福州市主要森林类型林下灌木层生物量和碳密度研究.pdf
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1、林业勘察设计2023年第1期福州市主要森林类型林下灌木层生物量和碳密度研究肖君*(福建省林业调查规划院,福建 福州350003)摘要:为了解林下灌木层生物量和碳密度变化特征,基于森林火灾风险普查样地调查与森林资源一张图数据,对福州市乔木林主要森林类型林下灌木层生物量和碳密度进行研究。结果表明:(1)福州市乔木林林下灌木层总生物量169.37104t,总碳储量为79.61104t,平均碳密度达1.49t/hm2;(2)不同森林类型林下灌木层碳密度1.111.94t/hm2,其大小依次为人工阔叶林天然阔叶林人工马尾松林天然针叶林人工针叶林人工杉木林;(3)不同森林类型林下灌木层单位面积生物量、碳密
2、度随着乔木层郁闭度的增加总体呈明显减少趋势,生物量大小为低郁闭度中郁闭度高郁闭度;(4)不同森林类型林下灌木层单位面积生物量、碳密度随着乔木层林龄的增加总体呈先减少后增加趋势,生物量大小为幼龄林成、过熟林中龄林近熟林。关键字:森林类型;灌木层;生物量;碳密度;福州市中图分类号:S718文献标识码:A文章编号:1004-2180(2023)01-0001-04为积极应对全球气候变化,提高国家自主贡献力度,2020年9月我国首次提出“二氧化碳排放力争于2030年前达到峰值,努力争取2060年前实现碳中和”的“双碳”战略,并将其纳入经济社会发展全局。森林生态系统在调节全球碳平衡、减缓大气中CO2等温
3、室气体浓度上升以及维护全球气候等方面具有不可替代的作用。研究表明,全球森林植被的碳储量约占陆地植被总碳储量的80%,每年固定的碳约占整个陆地生态系统的三分之二1-3。生物量是森林生态系统运行的能量基础和营养物质来源,是整个生态系统生产力的重要体现,也是反映群落或生态系统功能强弱的重要指标4。林下灌木层是森林生态系统的重要组成部分,在生态保护、植被恢复和碳循环等方面起到重要作用,其生物量、碳密度的研究对整个森林生态系统物质和能量的固定、消耗、积累和转化具有重要意义5-7。目前,关于森林生物量、碳密度等已开展了较多研究8-11,但多集中在乔木层部分,而对林下灌木层的研究较少。鉴于此,本文在野外调查
4、与室内实测数据分析的基础上,结合含碳率计算福州市主要森林类型林下灌木层生物量和碳密度,并对不同郁闭度和龄组下的变化特征进行分析,旨在了解林下灌木层的生物量、碳密度现状及分布特征,提供主要森林类型林下灌木层生物量和碳密度参考值,以期为准确估算森林生态系统生物量和碳储量、探索森林增汇策略、林业碳汇计量监测体系建设等提供科学参考依据。1研究区概况福州市位于福建省中部东端,坐标25152639 N、1180812031 E,土地总面积1.2万km2。福州市属典型的河口盆地,南部大部分为盆地,北部、西部为中低山地,东部丘陵平原相间,从西南向东倾斜,鹫峰山脉、戴云山脉斜切南北,闽江横贯市区东流入海,山地、
5、丘陵约占全市土地总面积的72.7%,主要土壤类型有红壤、赤红壤、黄壤、石质土、粗骨土、紫色土、风砂土、滨海盐土、水稻土等9类。福州市属亚热带海洋性季风气候,光照充足,夏长冬短,年平均日照时数17001 980 h,年平均气温2025,年平均降水量9002100 mm。全市林地面积7.5 105hm2,森林覆盖率58.41%,居全国省会城市第2位,森林蓄积量5.1107m3,森林植被类型丰富、种类繁多,分布有高等植物1500余种。作者简介:肖君(1979-),湖南邵阳人,林业高级工程师,主要从事森林资源调查、林业碳汇计量监测、生态服务功能评价等研究,(E-mail)。*1林业勘察设计2023年第
