广西不同林龄马尾松碳储量及分配格局

徐慧芳，宋同清，黄国勤，彭晚霞，曾馥平，张浩，杜虎*

（1.中国科学院亚热带农业生态研究所亚热带农业生态过程重点实验室，湖南， 长沙 410125；2. 中国科学院环江喀斯特生态系统观测研究站，广西， 环江 547100；3.江西农业大学生态科学研究中心，江西， 南昌 330045）

广西不同林龄马尾松碳储量及分配格局

徐慧芳1，2，宋同清1，2，黄国勤3，彭晚霞1，2，曾馥平1，2，张浩1，2，杜虎1，2*

（1.中国科学院亚热带农业生态研究所亚热带农业生态过程重点实验室，湖南， 长沙 410125；2. 中国科学院环江喀斯特生态系统观测研究站，广西， 环江 547100；3.江西农业大学生态科学研究中心，江西， 南昌 330045）

在生物量调查的基础上，对广西5 a、15 a、21 a、32 a 和60 a马尾松（Pinus massoniana）人工林生态系统碳储量及其分配特征进行了研究。结果表明：马尾松人工林生态系统碳储量为60 a（277.04 t/hm2）＞32 a（250.05 t/hm2）＞21 a（208.05 t/hm2）＞5 a（130.35 t/hm2）＞15 a（128.02 t/hm2）；马尾松人工林植被层碳储量为31.18-159.52 t/hm2，占总碳储量的23.92%-57.58%，随着林龄的增加而增加；凋落物层为1.42-3.59 t/hm2，占0.51%-2.80%，随林龄的增加呈“M”型变化趋势。土壤层碳储量为32 a（136.52 t/hm2）＞ 60 a（116.09 t/hm2）＞ 21 a（115.28 t/hm2）＞5 a（96.66 t/hm2）＞15 a（78.58 t/hm2），随林龄的增加呈倒“N”型变化趋势。马尾松人工林5 a、15 a、21 a、32 a林龄阶段碳储量均表现为土壤＞植物＞地被物，地下＞地上，60 a阶段碳储量则表现为植物＞土壤＞地被物，地上＞地下。植被层碳储量以乔木层最大（28.30-157.79 t/hm2），占90.76%-98.92%，其中乔木层碳储量主要分布在树干（20.51-120.32 t/hm2），占乔木层总碳储量的71.52%-76.25%，随林龄的增加而增加。桂东南马尾松平均年净固碳量为7.91 t/（hm2·a），其中32 a（10.37 t/（hm2·a）最大，固碳能力强，是一种优良的碳汇林树种。

碳储量；分配格局；年净固碳量；林龄；马尾松

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工业革命后，大气中CO2浓度急剧上升，其浓度以1.9 ppm/a的线性速率增加［1］，对全球温室效应增强及气候变化等生态环境问题造成严重威胁［2］。在陆地生态系统碳循环中，森林生态系统对于降低大气CO2含量和减缓全球气候起着关键性的作用［3］。国内外对不同森林类型的生物量及碳储量进行了大量研究［4-5］，王效科和冯宗炜［6］、刘国华等［7］和周玉荣等［8］分别利用森林资源清查结果，结合森林生态系统生物量与生产力的研究，对近50 a来我国森林碳库及其动态进行了评估，为评价北半球中高纬度地区碳库和我国森林碳汇功能奠定了基础［9］。当前，随着退耕还林和防护林建设等林业工程的实施，我国人工林面积快速增加，人工林在生物量及CO2吸收和固定等方面的作用越来越得到重视［10-11］。

马尾松（Pinus massoniana）是我国特有的速生、丰产乡土树种，也是我国东部亚热带湿润地区分布最广、资源最丰富的针叶树种［12-13］，在林业生产中一直占有重要地位。目前，有关马尾松不同林龄的生物量和碳储量的研究多限于某一林龄阶段，对其时空分布格局研究不够［14-16］。本文基于桂东南马尾松幼龄林、中龄林、近熟林、成熟林和过熟林的生物量测定，探讨马尾松人工林碳储量及其分布格局随林龄的变化规律，为区域尺度上估算森林生态系统碳库及碳平衡提供基础依据和科学参考。

