浙江天童主要树种含碳率分析

2015-03-15杨同辉夏晨诚宁波市农业科学研究院浙江宁波5040上海市新中初级中学上海0046华东师范大学附属双语学校上海0805

安徽农业科学 2015年33期

关键词：器官

杨同辉，夏晨诚，曹菁　(.宁波市农业科学研究院，浙江宁波 5040；.上海市新中初级中学，上海0046；.华东师范大学附属双语学校，上海 0805)

浙江天童主要树种含碳率分析

杨同辉1，夏晨诚2，曹菁3(1.宁波市农业科学研究院，浙江宁波 315040；2.上海市新中初级中学，上海200436；3.华东师范大学附属双语学校，上海 201805)

摘要[目的]为准确估算区域森林碳储量，研究分析浙江天童主要树种含碳率。[方法]应用干烧法对天童地区主要针叶、阔叶乔灌木树种和毛竹不同器官的含碳率进行测定。[结果]不同树种器官含碳率范围在36%~51%，针叶树种器官平均含碳率最高，均在48%以上，常绿灌木或小乔木的器官含碳率相对较低，50个乔灌木树种器官平均含碳率的大小顺序为干、枝、叶、根。[结论]结合实测的标准木器官生物量数据，各树种含碳率加权平均值为47%，适用于天童乃至宁波地区森林碳储量估算。

关键词天童；主要树种；器官；含碳率

Carbon Content Rate of Main Tree Species in Tiantong，Zhejiang Provice

YANG Tong-hui1, XIA Chen-cheng2, CAO Jing3(1.Ningbo Academy of Agricultural Science, Ningbo, Zhejiang 315040; 2.Xin Zhong Junior High School, Shanghai 200436; 3.East China Normal University Affiliated Bilingual School, Shanghai 201805)

Abstract[Objective]Carbon content rate of main tree species in Tiantong, Zhejiang Province was studied. [Method]The aim was to accurate estimation of regional forest carbon stocks, the different organs carbon content rate of main coniferous and broadleaf trees and shrubs and bamboo were measured by combustion method in Tiantong region. [Result]The results showed that different species organs carbon content rates ranged between 36%-51%, and average organs carbon content rate was highest in coniferous trees which was more than 48%, and it’s relatively low in evergreen shrubs or small trees organs. The order of average carbon content rate was stem > branch > leaf > root for 50 woody plant species organs. [Conclusion]Combined with the measured biomass data of standard stems, the weighted carbon content rate is 47%, which is suitable for the estimation of forest carbon stocks in Tiantong and Ningbo area.

Key wordsTiantong; Main tree species; Organ; Carbon content rate

森林是以林木为主体的生态系统，是自然界最丰富、最稳定和最完善的有机碳贮库、基因库、资源库、蓄水库和能源库，在生态系统中发挥多重效益，是保障居住环境生态安全与生存物质基础的重要因素[1]。作为地球上最大的陆地生态系统，森林存储了其65%~98%的有机碳[2]，对于全球碳循环和碳平衡起着巨大的作用。植物含碳率是估算森林碳储量与碳通量的关键因子。许多研究都采用50%作为森林生物量推算碳储量的转换系数。但是有研究表明，活体植物的碳含量常因树种和器官的不同而异，同一树种不同地区的含碳率也不同[3]，笼统地采用50%作为转换系数常会使森林群落碳储量的估测值偏离实际值较远[4]。为此，该研究通过浙江天童地区主要树种器官含碳率测试分析，旨在为准确估算该区域森林碳储量提供数据参考。

1材料与方法

1.1研究区概况天童国家森林公园位于浙江省宁波市东南部，距宁波市约28 km，地理坐标为29°48′ N，121°47′E，面积为349 hm2。该地处于中亚热带北缘地区，属于温暖潮湿的亚热带季风气候，全年温和多雨，四季分明；年平均气温为16.2 ℃，最热月7 月的平均温度为28.1 ℃，最冷月1 月的平均气温为4.2 ℃。年降水量为1 374.7 mm，多集中在夏季。年平均相对湿度为82%，变率不大。年蒸发量为1 320.1 mm，小于降水量。森林公园内的土壤以山地黄红壤为主，成土母质主要是中生代的沉积岩及部分酸性火成岩和花岗岩残积风化物。区内植被保存良好，常绿阔叶林是主要植被类型，以壳斗科、樟科、山茶科、山矾科、金缕梅科、杜鹃花科的乔灌木树种为主；在低海拔山麓和山脊地带分布有人工马尾松(Pinusmassoniana)林、杉木(Cunninghamialanceolata)林、柳杉(Cryptomeriafortunei)林和柏木(Cupressusfunebris)林等常绿针叶林，山体不高，植被垂直分布不明显[5]。

1.2试验材料于天童地区常绿阔叶林和针叶林乔木层(8 m

1.3研究方法

1.3.1含碳率测定。该研究采用干烧法对样品含碳率进行测定。先将样品置于85 ℃恒温干燥箱内，烘干48 h以上至恒重后迅速测定其干重，将烘干后的样品以3次粉碎法粉碎后，过200目筛装瓶待测。在样品分析前，将其再次放入85 ℃恒温箱中烘干24 h，然后用德国Elementar Vario EL元素分析仪进行测定。

1.3.2数据统计分析。数据统计采用Excel2007，运用SPSS19.0(LSD，最小显著性差异法)对不同树种器官含碳率进行显著性差异分析，并采用Pcord5.0(Ward's minimum variance method，ward最小差异法)和Spss19.0系统聚类最小距离法进行聚类分析。