6、1期2研究方法2.1数据来源依据起源、林分类型将福州市乔木林划分为天然针叶林、天然阔叶林、人工杉木林、人工马尾松林、人工针叶林、人工阔叶林等6种森林类型,其中人工针叶林中杉类树种组成占比7成及以上的均划分为人工杉木林,人工针叶林中松类树种组成占比7成及以上的均划分为人工马尾松林。本研究数据来源于福州市森林火灾风险普查乔木标准地2021年812月实地调查数据,共选取190个样地(表1)。样地布设采用分层抽样法,主要分层因子为起源、郁闭度、龄组、优势树种(组),综合考虑立地因子,选取典型林分布设样地。样地规格25.82 m 25.82 m,选择距样地每个角顶点两边3m处共设置灌木调查样方4个,规格
7、为2m 2 m。表1各森林类型及调查样地基本情况注:各森林类型面积来源于2020年福州市森林资源一张图数据,不包括平潭综合实验区2.2生物量调查与计算方法灌木样方中调查灌木层优势种(包括胸径5cm的幼树)、盖度(冠幅)、株(丛)数(高度30cm不计入)、平均高、平均地径等因子,同时调查每个样地的海拔、经纬度、坡度、郁闭度等环境因子。按照根径与高度处于平均水平的标准选择样方中3株标准灌木,如果灌木为丛生状,则选取12丛平均冠幅的灌丛。采用完全收获法收获并测定标准灌木(灌丛)地上干、枝和叶的鲜重,并取样带回实验室烘干测定含水率,推算单位面积林下灌木层生物量。根据调查样方灌木株数(丛数)、样品鲜重、
8、样品干重数据,计算各样地的灌木生物量。标准灌木(灌丛)总干重=含水率标准灌木(灌丛)总鲜重样方灌木(灌丛)总干重=株数(丛数)标准灌木(灌丛)总干重灌木生物量(t/hm2)=样地所有样方灌木总干重之和样方数量样方面积(m2)?1000010002.3碳储量和碳密度估算方法依据2021年福建省林业局印发实施的福建省森林可燃物标准地调查实施细则,本研究将郁闭度分为低郁闭度(0.200.39)、中郁闭度(0.400.69)和高郁闭度(0.7)3个等级,划分幼龄林、中龄林、近熟林和成过熟林4个龄组。目前,碳储量的估算通常采用生物量乘以含碳率,碳密度的估算通常采用碳储量除以面积12-13。本研究各森林类
9、型林下灌木层的生物量、碳储量和碳密度均不含地下部分,林下灌木层含碳率采用2011年国家林业局发布的全国林业碳汇计量监测技术指南(试行)中的参数,统一取0.47。3结果与分析3.1各森林类型林下灌木层生物量和碳密度福州市乔木林各森林类型林下灌木层总生物量169.37104t,总碳储量79.61104t,单位面积生物量3.16t/hm2,平均碳密度1.49t/hm2(表2)。天然阔叶林林下灌木层生物量最大,其次为人工马尾松林、人工阔叶林,此3种森林类型占总生物量的79.54%;最小为人工针叶林,仅占0.63%。天然林林下灌木层生物量65.82104t,占总生物量的38.86%;人工林林下灌木层生物
10、量103.55104t,占61.14%。阔叶林林下灌木层生物量90.13104t,占总生物量的53.21%;针叶林生物量79.24104t,占46.79%。可见,林下灌木层生物森林类型面积(hm2)样地数(个)主要树种优势灌木平均胸径(cm)平均树高(m)林分密度(株/hm2)天然针叶林5222315马尾松、杉木檵木、竹灌、杜鹃、其它灌木18.814.11 460天然阔叶林15788054栎类、栲类、木荷竹灌、栎灌、胡枝子、其它灌木12.911.02 076人工杉木林7677927杉木鹅掌柴、栎灌、油茶、其它灌木13.812.22 331人工马尾松林14622145马尾松、国外松竹灌、檵木、乌
11、饭、其它灌木17.513.01 603人工针叶林437211马尾松、杉木、国外松檵木、柃木、杜鹃、其它灌木17.112.31 906人工阔叶林9653438相思、木荷、其它硬阔竹灌、油茶、檵木、其它灌木14.412.01 7602林业勘察设计2023年第1期量以人工林为主,阔叶林生物量大于针叶林。各森林类型林下灌木层碳储量的变化特征与生物量一致。从碳密度大小看,人工阔叶林天然阔叶林人工马尾松林天然针叶林人工针叶林人工杉木林,碳密度1.111.94t/hm2,最大值是最小值的1.8倍,高出0.83t/hm2(表2)。3.2不同郁闭度级林下灌木层生物量和碳密度各森林类型林下灌木层单位面积生物量、碳
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