1 研究区概况

研究区位于广西壮族自治区马尾松主产区（104°28′-112°04′ N、20°54′-26°23′ E），据第八次森林资源清查结果统计，广西马尾松面积达2.50×106hm2，蓄积1.49E×108m3［17］，主要分布在广西东南部，该区域西北部、北部属云贵高原边缘，东北部属南岭山地西段，山势高峻，平均海拔在1 000-1 500 m；东部、南部、西南部地势较低，以低山丘陵为主，平均海拔在1 000 m以下；中部地势低，以丘陵、平原为主，平均海拔在500 m以下。广西属亚热带季风气候区，年平均气温21.1 ℃，年日照时数1 396 h，≥10 ℃年积温达5 000-8 300 ℃，持续日数270-340 d。年均降雨量在1 835 mm。

2 研究方法

2.1 样地选择与建立

参照《IPCC优良做法指南》对系统随机抽样的建议和广西马尾松人工林的分布特征，基于广西第八次森林资源清查数据和广西马尾松人工林林龄、林组划分标准［18］，计算马尾松人工林幼龄林（5 a）、中龄林（15 a）、近熟林（21 a）、成熟林（32 a）、过熟林（60 a）5个不同林龄在广西各县（市）的面积、蓄积综合权重，按照典型性、代表性原则，选择权重最大的县（市）分别建立5个不同林龄（5 a、15 a、21 a、32 a、60 a）马尾松人工林样点22个（每个样点分布情况见图1），每个样点建立同一林龄的3块重复样地，各样地的立地条件基本一致，相互距离＞100 m，样地大小为1 000 m2（50 m×20 m），共计66个样地。

将每块样地进一步划分为10个10 m×10 m的样方。乔木层调查以10 m×10 m小样方为基本调查单元，调查DBH ≥5 cm （距离树干基部1.3 m处的直径）的个体，包括活立木和死立木。记录树种名称、胸径、树高、冠幅、坐标及存活状况等；灌草、凋落物调查取样：按“品”字型在样地内设置3个2 m×2 m的小样方，调查所有灌木种类、株丛数、高度、基径、覆盖度，在每个2 m×2 m的小样方内各取1个1 m×1 m的小样框，调查草本种类、株丛数、平均高度、覆盖度（表1）。同时用GPS定位。

表1 不同林龄马尾松人工林的林分特征Table1 The features of the Pinus massoniana plantation with different stand ages

2.2 生物量的测定

乔木层：在每木调查的基础上，以2 cm为径阶，根据中央径阶多、两端逐次少的原则，选择不同林龄和径阶的马尾松共18株作为样本，测定其基径、胸径、树高和冠幅，并按2 m区分段锯断称量，在树干基部、胸径、中部及顶端分别锯取一个圆盘测定含水量；并分别称取枝条和叶片的鲜质量；根的生物量采用全挖法，测定其鲜质量；同时，按不同器官和根系组成采集各部分器官的分析样各300 g带回实验室，在105 ℃烘箱内杀青2 h，调至75 ℃下烘干至恒重，计算含水率后，将各器官的鲜质量换算成干质量。利用样木各器官（干、枝、叶、根）的干重和总干重，建立各器官及生物量与样木胸径（D）的幂回归方程（表2）：

图1 不同林龄样点分布图Fig. 1 Distribution map of different stand ages

表2 马尾松人工林生物量估算模型Table2 Regression models of biomass for the Pinus massoniana plantation

式中：W表示各器官的生物量（kg/株）、D表示胸径（cm）、a与b为方程中的待估参数。方程的相关系数在0.732-0.991之间，t检验均达到极显著水平（P＜0.01），表明模型可用来计算马尾松林的生物量。根据样地每木调查的结果及相应的回归方程，计算乔木层各个体的生物量，求和即为乔木层的总生物量。灌木层、草本层和地上与地下凋落物生物量均采用样方收获法测定［19-20］。

