魏勝利，于立峰，崔璨，趙陽(yáng)

張廣才嶺不同類型林分碳密度分布規(guī)律研究

魏勝利1，于立峰1，崔璨2，趙陽(yáng)3

（1.黑龍江省林業(yè)廳，黑龍江哈爾濱150040；2.東北林業(yè)大學(xué)，黑龍江哈爾濱150040；3.東京城林業(yè)局，黑龍江牡丹江157400）

采用干燒法對(duì)張廣才嶺7個(gè)主要林型的碳密度分布規(guī)律進(jìn)行了研究。結(jié)果表明：五角槭林碳密度為83.015t·hm－2，三大硬闊林為117.563t·hm－2，榆樹(shù)林為124.853t·hm－2，蒙古櫟林為179.323t·hm－2，落葉松林為95.803t·hm－2，白樺林為153.354t·hm－2，椴樹(shù)林為139.322t·hm－2；林分的平均碳密度是126.346t ·hm－2，在平均碳密度中，喬木層占97.6%，凋落物層占2%，林下植被層占0.6%。

碳密度；林型；分布規(guī)律；張廣才嶺

1 研究目的

本研究選擇張廣才嶺寧安市東京城林業(yè)局的天然色木林、三大硬闊林、榆樹(shù)林、柞樹(shù)林、白樺林、人工落葉松林、椴樹(shù)林［2］等7種主要森林植被類型，據(jù)此對(duì)不同林分和層次碳密度空間分布規(guī)律進(jìn)行了研究，明確其碳庫(kù)的分布特征及其變化規(guī)律。

2 區(qū)域地貌概況

張廣才嶺位于黑龍江省東南，屬長(zhǎng)白山山脈，由松花江干流與牡丹江匯合處起呈北東－南西走向，一直沿至吉林敦化、蛟河以南地區(qū)，成為松花江干流、第二松花江與牡丹江分水嶺。尚志、方正、賓縣和阿城之間有張廣才嶺向西北方向伸出的一個(gè)低矮支脈。中部主要是中山，一般海拔在800～1000 m。最高峰大禿頂子山海拔為1760m。張廣才嶺的邊緣地帶，由于長(zhǎng)期的侵蝕切割，山體高度顯著降低，一般為600m左右的低山。山頂渾圓。張廣才嶺的西北支脈，即尚志－阿城之間多為丘陵，少數(shù)為低山。海拔500m左右，相對(duì)高度在50～100m，巖石以花崗巖為主，中山和低山區(qū)域有較大面積的闊葉紅松林分布。低山和丘陵大部分生長(zhǎng)著次生林和人工林。［1］

3 數(shù)據(jù)的收集和估算方法

3.1 標(biāo)準(zhǔn)地喬木林分類型測(cè)定

根據(jù)研究需要在3個(gè)林場(chǎng)設(shè)置8塊能代表林分的臨時(shí)標(biāo)準(zhǔn)地，1塊標(biāo)準(zhǔn)地內(nèi)設(shè)三個(gè)30m×30m樣地（共24個(gè)臨時(shí)樣地）。在標(biāo)準(zhǔn)地內(nèi)對(duì)胸徑大于5 cm林木進(jìn)行每木檢尺并按徑階記錄，計(jì)算出不同樹(shù)種的平均胸徑，測(cè)出平均樹(shù)高，計(jì)算蓄積，求出標(biāo)準(zhǔn)地樹(shù)種組成，確定林分類型。［3］

3.2 林下植被生物量測(cè)定

在每個(gè)樣地內(nèi)隨機(jī)設(shè)置3個(gè)2m×2m有代表性的小樣方，總計(jì)72個(gè)樣方。對(duì)樣方內(nèi)的胸徑小于5cm小喬木和灌木進(jìn)行全株生物量測(cè)定，均勻取樣稱質(zhì)量，再烘干稱質(zhì)量，求出干質(zhì)量。

在每個(gè)樣地內(nèi)隨機(jī)設(shè)置3個(gè)1m×1m有代表性的小樣方，總計(jì)72個(gè)樣方。對(duì)樣方內(nèi)的草本進(jìn)行生物量的測(cè)定，取樣稱質(zhì)量，再烘干稱質(zhì)量。

