不同间伐强度对人工林碳储量分布格局的影响 ——以上海奉贤区水源涵养林为例

作     者：王倩玲 

作者单位：华东师范大学 

学位级别：硕士

导师姓名：达良俊

授予年度：2015年

学科分类：09[农学] 0903[农学-农业资源与环境] 

主      题：碳储量 间伐 人工林 生物量 

摘      要：森林是陆域生态系统中最大的碳汇,提升森林生态系统碳汇功能有助于抑制目前大气中CO2含量增加的趋势。人工林作为城市区域最为主要的一种森林生态系统,长期以来总是被过度密植,虽然提高了单位木材产量,但降低了森林的碳汇功能及后续发展潜力,导致其碳汇功能发挥不足。间伐作为一种提高森林固碳能力的方法,在理论上不仅可以促进乔木层个体的生长,也可以促进林下灌木和草本生物量的积累,同时有助于促进养分归还、增加土壤碳储量。但不同间伐强度对人工林碳汇功能提升的效果不同,因此探究何种间伐强度可以最大程度增加人工林的碳汇功能是极其必要的。上海市奉贤区人工水源涵养林是黄浦江水源涵养林的一部分,建设于2003年。为了研究间伐对该水源涵养林林分结构和碳汇功能的影响,以杜英纯林和香樟—重阳木混交林为对象,于2009年底进行了间伐处理,设置了强、中、弱三个间伐梯度,对其群落结构开展了为期四年的调查,并于2013年对群落地上地下碳储量的垂直分布和土壤养分及碳矿化速率进行了测定,探讨了不同间伐强度对两种林分碳汇功能提升的作用。本研究主要结果如下： 1、从2009到2013年,不同间伐处理的杜英纯林乔木层碳储量恢复至间伐前速度随间伐强度增大而递减;不同间伐处理的香樟—重阳木混交林乔木层碳储量恢复至间伐前速度则呈现随间伐强度增大而增大的趋势,表明不同林分在不同间伐处理下乔木层固碳能力不同。 2、随着间伐强度的增加,杜英纯林和香樟—重阳木混交林单木地上生物量呈现增加趋势,表明间伐强度越大,越有利于促进乔木胸径生长,但间伐处理后四年,群落地上碳储量和乔木层碳储量仍未超过对照处理。群落地上碳储量和乔木层碳储量随着间伐强度的增加在两种林分中呈现出相反的趋势,其中杜英纯林呈现：弱度间伐中度间伐强度间伐;香樟—重阳木混交林呈现：强度间伐中度间伐弱度间伐。而更新层碳储量与乔木层总碳储量趋势相反;灌木层碳储量均在中度间伐最大;枯枝落叶层碳储量在间伐样地中均大于对照处理,其中杜英纯林在中度间伐最大,混交林中在强度间伐最大。这表明间伐强度对不同林分碳储量积累的影响不同,对同一林分不同垂直空间上的碳储量积累影响不同。 3、群落地下根系碳储量,在间伐处理后四年仍未超过对照处理：其随着间伐强度增加的变化趋势与群落地上生物量相同,在两种林分中呈现相反趋势。土壤碳密度随着土层深度增加总体上呈现降低趋势;群落土壤碳储量在杜英纯林中呈现出中度间伐弱度间伐对照处理强度间伐,在香樟—重阳木混交林中呈现出对照处理强度间伐中度间伐弱度间伐。 4、两种林分的夏季土壤碳矿化速率随着间伐强度的增加呈现出不同的趋势。其中,杜英纯林中呈现：对照处理弱度间伐强度间伐中度间伐,在香樟—重阳木混交林中呈现：强度间伐中度间伐弱度间伐对照处理。随着间伐强度的增加,香樟—重阳木混交林的夏季土壤碳矿化速率与其土壤碳储量呈负相关趋势,这表明间伐处理对常绿落叶混交林土壤碳储量的影响主要取决于间伐后土壤碳矿化速率。而不同间伐处理间,杜英纯林夏季土壤碳矿化速率与枯枝落叶层的碳储量呈正相关趋势,与土壤碳储量无明确关系。 总体上,由于间伐处理刚满四年,各间伐处理的杜英纯林和香樟—重阳木混交林的群落碳储量均未超过对照处理。但间伐处理的强度对杜英纯林和香樟—重阳木混交林群落碳储量的影响显著,其中：强间伐处理最有利于常绿阔叶混交林植物体(地上和地下部分)和土壤碳储量的积累;而弱间伐处理最有利于常绿纯林植物体(地上和地下部分)碳储量的积累,中度间伐则最有利于常绿纯林土壤碳储量的积累。