桂北地區不同林齡油茶林碳儲量分配格局

李海露

（湖南省土壤肥料研究所，湖南 長沙 410125）

桂北地區不同林齡油茶林碳儲量分配格局

李海露

（湖南省土壤肥料研究所，湖南 長沙 410125）

調查并分析了桂北地區不同林齡油茶人工林生態系統各部分的碳儲量。結果表明：幼齡林、中林齡、老齡林油茶人工林生態系統總碳儲量分別為91.58、127.97和110.14 mg/hm2，植被層碳儲量分別為6.41、24.12和31.77 mg/hm2，土壤層碳儲量分別為85.17、103.85和78.37 mg/hm2；喬木層和土壤層是生態系統總碳儲量的主體，兩者中的碳儲量所占比例達到總碳儲量的98%以上。

生物量；碳儲量；林齡；油茶

隨著工業化進程的加快，大量化石燃料的燃燒以及土地利用方式的改變等人為因素導致CO2等溫室氣體濃度持續升高，氣候不斷變暖，全球環境日益惡化，引起了一系列的生態環境問題。目前，CO2減排的呼聲日益高漲[1]。

森林生態系統是陸地生態系統的主體，是世界上除海洋之外最大的碳庫，約占全球陸地生態系統地上碳庫的80%和地下碳庫的40%[2]，對全球碳平衡起著十分重要的作用，其碳匯功能越來越受到人們的重視。準確估算森林生態系統的固碳現狀，對合理經營和管理森林、評價森林生態系統碳匯潛力、促進森林和陸地生態系統碳匯功能等均具有重要意義。

油茶（Camellia oleifera）是我國特有的木本食用油料樹種，主要分布在長江以南各區域[3]。因其常綠、葉革質、耐干旱貧瘠、壽命長等特性，是南方地區較適宜的防火樹種[4]。油茶是廣西重要的傳統經濟樹種，全省油茶面積達40萬hm2[5]。作為全國油茶重點產區之一，近年來廣西省高度重視油茶產業的發展。在建設林業強區五大優勢產業、農業千百億元九大產業過程中，油茶均占有一席之地[4]。因此，開展油茶林生態系統固碳現狀研究對評價森林生態系統碳匯潛力、促進森林和陸地生態系統碳匯功能的開發具有重要意義。筆者以廣西省不同林齡的油茶林為研究對象，分析了油茶林碳儲量隨林齡變化的規律，為區域尺度上估算森林生態系統碳庫及碳平衡提供參考依據。

1 材料與方法

1.1 樣地選擇與建立

調查樣地位于廣西壯族自治區北部（桂北）油茶林主產區的三江侗族自治縣、巴馬瑤族自治縣、田林縣，參考廣西森林資源規劃設計調查技術方法，將所調查油茶林劃分為幼齡林（≤6 a）、中齡林（6～30 a）和老齡林（≥30 a），3個階段分別處于初產期、盛產期和衰產期階段。每個林齡階段分別建立3塊立地條件基本一致的、大小為1 000 m2的樣地，各樣地相互間距離超過100 m。

1.2 調查與取樣

喬木調查：對樣地內基徑≥2 cm的油茶全部進行每木調查，記錄樹種名稱、基徑、樹高、冠幅、存活狀況及坐標等信息。灌草、凋落物調查：按“品”字型在樣地內設置3個樣方（2 m×2 m），調查樣方內所有灌木種類、株叢數、高度、基徑、覆蓋度。草本植物調查：在每個樣方內取1 m×1 m 大小的樣框，調查小樣框內所有草本植物的種類、株叢數、平均高度、覆蓋度。

土壤取樣：樣地中多點分層取樣，Ⅰ層0～10 cm、Ⅱ層10～20 cm、Ⅲ層20～30 cm、Ⅳ層30～50 cm、Ⅴ層50～100 cm；同層土壤混勻制樣。

植株體取樣：按調查分層選取相應植株體的根、葉和枝分別制樣。

1.3 分析測定

生物量的測定：喬木層生物量按汪珍川等[6]的油茶人工林生物量估算模型測定（表1）；其他層生物量按樣方內全收獲法測定各器官生物量，并以平均值來推算樣地中該層的總生物量。