在每個(gè)樣地內(nèi)隨機(jī)設(shè)置3個(gè)0.5m×0.5m有代表性的小樣方，總共72個(gè)樣方。對(duì)樣方內(nèi)枯枝進(jìn)行生物量測(cè)定，取樣稱質(zhì)量，烘干稱質(zhì)量。

與枯枝方法相同測(cè)定枯葉和半分解層，并取樣稱質(zhì)量，烘干稱質(zhì)量，求出干質(zhì)量。

在每個(gè)樣地內(nèi)隨機(jī)設(shè)3個(gè)點(diǎn)進(jìn)行土壤剖面分析，取土壤A層，B層，C層的樣品。

3.3 喬木層生物量的測(cè)定

確定標(biāo)準(zhǔn)地內(nèi)優(yōu)勢(shì)樹(shù)種后，選取兩個(gè)優(yōu)勢(shì)樹(shù)種，共計(jì)6株樹(shù)，其中優(yōu)勢(shì)木2株，中等木2株，被壓木2株，對(duì)每株樹(shù)進(jìn)行全株生物量測(cè)定；其中：對(duì)枝葉分上、中、下三層測(cè)定，每層選取3～5株標(biāo)準(zhǔn)枝，對(duì)枝、葉分別測(cè)定，稱質(zhì)量，用截?cái)喾?，分?m一段；對(duì)樹(shù)干分段進(jìn)行稱質(zhì)量；用挖根法對(duì)每株樹(shù)的根進(jìn)行全根稱質(zhì)量，分三個(gè)標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行稱質(zhì)量，根＜2cm，2 cm＜根＜5cm，5cm＜根，稱質(zhì)量。對(duì)每層的枝、葉、根、干進(jìn)行取樣稱質(zhì)量，再烘干稱質(zhì)量。求出各部位的干質(zhì)量。［1］

在樣地內(nèi)每木檢尺后，對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行統(tǒng)計(jì)，得出該樹(shù)種的平均胸徑，通過(guò)樹(shù)高胸徑表查出平均樹(shù)高，對(duì)六株標(biāo)準(zhǔn)木進(jìn)行解析，建立生長(zhǎng)模型，用回歸方程W＝a（D2H）b推算出該樹(shù)種的喬木層的生物量［4］。

3.4 碳素的測(cè)定

將取來(lái)的樣本粉碎過(guò)100目篩，過(guò)篩樣品在60℃的烘干箱烘干24h，然后稱取50mg左右，烘干樣品，用干燒法測(cè)定碳素。

3.5 數(shù)據(jù)估算方法

MD—林分碳的密度，QDj—喬木樹(shù)種碳的密度，Mj—各樹(shù)種在林分內(nèi)所占比例

其中QD—喬木樹(shù)種的碳密度，DSDBDLDR—干、枝、葉、根的碳密度（t·hm－2），BSBBBLBR—干、枝、葉、根的生物量（kg），SCBCLCRC—干、枝、葉、根的含碳率，AB—喬木樹(shù)種碳素加權(quán)平均值，AD—喬木樹(shù)種碳素算術(shù)平均值。

MDj—各林分碳的密度，GD—總林分平均碳密度

4 結(jié)果分析

4.1 碳密度在各林分及各層次間的分布特征

從表1中的結(jié)果可以看出，黑龍江省張廣才嶺地區(qū)的平均碳密度是126.346t·hm－2。從同一林型分布來(lái)看，喬木層所占的比例最大，為95%～98.4%，所占比例中椴樹(shù)林最大，占98.4%，最小的是色木林95%，平均值97.6%。從平均值可以看出，各層所占比例由大到小是：?jiǎn)棠緦?23.316t· hm－2，半分解層1.117t·hm－2，枯葉1.048t· hm－2，枯枝0.327t·hm－2，灌木層0.212t· hm－2，草本0.183t·hm－2，小喬木層0.142t· hm－2。從結(jié)果得出，在森林中碳主要在喬木層，占97.6%，其次是凋落物，占2%，林下所占最小，只占0.4%。從中可知，碳儲(chǔ)量的大小與生物量正相關(guān)，生物量越高，碳儲(chǔ)量越大。因此，碳密度的大小，與立地、樹(shù)種組成、林齡、林分密度相關(guān)。