2结果与分析

2.1不同生活型树种器官含碳率为方便分析对比，将该研究选取的50种主要树种按生活型进行划分(表1)。天童地区不同生活型树种的器官平均含碳率范围在36%~51%之间，但不同生活型树种之间存在差异；常绿针叶乔木树种不同器官的平均含碳率最高，均在48%以上，含碳率极差和变异系数较小，其中马尾松树干含碳率高达51%；而常绿灌木或小乔木的器官含碳率相对较小，其树叶含碳率均值仅有44%，变异系数和极差较大，分别达到9.96%和14.20，其中山矾的树叶含碳率最低(36%)；相同树种的各器官含碳率极差以山矾最大，为0.11。总体上，50个乔灌木树种器官平均含碳率由大到小顺序依次为干、枝、叶、根，不同器官平均含碳率变异系数从大到小依次为叶、枝、根、干。

表1　不同生活型树种器官含碳率

2.2不同叶性质树种器官含碳率将所测树种按叶性质分为阔叶树和针叶树，加上补充测试的毛竹样品，比较其各器官含碳率大小，发现针叶树种各器官平均含碳率在各类中最高(表2)，毛竹的树枝和树干平均含碳率高于阔叶树，树叶平均含碳率不到45%，在各类中最低。对各种类之间的器官含碳率进行差异性分析发现，针叶树与阔叶树之间各器官均呈现显著性差异，与杨东旭等[6-7]的研究结果相似。其中，树干值差异最大(2%)，树枝最小(1%)，毛竹仅树叶含碳率与阔叶树呈显著差异。

表2　不同叶性质树种的器官含碳率

2.3树种含碳率聚类分析采用Pcord5.0系统聚类ward最小差异法和Spss19.0系统聚类最小距离法对除毛竹外的50个树种器官含碳率进行系统聚类，2种方法所得结果完全一致，效果明显(图1)。50个树种可以分为四类：第一类是以山矾科的树种为主，器官平均含碳率较低；第二类是以山茶科的乔灌木树种为主，叶含碳率较低，枝、干、根含碳率和全部树种平均值相当；第三类是以针叶树和青冈(Cyclobalanopsisglauca)、红楠(Machilusthunbergii)、杨梅(Myricarubra)等常绿阔叶乔灌木树种为主，叶、枝、干含碳率较高，根含碳率较低；木荷、米槠、杜英(Elaeocarpusdecipiens)、檵木(Loropetalumchinensis)等常绿阔叶乔灌木树种和枫香(Liq-uidambarformosana)、南酸枣(Choerospondiasaxillaris)、野漆树(Rhus sylvestris)、麻栎(Quercus acutissima)等落叶阔叶乔木树种归为第四类，根含碳率较高，叶、枝、干含碳率与全部树种平均值相当。

2.4各种树含碳率加权值不同树种器官含碳率与生物量比重的差异使其算术平均值并不能真实反映树种含碳率。在估算区域碳储量中，若对各林分中的针叶树、阔叶树及毛竹等采用不同器官含碳率进行碳储量换算，复杂的统计过程及大量计算中产生的误差将增加估算难度，使其不适合实际工作。为此，结合之前研究中实测的标准木器官生物量数据，加权计算得到各树种平均含碳率为47%，略低于马钦彦等[7]建议的森林碳储量转换系数50%，其更适用于天童乃至宁波地区森林碳储量测算。

3 结论与讨论

天童地区不同树种器官含碳率范围在36%~51%，常绿针叶乔木树种器官平均含碳率最高(48%以上)，常绿灌木或小乔木的器官含碳率相对较低。50个乔灌木树种器官平均含碳率由大到小顺序依次为干、枝、叶、根。这与徐小静等[8]分析结果有所不同，一方面，针叶树种器官含碳率最高的结果与其一致，但略小于其50%以上的测定值；另一方面，与其测定的毛竹等11个浙江省碳汇造林树种含碳率范围45%~54%大部分重叠；另外，毛竹叶碳含量低于阔叶树，不同树种含碳率系统聚类中青冈分类略有差异，但由于其测定的树种较少，加上不同的测定方法与环境因素影响可能导致结果的差异。该研究结合实测的标准木器官生物量数据，各树种含碳率加权平均值为47%，适宜于天童乃至宁波地区森林碳储量估算。

参考文献

[1] 唐佳，方江平.森林生态系统服务功能价值评估指标体系研究[J].西藏科技，2010(3)：71-75.

[2] 聂道平，徐德应，王兵.全球碳循环与森林关系的研究：问题与进展[J].世界林业研究，1997(5)：33-40.

[3] 田勇燕，秦飞，言华，等.我国常见木本植物的含碳率[J].安徽农业科学，2011，39(26)：16166-16169.

[4] BERT D，DANJON F.Carbon concentration variations in the roots，stem and crown of maturePinuspinaster(Ait.)[J].Forest ecology and management，2006，222：279-295.

[5] 宋永昌，王祥荣.浙江天童国家森林公园的植被和区系[M].上海：上海科学技术文献出版社，1995.

[6] 杨旭东.贵州省东南部常见森林类型含碳率分析[C]//第十五届中国科协年会第19分会场：中国西部生态林业和民生林业与科技创新学术研讨会论文集.《中国学术期刊(光盘版)》电子杂志社，2013：1-6.

[7] 马钦彦，陈遐林，王娟，等.华北主要森林类型建群种的含碳率分析[J].北京林业大学学报，2002，24(5)：96-100.