2.3 土样采集

在每个样地中挖取一个典型剖面，因随着土壤层次的增加，土壤碳含量差异逐渐变小，故按0-10 cm（Ⅰ层）、10-20 cm（Ⅱ层）、20-30 cm（Ⅲ层）、30-50 cm（Ⅳ层）、50-100 cm（Ⅴ层）分层取样，并用环刀测定容重［21］。然后将各土层土样混合后，带回实验室自然风干后，采取四分法取土样过筛以备分析测定，同时测定石砾含量。

2.4 样品分析

植物碳和土壤碳均采用重铬酸钾—浓硫酸氧化外加热法测定全碳含量［22］。

2.5 碳储量计算

乔木层、林下植被（灌木层、草本层）和凋落物层的碳储量以单位面积其生物量或现存量（t/hm2）乘以相应的碳含量求得。土壤层碳储量的计算公式如下［23-24］：

式中：SOCn为分n层调查的土壤单位面积碳储量（t/hm2），Gi为第i层直径≥2 mm的石砾含量（%），Di为第i层土壤容重（g/cm3），Ci为第i层土壤有机碳含量（g/kg），Ti为第i土层的厚度（cm）。

2.6 植被层净生产力与年净固碳量

估算确定森林生态系统同化CO2的能力是森林生态系统生产力研究的重要内容之一。人工林林分净生产力公式为：

式中：ΔPm为tl-t2期间植物林分净生产力，Yn为植物的生产量、ΔLn为植物的调落物及枯损物量、ΔGn为被动物吃掉的损失量。其中，ΔGn的测定非常困难，通常多以平均净生产量NPP衡量林分生产力的高低，计算公式为：

式中：NPP为年平均净生产力，W为林分各部分生物量，a为林分年龄或器官年龄。干材、枝和根系的平均净生产量按林分的实际年龄计算，因不同林龄的林分，其松针的构成、针龄不同，以1、2 a生为主。5、15、21、32、60 a生林分的松针叶龄分别取1.4、1.5、1.7、1.8、1.8 a［25］。灌木、草本、地被物以2 a计算［22］。根据马尾松人工林各组分净生产力和相应组分碳含量的积计算出各组分年净固碳量。

2.7 数据处理

所有马尾松人工林碳贮量数据及多重比较分析、人工林生物量回归方程模型建立均在Excel2003和SPSS18.0中进行处理。

3 结果与分析

3.1 植物碳储量

3.1.1 乔木层碳储量及分配 马尾松乔木层碳储量及各器官碳储量均随林龄的增大而增大（表3），5 a、15 a、21 a、32 a和60 a乔木层碳储量分别为28.30、44.40、86.26、107.81和157.79 t/hm2，且各器官碳储量均有极显著差异。各器官碳储量均随林龄的增大而增加，除21 a阶段叶碳储量略有下降外。不同林龄马尾松乔木层各器官中碳储量的分配比例略有不同，5 a、15 a和21 a为：干＞枝＞根＞叶，32 a和60 a均为：干＞根＞枝＞叶。每个林龄阶段树干的碳储量均为最大，占整个乔木层碳储量的71.52%-76.25%，且随着林龄的增大呈现波动上升趋势；叶和枝所占比例在1.32%-4.15%和10.83%-13.86%之间，随林龄增大呈减小的趋势，根的比例在9.76%-11.59%之间，随林龄增大呈增大的趋势。表明随着马尾松林龄的增长，树干是碳储量积累最多的器官；同时干材也随着林龄的增加，是一个碳净积累的过程，因根、枝、叶部分的衰老组织脱落，在碳积累过程中也是一个比较强烈的碳循环过程。

表3 马尾松人工林乔木层碳储量及分配Table3 Carbon storage and allocation in the tree layer under Pinus massoniana plantation

