进行物质与能量的传递;微生物将有机物分解为无机物质,并将其归还到无机环境中,供再次利用(1.5分);无机环境提供森林生态系统中各种生物所需的能量、物质(1.5分)。
6.简述旱生植物有哪些与干旱环境相适应的形态及生理特征?答:形态特征包括:根系发达;叶子变小或变厚;叶细胞小,细胞壁增厚;气孔变小,排列更紧密,深陷;叶面被毛;角质层加厚;栅栏组织发达,海绵组织不发达;细胞间隙变小.生理特征包括:含糖量高,淀粉与糖的比率降低;细胞液浓度大,渗透势低;原生质透性高;单位叶面积光合作用速率高;对萎蔫的抵抗力强;开花结实早;寿命长等7.简述种群生态对策理论在森林经营中的指导作用?答:生态对策是指在漫长的进化过程中,自然选择在物种进化策略上产生的不同选择,它是物种对生态环境的总的适应策略。
对不同森林植物及动物种群的生态对策进行分析有利于我们在森林生产中采取合理及有效的经营措施(4分)。
在森林病虫害防治中,数量在短期内急剧增加的害虫往往是r对策种,它们的扩散能力强,容易造成极大的危害,控制该类害虫的有效手段是喷洒农药,或选择更为极端的r 对策种实行生物防治;而K对策种增长率低,个体大,数量增加缓慢,造成损失一般较小,对于此类害虫可使用改变害虫稳定环境的方法(3分)。
不同林龄木麻黄人工林细根能量现存量动态吴锡麟;叶功富;张立华【摘要】对福建省惠安县赤湖林场不同林龄木麻黄人工林细根能量现存量的季节动态进行了系统研究.结果表明:各林龄木麻黄人工林活细根和死细根中的灰分现存量和死细根中的能量现存量在3月和7月有两个峰值,而活细根中的能量现存量峰值则出现在秋冬季节和7月份;活细根中的灰分和能量现存量随林龄的增加先升高后下降,但峰值出现的时间不同,灰分出现在24林龄中,而能量则出现在30林龄中,死细根中的灰分和能量现存量随林龄的增加而升高.因此,木麻黄人工林细根能量的固定随着季节和林分林龄的变化而发生相应的变化.%Seasonal dynamics of standing crop of energy for fine roots of Casuarina equisetifolia plantations of different ages was studied at Chihu forestry center of Hui 'an county,Fujian Province.The results showed that the high levels of standing crop of ash both occurred in March and July for living and dead fine roots for different aged C.equisetifolia plantations;while the standing crop of energy was the relatively highest in March and July for dead fine roots,and that was in January,July and November for living fine roots.The standing crop of ash and energy in living fine roots increased and then decreased with forest age.But the standing crop of ash reached the highest in 24-year-old and the standing crop of energy in 30-year-old plantation.the standing crop of ash and energy in dead fine roots both increased with forest age.So season and forest age would be responsible for the energy fixation.【期刊名称】《闽江学院学报》【年(卷),期】2011(032)005【总页数】5页(P120-124)【关键词】木麻黄;细根;能量;季节动态【作者】吴锡麟;叶功富;张立华【作者单位】闽江学院地理科学系,福建福州350108;福建省林业科学研究院,福建福州350012;中国科学院烟台海岸带研究所,山东烟台264003【正文语种】中文【中图分类】Q948木麻黄(Casuarina equisetifolia)自20世纪50年代大规模引种到中国,在东南沿海地区已经有50多年的栽培历史,表现了很好的适应性和丰产性,在防风固沙、改善生态环境和提供木材等方面发挥着巨大作用,成为沿海地区造林的主要树种之一,特别在海岸风口地段的造林中具有不可替代的地位.