表1 油茶人工林生物量估算模型 （kg）

植物碳和土壤碳測定：均采用重鉻酸鉀—濃硫酸氧化外加熱法測定[7]。

2 結果與分析

2.1 不同林齡油茶林的植被碳儲量

由表2可知，不同林齡油茶喬木層碳儲量及各器官碳儲量均隨林齡呈上升趨勢，幼齡林、中齡林和老齡林喬木層碳儲量分別為5.13、24.12和31.12 mg/ hm2。不同林齡油茶喬木層各器官中碳儲量的分配規律均為枝＞根＞葉。各林齡階段中枝碳儲量所占喬木層總碳量的比例最大，在63.19%～67.40%之間，隨林齡增大而增大；根所占比例在18.55%～22.88%之間，隨林齡增大而減小；葉所占比例在13.93%～14.05%之間，和枝一樣隨林齡增大而增大。

由表3可知，3種林齡油茶林的灌木層總碳儲量不同，中齡林階段枝葉繁茂，加上適當的人為管理，無灌木生長；幼齡林和老齡林的灌木層總碳儲量分別為0.07和0.01 mg/hm2；在人為干擾和自然過程作用下各階段油茶林灌木層的碳儲量均較小。灌木層總碳儲量和各器官碳儲量均表現為老齡林小于幼齡林，地下根系小于地上枝葉。

由表4可知，不同林齡油茶林草本層碳儲量有一定差異；其中，幼齡林的草本層碳儲量為0.24 mg/hm2，老齡林的為0.11 mg/hm2，中齡林由于人為管理除草等措施，其草本層碳儲量為零。幼齡林、老齡林的草本層地上部分碳儲量分別為0.15和0.04 mg/hm2，地下部分的分別為0.08和0.07 mg/hm2，表現為幼齡林的碳儲量大于老齡林的；其中，幼齡林階段草本地上碳儲量大于地下碳儲量，而老齡林則相反。幼齡林和老齡林油茶林的凋落物碳儲量分別為0.92和0.51 mg/hm2。

由表5可知，不同林齡油茶林植被總碳儲量隨林齡增加而增加；幼齡林、中齡林和老齡林中植被總碳儲量分別為6.41、24.12和31.77 mg/hm2；不同林齡階段各層次碳儲量分配均不同，幼齡林和老齡林為喬木層＞凋落物＞草本層＞灌木層，中齡林全為喬木層碳儲量；油茶林喬木層碳儲量所占比例在79.99%～100.00%之間，占絕對優勢；幼齡林灌木、草本和凋落物層所占比例分別為2.00%、3.67%和14.35%，老齡林分別為0.08%、0.34%和1.62%。

表2 不同林齡油茶林喬木層碳儲量及器官分配

表3 不同林齡油茶林灌木層碳儲量及器官分配

表4 不同林齡油茶林草本層、凋落物層的碳儲量及其分配

2.2 不同林齡油茶林的土壤碳儲量

從表6中可以看出，各階段油茶林土壤的碳儲量均隨土層深度的加深而降低；其中，0～10 cm土壤的碳儲量最高，占0～100 cm土壤剖面總碳儲量的19.28%～25.71%；0～30 cm土壤碳儲量占比達45.89%～53.71%，是土壤有機碳儲存的主要位置；各林齡階段0～100 cm土壤碳儲量分別為85.17、103.85和78.37 mg/hm2，隨林齡增加表現為先增加后減小趨勢。

2.3 不同林齡油茶林中各層植被及土壤的碳儲量分配比例

由表5和表6可以看出，不同林齡油茶林生態系統的總碳儲量有一定差異，幼齡林、中齡林和老齡林分別為91.58、127.97和110.14 mg/hm2。隨著林齡的增大，油茶林生態系統的總碳儲量呈單峰變化趨勢，以中齡林生態系統碳儲量最大。不同林齡生態系統碳儲量各組分比例不同，如表7所示，土壤和喬木層在生態系統碳存儲中發揮了重要作用；其中，土壤層碳儲量占生態系統總碳庫的71.16%～93.00%，喬木層碳儲量占生態系統總碳庫的5.60%～28.25%，二者所占比例達到生態系統碳儲量的98.60%及以上，而下木層（灌木和草本）和凋落物的碳儲量所占比例很小。