3.1.2 林下植被碳储量 马尾松人工林由5 a发展至15 a阶段，林分郁闭度增加，灌木层碳储量随着生物量急剧减少而呈现下降趋势（表4），至21 a阶段由于林分保存率下降，灌木层碳储量随生物量急剧增加而达到最大值，其后随着林分保存率的相对稳定、林分不断生长和郁闭度的增加，灌木层碳储量又呈下降趋势。灌木层总碳储量在0.29-2.10 t/hm2之间，总碳储量和各器官碳储量变化主要表现为先降后增再降的趋势，15 a时降到最小值，最高值出现在21 a时期，随后逐渐下降。不同林龄阶段灌木层各器官的碳储量的分配比例不同，5 a和15a时为根＞枝＞叶，21 a、32 a和60 a为枝＞根＞叶，均以叶的比例最小。各器官碳储量所占的比重随林龄的变化发生波动性变化。其中灌木叶、枝与根呈“W”变化：5 a至15 a阶段显著下降，15 a发展至21 a阶段呈增加趋势，32 a时期又下降。

不同林龄马尾松林草本层碳储量不同（表5），为1.01-2.09 t/hm2，马尾松21 a阶段开始进入生长高峰期，且林分密度偏高，草本层碳储量随着生物量逐渐增大而增加。直至60 a阶段时，由于马尾松林过度密闭，导致草本层碳储量又急剧下降，各林龄阶段草本地上部分碳储量均大于地下部分。

从表5可知，各林龄阶段凋落物碳储量变化范围较大，为：15 a＞32 a＞5 a＞ 21 a＞60 a，且随着林龄的增加呈现波动趋势，呈“M”型变化趋势，其中60 a马尾松人工林林下凋落物碳储量最低，为1.42 t/hm2，其原因可能是随着林龄的增加，林分郁闭度差异较大，凋落物碳储量变化也较为明显。

表4 马尾松人工林灌木层碳储量及分配Table4 Carbon storage and allocation in the shrub layer under Pinus massoniana plantation

表5 马尾松人工林草本层及凋落物碳储量分配Table5 Carbon allocation in the herb layer and litter fall under the Pinus massoniana plantation

3.2 马尾松人工林土壤碳

马尾松不同林龄土壤容重总体上均随土层深度的加深而升高（图2）。各层土壤容重及均值随林龄增大而减小，即5 a（1.323 g/cm3）＞15 a （1.295 g/cm3）＞21 a（1.286 g/cm3） ＞32 a（1.248 g/cm3）＞60 a（1.205 g/cm3）。马尾松在不同林龄阶段，同一土层的土壤有机碳的碳含量均存在差异（图3），各层及平均土壤碳含量的总趋势为21 a＞15 a＞32 a＞5 a＞60 a。

马尾松的同一林龄土壤的不同层次以及同一层次的不同林龄的碳储量，除0-10 cm土层变化趋势与碳含量相同外（表6），其余土层变化趋势与碳含量变化趋势均不同，表现为马尾松10-20 cm、20-30 cm、30-50 cm、50-100 cm土层土壤有机碳含量马尾松人工林生态系统总碳储量主要包括乔木即先增加，21 a为最大，其后呈下降趋势；而马尾松10-20 cm土壤碳储量先增加直至32 a为最大，32-60 a阶段时呈下降趋势，5-15 a林龄20-30 cm、30-50 cm、50-100 cm土层碳储量变化趋势呈倒“N”型下降趋势，15-32 a呈上升趋势，32-60 a呈下降趋势。

图2 不同林龄不同土层厚度的土壤容重Fig. 2 Soil bulk density of different layers under the Pinus massoniana plantation

图3 不同林龄不同土层厚度的土壤有机碳含量Fig. 3 Soil organic carbon content of different layers under the Pinus massoniana plantation

3.3 马尾松人工林生态系统总碳储量组成及其分配

马尾松人工林生态系统总碳储量主要包括乔木层、林下植被、枯落物和土壤的碳储量。由表7可知，马尾松人工林生态系统总碳储量变化范围在130.35-277.04 t/hm2之间，其变化规律与植被随林龄的增加及土壤的变化趋势均不同，其受植被和土壤碳储量的共同制约，变化趋势为60 a＞32 a＞21 a＞5 a＞15 a，60 a和32 a差异显著，极显著高于21 a，21 a极显著高于5 a、15 a，而5 a、15 a差异不显著。