近年来,由于自然环境和人类的影响,木麻黄防护林存在老化、生长衰退、树种单一、林带结构不理想、低值和低效林分增加、防护效能降低等突出问题,对沿海防护林体系的可持续发展影响极大.其中,林地养分是决定其生长状况的主要因素之一,而林地养分来源主要是地上凋落物及根系,尤其是细根(fine root,多数定义为直径≤2 mm)的分解.因此,细根是森林生态系统生物量和养分库中重要的动态组成部分,在森林生态系统能量流动和物质循环中起着关键性的作用[1].国外对树木细根的研究日益受到研究人员的重视,取得了丰硕的研究成果[2].而森林生态系统中的能量贮存和流动是其维持和发展的基础,因而,研究森林生态系统的能量现存量是森林生态系统结构与功能研究的重要环节.对于人工林来说,能量的贮存过程研究对于提高其生产力具有重要作用[3-4].关于细根的能量,国内开展了少量的研究[5-9].就木麻黄防护林而言,仅见于对其地上部分养分和能量的研究[10-13],对于地下部分,尤其是细根的研究尚未见报道.本研究从2005年1月到2005年12月,对福建滨海沙地上木麻黄人工林细根养分浓度及能量的季节变化动态进行了系统的研究(细根养分动态变化已另文发表[14]),有利于人们更清楚地了解木麻黄人工林生产力提高和产生良好生态效益的机制,对于改善地力、加强人工林的营造具有重要的理论和实践意义. 实验地设在福建省沿海中部惠安县崇武赤湖国有防护林场(118°55'E,23°45'N).属南亚热带海洋性季风气候,年均气温19.8℃,绝对最高气温37℃,绝对最低气温2.2℃,全年无霜期320 d,年均降水量1 029 mm,年均蒸发量2 000 mm,蒸发量大于降雨量,全年干湿季节明显,夏季(7-9月)多台风和暴雨天,秋冬东北风强盛,8级以上的大风天达105 d,年均风速7.0 m·s-1,最大风速32.6 m·s-1,干湿季明显,干旱的频率高.土壤以滨海沙土为主,主要是潮积沙土、红壤性风积沙土、泥炭性风积沙土等,本试验地土壤为均一性风积沙土,沙土层厚度80~100 cm,土壤 pH 5.00,阳离子交换总量4.51 cmol·kg-1,土壤养分含量,有效磷0.25 mg·kg-1,速效钾13.27 mg·kg-1,全氮0.24 g·kg-1,全碳2.48 g·kg-1.试验样地设置在6、12、18、24、30和42年生木麻黄人工纯林内,株行距2.0 m×2.0 m,样地面积为20 m×20 m,木麻黄初始密度2500株/hm2,林下灌木、草本稀少.目前各林龄木麻黄林分主要特征见表1.从2005年1月开始,隔月月初在6、12和18年生样地(20 m×20 m)内根据离树体的远近随机选择20个样点,每样点用内径80 mm、长1 m的土钻钻取70 cm长的土芯,分别在土壤套筛上过筛,剔除其他植被根,捡出木麻黄细根,用清水冲洗干净,根据颜色、外形、弹性及根皮与中柱分离的难易程度来区分活根与死根[7,14].2005 年11 月在24、30 和42 年生林地内按上述方法取样.将所有细根样品置于80℃烘箱中烘干至恒重并记录,然后将细根用植物样品粉碎机粉碎,并通过0.5 mm筛孔,装于袋中备用.细根生物量公式如下:式中:M为细根现存量(t/hm2);m为平均每根土芯根系干重(g);d为土钻内径(8 cm). 热值测定仪器采用上海昌吉地质仪器有限公司生产的XYR-1A型微电脑氧弹式热量计.样品热值以干重热值(每克干物质在完全燃烧条件下所释放的总热量,简称GCV)表示.测定环境是在空调控制20℃左右,每样品重复3次,误差控制在±0.20 kJ,每次试验对仪器用苯甲酸标定.灰分测量采用干灰化法,样品在马福炉中550℃下灰化5 h后测定灰分含量.细根能量现存量为细根生物量现存量和单位质量细根的干重热值乘积而得.灰分现存量是指生物量现存量与其灰分含量的乘积.如图1(a)所示,各林龄木麻黄活、死细根灰分现存量随季节的变化模式相似,总体上表现为从1月份开始升高与降低交错进行的倒“S”型,且活细根的变动幅度较死细根大,其中6、12和18林龄活细根中灰分总量的季节变化范围分别为0.32~0.44、0.53~0.83和0.59 ~1.02 t·hm-2,死细根中分别为0.15 ~0.25、0.20 ~0.37 和 0.21 ~0.33 t·hm-2,活细根中的灰分现存量显著高于相应林龄的死细根.能量现存量是指生物量现存量与其干重热值的乘积.一年中细根的生长、死亡及分解存在的季节变动以及细根热值含量的季节差异,导致了细根能量现存量的季节性差异.木麻黄各林分活、死细根能量现存量的季节变化动态如图1(b)所示,其中,活细根的能量现存量在一年中基本表现为先下降后上升,仅在7月份出现一个小峰值,使得全年变化呈现出“W”型的趋势;而死细根的能量现存量表现为双峰型,分别在3月和7月出现两个峰值,但波动幅度较小.一般在生长季初期,木麻黄新生枝梢开始萌发前,就有一定数量的碳积累,为了满足这个时期生长对水分和养分的需求,必须具有相应的适应机制,以充足的细根参与养分吸收.