表1 碳密度分布表

從表1可知，在不同的林型中，各個(gè)林層碳密度的分布差異很大，最大的是柞樹(shù)林179.323t· hm－2，其次是白樺林153.354t·hm－2，然后分別是椴樹(shù)林139.322t·hm－2，榆樹(shù)林124.853t· hm－2，三大硬闊林117.563t·hm－2，落葉松林95.804t·hm－2，最小的是色木林83.015t·hm－2。從相對(duì)偏差可以看出，林型不同差異較大。因此，計(jì)算時(shí)，不同的林分要用不同的林型碳密度值來(lái)計(jì)算。這里需要說(shuō)明的是，落葉松人工林由于偷伐比較嚴(yán)重，受到很大程度的破壞。因此，人類活動(dòng)對(duì)碳素影響很大。

5 結(jié)論

5.1 碳密度分析中，所有林分的平均值是126.346 t·hm－2，與國(guó)家碳密度均值126.5t·hm－2相當(dāng)。各層所占的比例中，喬木層最大，占97.6%，次之是凋落物層2%，最少的是林下植被層0.4%。因此在森林碳儲(chǔ)量中，碳主要集中在喬木層上，當(dāng)然，凋落物層在碳循環(huán)中也是不可或缺的環(huán)節(jié)，也能儲(chǔ)存大量的碳。不同林型的碳密度差異很大，因此在估算碳匯時(shí)，分不同林型估算更能準(zhǔn)確地得到結(jié)果。

5.2 碳儲(chǔ)量的大小與生物量呈正相關(guān)，生物量越高，碳儲(chǔ)量越大。因此，碳密度的大小，與立地、樹(shù)種組成、林齡、林分密度密切相關(guān)。

［1］李景文，陳大珂.黑龍江森林［M］.哈爾濱：東北林業(yè)大學(xué)出版社，1993：13－14

［2］楊國(guó)亭，李鳳日.黑龍江森林碳儲(chǔ)量分布及動(dòng)態(tài)研究［M］.哈爾濱：東北林業(yè)大學(xué)出版社，2017：12－17

［3］孟憲宇.測(cè)樹(shù)學(xué)［M］.北京：中國(guó)林業(yè)出版社，1996：60－64

［4］趙惠勛.黑龍江省闊葉紅松林區(qū)主要林分生物量和生產(chǎn)力［M］／／周曉峰.中國(guó)森林生態(tài)系統(tǒng)定位研究.哈爾濱：東北林業(yè)大學(xué)出版社，1994

Distribution Law of Carbon Density in Different Forest Types in Zhangguangcai Mountain

Wei Shengli1，Yu Lifeng1，Cui Can2，Zhao Yang3
（1.Forestry Dept.of Heilongjiang Province，Harbin150040，China；2.Northeast Forestry University，Harbin150040，China；3.Dongjingcheng Forestry Bureau，Mudanjiang157400，China）

The carbon density distribution of seven main forest types in Zhangguangcai Mountain was studied by dry burning method.Result shows that the carbon density of Acer monois83.015t·hm－2，and the carbon density of three hardwood species are117.563t·hm－2；the carbon density of the plantation of Ulmus pumila，Quercus mongolica，Larix gmelinii，Betula platyphylla，Tilia tuan is124.853t·hm－2，179.323t·hm－2，95.803t· hm－2，153.354t·hm－2，139.322t·hm－2.The average carbon density of stand is126.346t·hm－2；in the average carbon density，the tree layer，litter layer and vegetation layer under the tree crowns constitute97.6%，2%＆0.6%.

carbon density；forest type；distribution law；Zhangguangcai Mountain

S718

A

10.13601／j.issn.1005－5215.2017.07.020

2017－05－11

魏勝利（1978－），男，新疆石河子人，碩士，高級(jí)工程師，主要從事森林調(diào)查設(shè)計(jì)、森林經(jīng)理、林業(yè)碳匯計(jì)量監(jiān)測(cè)等研究.