表6 马尾松人工林土壤碳储量 （t/hm2）Table6 Density of soil carbon storage under the Pinus massoniana plantation

表7 马尾松人工林生态系统不同层次碳储量 （t/hm2）Table7 Proportion of carbon storage in different layers under Pinus massoniana plantation （t/hm2）

林龄对马尾松人工林生态系统碳储量的组成和分配有显著影响（图4，图5），土壤和地下部碳储量，随着林龄的增加呈现逐渐减少的趋势，而植物和地上部分碳储量随着林龄的增加呈现逐渐升高的变化趋势，5 a、15 a、21 a、32 a林龄阶段均表现为土壤＞植物＞地被物，地下＞地上。马尾松发育为过熟林阶段（60 a）时，碳储量则表现为植物＞土壤＞地被物，地上＞地下。

图4 马尾松人工林生态系统不同层次碳储量百分比Fig. 4 Proportion of carbon storage in different layers under the Pinus massoniana plantation

3.4 马尾松人工林年净固碳量

马尾松人工林年净固碳量为32 a＞5 a＞21 a＞15 a＞60 a（表8），32 a年净固碳量（10.37 t/（hm2·a）极显著高于5 a（8.71 t/（hm2·a）和21 a（8.18 t/（hm2·a），5 a和21 a差异不显著，但极限著高于15 a（6.88 t/（hm2·a），15 a极限著高于60 a（8.18 t/（hm2·a）。乔木层的年净固碳量为4.11-7.49 t/（hm2·a），占总净固碳量的59.74%-72.22%，其中32 a乔木层年净固碳量分别比5 a、15 a、21 a和60a 大1.38、3.38、2.56和3.7 t/（hm2·a），分别占总差异的83.13%、96.85%、116.89%和74.75%，表明不同林龄阶段，由于乔木层年净固碳量差异不同，导致年净固碳量差异较大；凋落物年净固碳量为0.75-1.79 t/（hm2·a），以15 a最大，占净固碳量的12.73%-26.02%；灌木层和草本层年净固碳量分别为0.16-1.07 t/（hm2·a）和0.51-1.09 t/（hm2·a），分别占总净固碳量的2.33%-13.08%和9.30%-12.47%。

图5 马尾松人工林不同林龄地上地下碳储量百分比Fig. 5 Proportion of above-ground and below-ground carbon storage in different layers under the Pinus massoniana plantation

乔木层年净固碳量占林分总净固碳量的比重为59.74%-72.22%，差别不明显，各器官中干是乔木层年净固碳量最大；凋落物在林分总净固碳量所占比重为12.73%-26.02%，以15 a最大；灌木层和草本层在林分总净固碳量所占比例分别为2.33%-13.08%和9.30%-12.47%，均以21 a最大。

4 讨论

森林组成、年龄结构、密度、林分起源以及森林经营活动对生态系统的碳储量有明显影响［26-27］，植被和土壤碳储量是评价人工林生态系统吸收和固定CO2功能的重要指标［28］。桂东南马尾松人工林植被平均碳储量（87.67 t/hm2）远高于我国森林植被平均碳储量（57.07 t/hm2）［8］，也高于鼎湖山马尾松植被碳储量（80.789 t/hm2）［29］、长沙13 a马尾松植被碳储量（34.50 t/hm2）［30］和暖性针叶林平均水平（53.52 t/hm2）［8］。主要原因是：1）本研究中马尾松植被碳储量包括灌木层、草本层和凋落物，而过往估算的碳储量未包括以上三部分；2）马尾松各器官碳含量介于533.93-568.08 g/kg之间，平均碳含量高达555.08 g/kg，远高于国际通用的树木平均碳含量（500 g/kg）和热带32个树种的平均碳含量（444.0-494.5 g/kg）［31］，是固碳效果比较好的树种。