表5 不同林齡油茶林各層次植被碳儲量的分配

表6 不同林齡油茶林各層土壤碳儲量的分配

表7 不同林齡油茶林各層植被及土壤的碳儲量分配比例（%）

3 結 論

林齡是影響桂北地區油茶人工林生態系統碳儲量的重要因子。該研究中，桂北地區的幼齡林、中林齡、老齡林油茶人工林生態系統總碳儲量分別為91.58、127.97和110.14 mg/hm2，隨林齡的增大呈先增后減的趨勢。隨著林齡的增加，油茶林喬木層地上地下總碳儲量隨之增加，老齡林喬木層的碳儲量達到31.12 mg/hm2，分別是幼齡林、中林齡的6.07和1.29倍，表明隨著林齡的增長，油茶林喬木層不斷積累碳素，其碳儲量占到生態系統總碳儲量的5.60%～28.25%。不同林齡油茶林林下灌木層、草本層、凋落物層碳儲量分別在0～0.13、0～0.24和0～0.92 mg/hm2之間，其對整個生態系統碳儲量的貢獻不足2%。各林齡階段土壤碳儲量分別為85.17、103.85和78.37 mg/hm2，其占整個生態系統總碳儲量的比重最大，在71.16%～93.00%之間，且土壤碳儲量主要分布在0～50 cm土壤層內，其比例達到66%以上。總體而言，油茶林生態系統碳儲量主要取決于油茶喬木層和土壤層碳儲量的變化。

[1] Pan Y D，Richard A B，Fang J Y，et al. A large and persistent carbon sink in the world’s forests[J]. Science，2011，333（6045）：988-993.

[2] 張全智，王傳寬. 6種溫帶森林碳密度與碳分配[J]. 中國科學生命科學（中文版），2010，40（7）：621-631.

[3] 宋賢沖，唐 健，覃其云，等. 油茶成熟林生物量積累及營養分配規律[J]. 南方農業學報，2014，45（2）：255-258.

[4] 李 震. 淺析廣西油茶產業現狀及發展對策[J]. 吉林農業（下半月），2013，（4）：225-226.

[5] 陳毓靜，土琳琳，陳小鵬，等. 廣西河池、百色和語州油茶種子含油率和脂肪酸組成測定[J]. 食品科學，2011，32（8）：172-176.

[6] 汪珍川，杜 虎，宋同清，等. 廣西主要樹種（組）異速生長模型及森林生物量特征[J]. 生態學報，2015，35（13）：4462-4472.

[7] 鮑士旦. 土壤農化分析[M]. 北京：中國農業出版社，1998. 33-36.

[8] 文 麗，王克林，曾馥平，等. 不同林齡尾巨桉人工林碳儲量及分配格局[J]. 西北植物學報，2014，34（8）：1676-1684.

（責任編輯：成 平）

CarbonStorageanditsDistributioninCamellia oleifera PlantationsatDifferentStandAgesinNorthGuangxi

LI Hai-lu
（Hunan Institute of Soil and Fertilizer, Changsha 410125, PRC）

The carbon storage of Camellia oleifera stands at different stand ages (young, middle-aged, old-aged forest) were investigated and calculation. The results showed that the total carbon storage of Camellia oleifera plantation ecosystems at different stand ages were 91.58, 127.97, and 110.14 mg/hm2, respectively; the carbon storage of vegetation layer were 6.41, 24.12, and 31.77 mg/hm2, respectively; the carbon storage of soil layer were 85.17, 103.85, and 78.37 mg/hm2, respectively. Carbon storage of each layer in Camellia oleifera plantation had different percentages of total carbon storage in the plantation, which in soil layer and tree layer was the highest and the sum of the two contributed more than 98% of the total carbon storage in the Camellia oleifera forest ecosystems.

biomass; carbon storage; stand age; Camellia oleifera

S718.5

A

1006-060X（2017）05-0053-03

10.16498/j.cnki.hnnykx.2017.005.015

2017-01-09

湖南省農業科技創新資金專項（2016QN24）

李海露（1986-），男，湖南郴州市人，研究實習員，主要從事土壤生態研究工作。