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南宁树木园壳斗科三种人工林碳储量及分配格局：特征、差异与影响因素探究

一、引言

1.1研究背景与意义

在全球气候变化的大背景下，大气中二氧化碳等温室气体浓度的持续攀升，引发了诸如全球气温上升、极端气候事件频发等一系列严峻问题，对人类的生存与发展构成了巨大威胁。森林作为陆地生态系统的主体，在全球碳循环中扮演着极为关键的角色。通过光合作用，森林能够吸收大量的二氧化碳，并将其固定为有机碳，从而发挥强大的碳汇功能，有效减缓温室气体在大气中的积累。据相关研究表明，森林生态系统所储存的碳量约占陆地生态系统碳储量的一半以上，这充分彰显了森林在调节全球气候方面的重要价值。

人工林作为森林资源的重要组成部分，其面积近年来在全球范围内呈现出显著的增长趋势。人工林不仅能够提供丰富的木材及其他林产品，满足社会经济发展的需求，还在固碳减排、改善生态环境等方面发挥着不可替代的作用。对人工林碳储量及其分配格局的深入研究，对于准确评估森林生态系统的碳汇功能、制定科学合理的林业发展政策以及有效应对气候变化等，都具有至关重要的意义。

南宁树木园位于广西壮族自治区南宁市，地理位置优越，气候条件适宜，拥有丰富的森林资源，其中壳斗科人工林占据了一定的比例。壳斗科植物作为亚热带森林的主要建群种之一，具有生长迅速、适应性强、材质优良等特点。对南宁树木园壳斗科三种类型人工林（如米老排人工林、红椎人工林、黧蒴栲人工林）的碳储量及其分配格局展开研究，具有多重重要价值。一方面，能够深入了解该区域壳斗科人工林的碳汇能力和碳循环特征，为准确评估区域森林生态系统的碳汇功能提供详实的数据支持和科学依据；另一方面，通过揭示不同类型壳斗科人工林碳储量的差异及其影响因素，可为该地区人工林的科学经营管理提供针对性的建议，有助于优化林分结构、提高森林质量，进一步增强森林的碳汇能力，促进区域林业的可持续发展。此外，本研究成果还能为全球森林碳循环研究提供有益的补充，丰富和完善相关理论体系，在应对气候变化的国际合作中贡献积极的力量。

1.2国内外研究现状

森林碳储量的研究一直是国内外学者关注的焦点领域。国外学者在该领域起步较早，进行了大量的基础性研究工作。早期，主要通过样地调查、直接收获法等传统手段，对森林植被的生物量和碳储量进行估算，为后续研究奠定了坚实的数据基础。随着科技的不断进步，遥感技术、地理信息系统（GIS）等先进技术手段逐渐应用于森林碳储量的研究中。例如，利用高分辨率卫星影像，能够获取森林的空间分布、植被覆盖度等信息，结合地面样地数据，可实现对大尺度森林碳储量的快速估算；雷达遥感技术则能够穿透植被冠层，获取森林内部结构信息，为准确估算森林碳储量提供了新的途径。此外，国外学者还构建了多种生态系统模型，如BIOME-BGC、CENTURY等，这些模型综合考虑了碳循环的各个过程，包括光合作用、呼吸作用、凋落物分解等，能够模拟不同森林类型在不同环境条件下的碳储量动态变化，为森林碳管理提供了重要的决策支持。

国内在森林碳储量研究方面也取得了丰硕的成果。研究范围覆盖了从热带到寒温带的各类森林生态系统，对不同森林类型的碳储量、碳密度及其影响因素进行了深入探究。在研究方法上，不仅借鉴了国外的先进技术和经验，还结合我国的实际情况进行了创新和改进。例如，在利用遥感技术估算森林碳储量时，针对我国森林类型复杂、地形地貌多样的特点，发展了一系列适合我国国情的遥感反演模型，提高了估算的精度和可靠性。同时，国内学者还开展了大量关于人工林碳储量的研究工作。我国人工林面积居世界首位，对人工林碳储量的研究对于评估我国森林碳汇潜力、制定林业发展战略具有重要意义。研究表明，我国人工林具有显著的碳汇能力，但其碳储量和碳汇潜力受到树种选择、林龄结构、经营管理措施等多种因素的影响。

关于壳斗科人工林碳储量的研究，国内外也有一定的报道。研究发现，壳斗科树种具有较高的生物量和碳储量，在森林碳汇中发挥着重要作用。不同壳斗科树种的碳储量存在差异，这与树种的生物学特性、生长环境等因素密切相关。然而，当前对于壳斗科人工林碳储量的研究还存在一些不足之处。一方面，研究区域相对局限，大多集中在少数几个地区，缺乏对不同气候带、不同立地条件下壳斗科人工林碳储量的系统性研究；另一方面，研究方法和模型的准确性和普适性还有待进一步提高，对于一些复杂的生态过程，如土壤碳动态、森林与大气之间的碳交换等，还需要深入探究。此外，对于壳斗科人工林碳储量在不同林分层次（乔木层、灌木层、草本层、土壤层）的分配格局以及其随时间的动态变化规律，研究还不够全面和深入。

本文旨在以南宁树木园壳斗科三种类型人工林为研究对象，通过实地调查、样品采集与分析，结合先进的技术手段和模型方法，系统研究其碳储量及其分配格局，弥补当前研究的不足，为区域森林碳汇评估和人工林经营管