表8 马尾松人工林各组分年净固碳量Table8 The annual net carbon fixation of each component in the Pinus massoniana plantation

马尾松植被碳储量主要分布在乔木层，这与潘鹏等［32］的研究一致。乔木层中主要分布在树干，其中树干和根占总乔木层碳储量的比例随林龄的增加而增加，而枝、叶呈下降趋势；在树干和树根中，随着马尾松林龄的增长，碳储量越来越多，并且碳储量的积累是一个碳净积累的过程，其中干材的碳净积累效应更明显，枝、叶在积累的同时却因部分的衰老组织脱落，具有比较强烈的碳循环过程。林下灌木层、草本层、凋落物对碳储量的贡献远小于乔木层，尤其是在生长后期。但这些植被层不仅是森林植物群落的重要组成部分，而且在森林生态系统碳循环过程中发挥着重要作用，尤其是凋落物和细根的分解是土壤有机质最主要的来源，直接决定了碳素的周转速率［33］。以往的研究多关注于乔木层，忽略了其他层次的贡献，在一定程度上低估了植被碳储量的大小［34］。

我国森林土壤的平均碳储量达到193.55 t/hm2，约为植被碳储量的3.4倍［29］。马尾松人工林0-100 cm土壤平均碳储量仅为108.52 t/hm2，是植被碳储量的1.90倍。这是因为研究区马尾松人工林位于南亚热带和热带区域，由于特有的地理位置，其水热条件及生产力均相对较好，更有利于植被生物量积累以及土壤呼吸，导致以CO2形式释放到大气中的碳量较多，土壤碳积累较少［35］；而由于马尾松人工林凋落物分解速率较快以及植被对土壤养分的大量吸收，导致土壤碳储量相对较低［8］。

研究区不同林龄马尾松人工林生态系统总碳储量不同，随林龄的增大呈增加的趋势。12 a生马尾松林生态系统的总碳储量为128.02 t/hm2，低于长沙13 a马尾松（159.73 t/hm2）［30］；而21 a生马尾松林总碳储量（208.05 t/hm2）则远高于四川21 a生马尾松林生态系统碳储量（140.01 t/hm2）［36］，表明生态系统碳储量除受林龄影响外，地理空间的差异（土壤、气候条件等）也对其具有一定的影响。研究区马尾松林生态系统总碳储量在130.35- 277.04 t/hm2之间，仅过熟林碳储量（277.04 t/hm2）高于全国森林生态系统的平均碳储量（258.83 t/hm2）［37］，表明广西马尾松林碳汇功能还具有很大的上升空间。

研究区马尾松年平均净固碳量高达7.91 t/（hm2·a），具有较高的生产力，其高于中亚热带马尾松平均净固碳量（3.87 t/（hm2·a）［37］、重庆46 a生马尾松林净固碳量（4.49 t/（hm2·a）［38］和19 a生湿地松人工林净固碳量（4.54 t/（hm2·a）［39］，但低于海南尾细桉平均净固碳量（8.43 t/（hm2·a）［40］。马尾松不同林龄阶段的净固碳量不同，其中以32 a生净固碳量最高，在过熟林时其净固碳量急剧减少，仅为5.42 t/（hm2·a），但仍高于除海南尾细桉外的其他树种［37-40］，表明马尾松人工林固碳能力强，是较好的碳汇林业树种。

5 结 论

本研究发现，不同林龄阶段马尾松人工林生态系统总碳储量在130.35-277.04 t/hm2之间，其变化趋势为60 a（277.04 t/hm2）＞32 a（250.05 t/hm2）＞21 a（208.05 t/hm2）＞5 a（130.35 t/hm2）＞15 a（128.02 t/hm2）；乔木层碳储量在28.30-157.79 t/hm2之间，随林龄的增大而增大；林下灌木层、草本层与凋落物层碳储量随林龄的变化规律不明显；土壤层碳储量在78.58-136.52 t/hm2之间，其随林龄的变化表现为先增后减再增的趋势。从生态系统碳储量的分配比例来看，幼龄林至成熟林阶段表现为土壤＞植物＞地被物，且地下碳储量大于地上碳储量，过熟林阶段表现为植物＞土壤＞地被物，地上碳储量大于地下碳储量。土壤层和乔木层是生态系统碳储量的主要组成部分。马尾松人工林年净固碳量在5.42-10.37 t/（hm2·a）之间，成熟林阶段净固碳量最高，其中乔木层是净固碳量增加的主体。总体而言，在我国南方马尾松是一种速生丰产、固碳潜力大的优良造林树种。

