桂北地区不同林龄油茶林碳储量分配格局

李海露

（湖南省土壤肥料研究所，湖南 长沙 410125）

桂北地区不同林龄油茶林碳储量分配格局

李海露

（湖南省土壤肥料研究所，湖南 长沙 410125）

调查并分析了桂北地区不同林龄油茶人工林生态系统各部分的碳储量。结果表明：幼龄林、中林龄、老龄林油茶人工林生态系统总碳储量分别为91.58、127.97和110.14 mg/hm2，植被层碳储量分别为6.41、24.12和31.77 mg/hm2，土壤层碳储量分别为85.17、103.85和78.37 mg/hm2；乔木层和土壤层是生态系统总碳储量的主体，两者中的碳储量所占比例达到总碳储量的98%以上。

生物量；碳储量；林龄；油茶

随着工业化进程的加快，大量化石燃料的燃烧以及土地利用方式的改变等人为因素导致CO2等温室气体浓度持续升高，气候不断变暖，全球环境日益恶化，引起了一系列的生态环境问题。目前，CO2减排的呼声日益高涨[1]。

森林生态系统是陆地生态系统的主体，是世界上除海洋之外最大的碳库，约占全球陆地生态系统地上碳库的80%和地下碳库的40%[2]，对全球碳平衡起着十分重要的作用，其碳汇功能越来越受到人们的重视。准确估算森林生态系统的固碳现状，对合理经营和管理森林、评价森林生态系统碳汇潜力、促进森林和陆地生态系统碳汇功能等均具有重要意义。

油茶（Camellia oleifera）是我国特有的木本食用油料树种，主要分布在长江以南各区域[3]。因其常绿、叶革质、耐干旱贫瘠、寿命长等特性，是南方地区较适宜的防火树种[4]。油茶是广西重要的传统经济树种，全省油茶面积达40万hm2[5]。作为全国油茶重点产区之一，近年来广西省高度重视油茶产业的发展。在建设林业强区五大优势产业、农业千百亿元九大产业过程中，油茶均占有一席之地[4]。因此，开展油茶林生态系统固碳现状研究对评价森林生态系统碳汇潜力、促进森林和陆地生态系统碳汇功能的开发具有重要意义。笔者以广西省不同林龄的油茶林为研究对象，分析了油茶林碳储量随林龄变化的规律，为区域尺度上估算森林生态系统碳库及碳平衡提供参考依据。

1 材料与方法

1.1 样地选择与建立

调查样地位于广西壮族自治区北部（桂北）油茶林主产区的三江侗族自治县、巴马瑶族自治县、田林县，参考广西森林资源规划设计调查技术方法，将所调查油茶林划分为幼龄林（≤6 a）、中龄林（6～30 a）和老龄林（≥30 a），3个阶段分别处于初产期、盛产期和衰产期阶段。每个林龄阶段分别建立3块立地条件基本一致的、大小为1 000 m2的样地，各样地相互间距离超过100 m。

1.2 调查与取样

乔木调查：对样地内基径≥2 cm的油茶全部进行每木调查，记录树种名称、基径、树高、冠幅、存活状况及坐标等信息。灌草、凋落物调查：按“品”字型在样地内设置3个样方（2 m×2 m），调查样方内所有灌木种类、株丛数、高度、基径、覆盖度。草本植物调查：在每个样方内取1 m×1 m 大小的样框，调查小样框内所有草本植物的种类、株丛数、平均高度、覆盖度。

土壤取样：样地中多点分层取样，Ⅰ层0～10 cm、Ⅱ层10～20 cm、Ⅲ层20～30 cm、Ⅳ层30～50 cm、Ⅴ层50～100 cm；同层土壤混匀制样。

植株体取样：按调查分层选取相应植株体的根、叶和枝分别制样。

1.3 分析测定

生物量的测定：乔木层生物量按汪珍川等[6]的油茶人工林生物量估算模型测定（表1）；其他层生物量按样方内全收获法测定各器官生物量，并以平均值来推算样地中该层的总生物量。

表1 油茶人工林生物量估算模型 （kg）

植物碳和土壤碳测定：均采用重铬酸钾—浓硫酸氧化外加热法测定[7]。

2 结果与分析

2.1 不同林龄油茶林的植被碳储量

由表2可知，不同林龄油茶乔木层碳储量及各器官碳储量均随林龄呈上升趋势，幼龄林、中龄林和老龄林乔木层碳储量分别为5.13、24.12和31.12 mg/ hm2。不同林龄油茶乔木层各器官中碳储量的分配规律均为枝＞根＞叶。各林龄阶段中枝碳储量所占乔木层总碳量的比例最大，在63.19%～67.40%之间，随林龄增大而增大；根所占比例在18.55%～22.88%之间，随林龄增大而减小；叶所占比例在13.93%～14.05%之间，和枝一样随林龄增大而增大。

由表3可知，3种林龄油茶林的灌木层总碳储量不同，中龄林阶段枝叶繁茂，加上适当的人为管理，无灌木生长；幼龄林和老龄林的灌木层总碳储量分别为0.07和0.01 mg/hm2；在人为干扰和自然过程作用下各阶段油茶林灌木层的碳储量均较小。灌木层总碳储量和各器官碳储量均表现为老龄林小于幼龄林，地下根系小于地上枝叶。