特别是在7月份,木麻黄的地上部分生长缓慢,养分和能量集中到地下部分的细根中.到了9月份以后,木麻黄的地上部分进入第二个生长高峰,这时水分和养分主要供给地上部分,使得一部分细根因养分短缺而老化,为了减少不必要的呼吸消耗,细根开始大量凋落,所以这个时期死细根储存能量明显减小,直到生长季末林木又生长比较缓慢,细根养分和能量的储存又有所增加.随着林龄的增加,木麻黄活细根和死细根灰分现存量变化动态相似(图2a),都随林龄的增大而增加,在24林龄达到最大值,而后下降,30林龄后又有小幅度增加.如图2b所示,活细根能量现存量从幼林开始逐渐上升,至30林龄达到最大值(166.54 GJ·hm-2)后下降,由于24林龄林分活细根的灰分含量显著较高,其能量现存量(118.66 GJ·hm-2)在18和30林龄之间有所下降.而死细根的能量现存量随林龄的增大一直呈增加的趋势,从6林龄的31.36 GJ·hm-2升高至42林龄的86.32 GJ·hm-2.这表明,随着林龄的增大,能量在木麻黄人工林活细根中逐渐积累,但到达一定阶段,木麻黄防护林处于衰老期,其能量现存量将下降,这与养分的积累是同步的[14].植物能量现存量的大小是衡量植物生产力大小和生产力强弱的指标[15],也是生物生态系统建立的基础,直接决定系统的效益[16-17].细根是森林生态系统生物量和养分库中重要的动态组成部分,在森林生态系统能量流动和物质循环中起着关键性的作用[1].许多林分年净初级生产力的50%以上均用于细根的生产和维持[18],全球平均约为33%[19];通过细根周转对土壤C和养分的输入可能等于甚至超过地上部分枯落物的归还量[20].研究表明,对于森林生态系统,如果忽略根(尤其是细根)的作用,有机质及养分归还将被低估20-80%[21].因此,细根既是森林净初级生产力重要的“汇”[22],又是土壤 C 和养分主要的“源”[23],是研究森林生态系统能量流动和物质循环的关键环节.木麻黄生长在干旱、贫瘠的滨海沙地上,为了满足其生长对水分和养分的需求,木麻黄具有很高的细根生物量[24],因此,其能量现存量较高.木麻黄人工林细根灰分和能量现存量随季节、林龄变化的实验结果与我们的预期基本相似,冬季木麻黄生长较慢,导致养分在细根中积累,夏季生长较快,细根生物量较大,这些都导致细根能量现存量较高.随着林龄的增大,活细根生物量呈现一种先上升后降低的趋势,而死细根则一直增大,所以细根在木麻黄防护林能量流动和养分循环中起着重要作用[14].开展木麻黄人工林细根能量的研究,对涉及到提高木麻黄人工林的光合效率、能量的转化及其利用和评价木麻黄防护林的防护效能方面都具有重要的意义. 鉴于养分是木麻黄细根乃至整个林分生长的主要限制因素,因此在防护林的经营管理上,应依据沿海地区的生态条件状况和海岸林生态系统的特点,以实现人工林生态系统可持续经营为目标,加强对现有林地的管理,特别是林地凋落物的管理,使其能够回到自然,实现土壤养分良性循环,为防护林生态系统可持续经营提供养分保障.春夏季节是木麻黄林分生长较快,对养分需求较旺盛的时候,且雨水较多,此时,在条件具备的情况下可采用人工施肥等方法补充营养,来促进现有防护林的生长,改善林地土壤肥力.另外,木麻黄细根中养分和能量现存量从30林龄开始下降,林分开始衰退,叶功富等人[25]的研究表明,木麻黄林分的防护成熟末期为31~35 a,本文与此结论相符.因此,可以考虑对30年生木麻黄防护林进行更新改造,以促进木麻黄防护林的可持续经营.【相关文献】[1]Usman S,Singh S P,Rawat Y S,et al.Fine root decomposition and nitrogen mineralisation patterns in Quercus leucotrichophora and Pinus roxburghii forests in central Himalaya[J].For Ecol Manage,2000,131(1/2/3):191 -199.[2]张小全,吴可红.森林细根生产和周转研究[J].林业科学,2001,37(3):126-138.[3]祖元刚.能量生态学引论[M].长春:吉林科学技术出版社,1990:135-178.[4]刘世荣,蔡体久,柴一新,等.落叶松人工林群落能量积累、分配、固定和转化的研究[J].生态学杂志,1990,9(6):7-10.[5]廖利平,杨跃军,汪思龙,等.杉木(Cunninghamia lanceolata)、火力楠(Michelia macclurei)纯林及其混交林细根分布、分解与养分归还[J].生态学报,1999,19(3):342 -346. 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