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（责任编辑：王育花）

Carbon storage and distribution in Pinus massoniana plantations at different stand ages in Guangxi Province

XU Hui-fang1，2， SONG Tong-qing1，2， HUANG Guo-qin3， PENG Wan-xia1，2， ZENG Fu-ping1，2， ZHANG Hao1，2， DU Hu1，2*
（1. Key Laboratory of Agro-ecological Processes in Subtropical Region， Institute of Subtropical Agriculture， Chinese Academy of Sciences， Changsha， Hunan 410125， China； 2. Huanjiang Observation and Research Station of Karst Ecosystem， Chinese Academy of Sciences， Huanjiang， Guangxi 547100， China； 3. Research Center on Ecological Science， Jiangxi Agricultural University， Nanchang， Jiangxi 330045， China）

Based on the data of biomass at five different stand ages （5 a、15 a、21 a、32 a、60 a） collected from the main Pinus massoniana areas in Guangxi， the carbon storage and its characteristics of dynamic change were studied. The results showed that the total carbon storage of Pinus massoniana plantation ecosystem was in the order of 60 a （277.04 t/hm2）＞32 a （250.05 t/hm2）＞21 a （208.05 t/hm2）＞5 a （130.35 t/hm2）＞15 a （128.02 t/hm2）； Carbon storage of the vegetation layer was 31.18-159.52 t/hm2， contributing 23.92%-57.58% to the total carbon storage of the ecosystems， as it grew with age； The carbon storage of litter layer was 1.42-3.59 t/hm2， which contributed 0.51%-2.80% to the total carbon storage of the ecosystems， with the increase of forest age degrees showing a trend of a “M” type. The order of carbon storage of soil layer was 32 a＞60 a＞21 a＞5 a＞15 a， with the increase of forest age degrees falling under the “N” type. The carbon storage of Pinus massoniana plantation 5 a、15 a、21 a、32 a stage characterized by soil layer ＞ plant layer ＞ ground layer cover， underground＞aboveground， while 60 a stage is characterized by plant layer ＞ soil layer ＞ ground layer， aboveground＞underground. The biggest carbon storage of the vegetation layer was the tree layer （28.30-157.79 t/hm2）， about 90.76%-98.92%， in which the trunk dominants （20.51-120.32 t/hm2） of 71.52%-76.25%， and the carbon storage increased with the forest age. The average annual net carbon fixation of Pinus massoniana plantation is 7.91 t/（hm2·a）， where 32 a （10.37t/（hm2·a）） forest had the highest carbon storage. Therefore Pinus massoniana was a better species for carbon sequestration forestry with high capability of carbon deposition.

The Strategic Priority Research Program of the Chinese Academy of Sciences （XDA05050205）； National Natural Science Foundation of China （31370485， 31400412）.

DU Hu， E-mail: hudu@isa.ac.cn.

28 November， 2014； Accepted 22 December， 2015.

carbon storage； distribution pattern； annual net carbon fixation； stand ages； Pinus massoniana

S758.4

A

1000-0275（2016）01-0195-09

10.13872/j.1000-0275.2015.0183

中国科学院战略性先导科技专项（XDA05050205）；国家自然科学基金项目（31370485，31400412）。

徐慧芳（1989-），女，山西忻州人，博士研究生，主要从事生态恢复方面的研究，E-mail：xhuifang@yeah.net；通讯作者：杜虎（1986-），男，湖南长沙人，博士，主要从事生态恢复方面的研究，E-mail：hudu@isa.ac.cn。

2014-11-28，接受日期：2015-12-22