森林重建下碳储量.docVIP

森林重建下碳储量 近年来,气候变化成为世界环境领域关注的焦点,并已经演化为国际的政治经济问题.而人类活动产生的大量二氧化碳则被认为是导致气候变化的主要原因,全球碳循环也因此成了当今研究的热点问题之一.森林生态系统作为陆地生态系统的主体,拥有陆地生态系统80%的地上碳库和40%的地下碳库[1,2],且在维持自身巨大碳库的同时,还吸收了约33%由人类活动引起的碳排放[3],在全球碳循环和潜在的碳存储中扮演着积极且十分重要的角色.减少毁林、加强森林管理、扩大森林面积被认为是增汇减排的重要措施[4,5].为积极应对气候变化,我国于2009年联合国气候变化峰会上提出到2020年新造林4.0times;107hm2,进一步提高我国森林的固碳效益.那么如何更有效地营造这些碳汇林,既经济又能高效固碳,值得人们思考. 人工造林是森林重建的最常见手段,通过定向培育生长迅速、高出材率的树种,以期生产更多的木材,获取更大经济效益.但是,材积高的林分是否一定能带来较高的碳储量,这种传统的营林模式对于碳汇林建设是否依然适用,还有待进一步探索和研究.传统的造林方式通常伴随着迹地清理(割除林下灌草或炼山)、整地(局部整地或全面整地),以利于林木的成活与快速生长,但是这些活动不可避免地会对巨大的土壤碳库产生影响,导致土壤有机碳大量释放.越来越多的研究证实,造林会减少土壤碳储量,不同的造林方式会不同程度地削弱土壤碳库[6~8];而土壤碳储量能够恢复到何种水平,取决于森林类型以及当地的温度和降雨量等环境因子[7].Huang等人[9]研究表明,在我国亚热带地区人工造林后,植被碳库随着时间呈直线递增趋势,但森林土壤碳库却是经历了7~8年的持续降低之后才开始增加,造林20年后才基本达到了造林前的土壤碳库水平.这些结果显示出碳汇林的营造方式必将与传统林业经营管理有所区别,因为碳汇林关注的不仅是林木等植被生产力,还必须考虑对森林土壤碳库的影响. 森林自然更新可以有效减少对土壤碳库的扰动;但是地上生物量累积速率则很大程度上取决于环境因子(水热、土壤等条件)和树种特性.我国亚热带地区水热条件优越,次生植被的生产力较高,有研究表明,江西信丰21年生的次生米槠林蓄积量为191plusmn;35m3hm2,年平均增长量可以达到9.1plusmn;1.7m3hm2[10];次生栲树、木荷林37年生林分平均蓄积量可达240~300m3hm2;年平均生长量6.5~8.1m3hm2[11];浙江杭州35年生木荷林群落年均生产力高达18.47thm2[12].传统森林经营以收获更多木材和更高的出材率为目标,因而主要关注树干,而碳汇林则应该关注整个生态系统的碳汇功能. Laclau[13]和Zheng等人[14]研究表明,次生林的固碳效益优于人工林,而Cuevas等人[15]的研究则显示人工林与次生林之间的碳汇功能没有显著差异.还有一些研究表明人工林的植被固碳能力高于次生林[16~18],但其土壤碳库与次生林无显著差异[19].针对我国新增4.0times;107hm2碳汇林、全面提升我国森林碳汇能力以应对气候变化的承诺,明晰不同重建方式对森林生态系统碳汇功能影响,阐明其对生态系统不同碳库的内在影响机制,对我国碳汇林建设将具有重要指导意义. 1研究区概况 研究区位于江西省龙南县境内的南岭九连山国家级自然保护区虾公塘保护站,在24deg;31prime;~24deg;35prime;N和114deg;26prime;~114deg;29prime;E之间.九连山保护区总面积约13411.6hm2,海拔高度280~1430m,坡度在20deg;~40deg;之间[20],地势南高北低,属于南岭东段九连山山脉的北坡.本区属于典型亚热带气候,温暖湿润,年均气温约16.7℃,年均降水量1954.6mm[21].区内土壤依海拔高度自下而上依次为山地红壤、山地黄红壤、山地黄壤和山地草甸土[22].研究区是中亚热带湿润常绿阔叶林与南亚热带季风常绿阔叶林的过渡地带[23],保存有完整的原生性常绿阔叶林,生物多样性极其丰富,植被类型有亚热带常绿阔叶林、亚热带低山丘陵针叶林、常绿落叶阔叶混交林、山顶矮林及山地草甸,其中以天然常绿阔叶林分布最广[24].本区地带性植被为常绿阔叶林,主要树种包括栲树(Castanopsisfargesii)、米槠(Castanopsiscarlesii)、罗浮栲(Castanopsisfabri)、樟树(Cinnamomumcam-phora)、鹿角栲(Castanopsislamontii)、木荷(Schimasuperba)等. 2研究方法 2.1样地选择 经前期踏查后,于2010年9月和次年11月在保护区内选取了天然次生林(secon