由表4可知，不同林龄油茶林草本层碳储量有一定差异；其中，幼龄林的草本层碳储量为0.24 mg/hm2，老龄林的为0.11 mg/hm2，中龄林由于人为管理除草等措施，其草本层碳储量为零。幼龄林、老龄林的草本层地上部分碳储量分别为0.15和0.04 mg/hm2，地下部分的分别为0.08和0.07 mg/hm2，表现为幼龄林的碳储量大于老龄林的；其中，幼龄林阶段草本地上碳储量大于地下碳储量，而老龄林则相反。幼龄林和老龄林油茶林的凋落物碳储量分别为0.92和0.51 mg/hm2。

由表5可知，不同林龄油茶林植被总碳储量随林龄增加而增加；幼龄林、中龄林和老龄林中植被总碳储量分别为6.41、24.12和31.77 mg/hm2；不同林龄阶段各层次碳储量分配均不同，幼龄林和老龄林为乔木层＞凋落物＞草本层＞灌木层，中龄林全为乔木层碳储量；油茶林乔木层碳储量所占比例在79.99%～100.00%之间，占绝对优势；幼龄林灌木、草本和凋落物层所占比例分别为2.00%、3.67%和14.35%，老龄林分别为0.08%、0.34%和1.62%。

表2 不同林龄油茶林乔木层碳储量及器官分配

表3 不同林龄油茶林灌木层碳储量及器官分配

表4 不同林龄油茶林草本层、凋落物层的碳储量及其分配

2.2 不同林龄油茶林的土壤碳储量

从表6中可以看出，各阶段油茶林土壤的碳储量均随土层深度的加深而降低；其中，0～10 cm土壤的碳储量最高，占0～100 cm土壤剖面总碳储量的19.28%～25.71%；0～30 cm土壤碳储量占比达45.89%～53.71%，是土壤有机碳储存的主要位置；各林龄阶段0～100 cm土壤碳储量分别为85.17、103.85和78.37 mg/hm2，随林龄增加表现为先增加后减小趋势。

2.3 不同林龄油茶林中各层植被及土壤的碳储量分配比例

由表5和表6可以看出，不同林龄油茶林生态系统的总碳储量有一定差异，幼龄林、中龄林和老龄林分别为91.58、127.97和110.14 mg/hm2。随着林龄的增大，油茶林生态系统的总碳储量呈单峰变化趋势，以中龄林生态系统碳储量最大。不同林龄生态系统碳储量各组分比例不同，如表7所示，土壤和乔木层在生态系统碳存储中发挥了重要作用；其中，土壤层碳储量占生态系统总碳库的71.16%～93.00%，乔木层碳储量占生态系统总碳库的5.60%～28.25%，二者所占比例达到生态系统碳储量的98.60%及以上，而下木层（灌木和草本）和凋落物的碳储量所占比例很小。

表5 不同林龄油茶林各层次植被碳储量的分配

表6 不同林龄油茶林各层土壤碳储量的分配

表7 不同林龄油茶林各层植被及土壤的碳储量分配比例（%）

3 结 论

林龄是影响桂北地区油茶人工林生态系统碳储量的重要因子。该研究中，桂北地区的幼龄林、中林龄、老龄林油茶人工林生态系统总碳储量分别为91.58、127.97和110.14 mg/hm2，随林龄的增大呈先增后减的趋势。随着林龄的增加，油茶林乔木层地上地下总碳储量随之增加，老龄林乔木层的碳储量达到31.12 mg/hm2，分别是幼龄林、中林龄的6.07和1.29倍，表明随着林龄的增长，油茶林乔木层不断积累碳素，其碳储量占到生态系统总碳储量的5.60%～28.25%。不同林龄油茶林林下灌木层、草本层、凋落物层碳储量分别在0～0.13、0～0.24和0～0.92 mg/hm2之间，其对整个生态系统碳储量的贡献不足2%。各林龄阶段土壤碳储量分别为85.17、103.85和78.37 mg/hm2，其占整个生态系统总碳储量的比重最大，在71.16%～93.00%之间，且土壤碳储量主要分布在0～50 cm土壤层内，其比例达到66%以上。总体而言，油茶林生态系统碳储量主要取决于油茶乔木层和土壤层碳储量的变化。

[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] 张全智，王传宽. 6种温带森林碳密度与碳分配[J]. 中国科学生命科学（中文版），2010，40（7）：621-631.

[3] 宋贤冲，唐 健，覃其云，等. 油茶成熟林生物量积累及营养分配规律[J]. 南方农业学报，2014，45（2）：255-258.

[4] 李 震. 浅析广西油茶产业现状及发展对策[J]. 吉林农业（下半月），2013，（4）：225-226.

[5] 陈毓静，土琳琳，陈小鹏，等. 广西河池、百色和语州油茶种子含油率和脂肪酸组成测定[J]. 食品科学，2011，32（8）：172-176.

[6] 汪珍川，杜 虎，宋同清，等. 广西主要树种（组）异速生长模型及森林生物量特征[J]. 生态学报，2015，35（13）：4462-4472.

[7] 鲍士旦. 土壤农化分析[M]. 北京：中国农业出版社，1998. 33-36.

[8] 文 丽，王克林，曾馥平，等. 不同林龄尾巨桉人工林碳储量及分配格局[J]. 西北植物学报，2014，34（8）：1676-1684.

（责任编辑：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

湖南省农业科技创新资金专项（2016QN24）

李海露（1986-），男，湖南郴州市人，研究实习员，主要从事土壤生态研究工作。