浙江天童主要樹種含碳率分析

楊同輝，夏晨誠，曹 菁　(.寧波市農業科學研究院，浙江寧波 5040；.上海市新中初級中學，上海0046；.華東師范大學附屬雙語學校，上海 0805)

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浙江天童主要樹種含碳率分析

楊同輝1，夏晨誠2，曹 菁3(1.寧波市農業科學研究院，浙江寧波 315040；2.上海市新中初級中學，上海200436；3.華東師范大學附屬雙語學校，上海 201805)

摘要[目的]為準確估算區域森林碳儲量，研究分析浙江天童主要樹種含碳率。[方法]應用干燒法對天童地區主要針葉、闊葉喬灌木樹種和毛竹不同器官的含碳率進行測定。[結果]不同樹種器官含碳率范圍在36%~51%，針葉樹種器官平均含碳率最高，均在48%以上，常綠灌木或小喬木的器官含碳率相對較低，50個喬灌木樹種器官平均含碳率的大小順序為干、枝、葉、根。[結論]結合實測的標準木器官生物量數據，各樹種含碳率加權平均值為47%，適用于天童乃至寧波地區森林碳儲量估算。

關鍵詞天童；主要樹種；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

森林是以林木為主體的生態系統，是自然界最豐富、最穩定和最完善的有機碳貯庫、基因庫、資源庫、蓄水庫和能源庫，在生態系統中發揮多重效益，是保障居住環境生態安全與生存物質基礎的重要因素[1]。作為地球上最大的陸地生態系統，森林存儲了其65%~98%的有機碳[2]，對于全球碳循環和碳平衡起著巨大的作用。植物含碳率是估算森林碳儲量與碳通量的關鍵因子。許多研究都采用50%作為森林生物量推算碳儲量的轉換系數。但是有研究表明，活體植物的碳含量常因樹種和器官的不同而異，同一樹種不同地區的含碳率也不同[3]，籠統地采用50%作為轉換系數常會使森林群落碳儲量的估測值偏離實際值較遠[4]。為此，該研究通過浙江天童地區主要樹種器官含碳率測試分析，旨在為準確估算該區域森林碳儲量提供數據參考。

1材料與方法

1.1研究區概況天童國家森林公園位于浙江省寧波市東南部，距寧波市約28 km，地理坐標為29°48′ N，121°47′E，面積為349 hm2。該地處于中亞熱帶北緣地區，屬于溫暖潮濕的亞熱帶季風氣候，全年溫和多雨，四季分明；年平均氣溫為16.2 ℃，最熱月7 月的平均溫度為28.1 ℃，最冷月1 月的平均氣溫為4.2 ℃。年降水量為1 374.7 mm，多集中在夏季。年平均相對濕度為82%，變率不大。年蒸發量為1 320.1 mm，小于降水量。森林公園內的土壤以山地黃紅壤為主，成土母質主要是中生代的沉積巖及部分酸性火成巖和花崗巖殘積風化物。區內植被保存良好，常綠闊葉林是主要植被類型，以殼斗科、樟科、山茶科、山礬科、金縷梅科、杜鵑花科的喬灌木樹種為主；在低海拔山麓和山脊地帶分布有人工馬尾松(Pinusmassoniana)林、杉木(Cunninghamialanceolata)林、柳杉(Cryptomeriafortunei)林和柏木(Cupressusfunebris)林等常綠針葉林，山體不高，植被垂直分布不明顯[5]。

1.2試驗材料于天童地區常綠闊葉林和針葉林喬木層(8 m

1.3研究方法

1.3.1含碳率測定。該研究采用干燒法對樣品含碳率進行測定。先將樣品置于85 ℃恒溫干燥箱內，烘干48 h以上至恒重后迅速測定其干重，將烘干后的樣品以3次粉碎法粉碎后，過200目篩裝瓶待測。在樣品分析前，將其再次放入85 ℃恒溫箱中烘干24 h，然后用德國Elementar Vario EL元素分析儀進行測定。

1.3.2數據統計分析。數據統計采用Excel2007，運用SPSS19.0(LSD，最小顯著性差異法)對不同樹種器官含碳率進行顯著性差異分析，并采用Pcord5.0(Ward's minimum variance method，ward最小差異法)和Spss19.0系統聚類最小距離法進行聚類分析。

2結果與分析

2.1不同生活型樹種器官含碳率為方便分析對比，將該研究選取的50種主要樹種按生活型進行劃分(表1)。天童地區不同生活型樹種的器官平均含碳率范圍在36%~51%之間，但不同生活型樹種之間存在差異；常綠針葉喬木樹種不同器官的平均含碳率最高，均在48%以上，含碳率極差和變異系數較小，其中馬尾松樹干含碳率高達51%；而常綠灌木或小喬木的器官含碳率相對較小，其樹葉含碳率均值僅有44%，變異系數和極差較大，分別達到9.96%和14.20，其中山礬的樹葉含碳率最低(36%)；相同樹種的各器官含碳率極差以山礬最大，為0.11。總體上，50個喬灌木樹種器官平均含碳率由大到小順序依次為干、枝、葉、根，不同器官平均含碳率變異系數從大到小依次為葉、枝、根、干。

表1　不同生活型樹種器官含碳率

2.2不同葉性質樹種器官含碳率將所測樹種按葉性質分為闊葉樹和針葉樹，加上補充測試的毛竹樣品，比較其各器官含碳率大小，發現針葉樹種各器官平均含碳率在各類中最高(表2)，毛竹的樹枝和樹干平均含碳率高于闊葉樹，樹葉平均含碳率不到45%，在各類中最低。對各種類之間的器官含碳率進行差異性分析發現，針葉樹與闊葉樹之間各器官均呈現顯著性差異，與楊東旭等[6-7]的研究結果相似。其中，樹干值差異最大(2%)，樹枝最小(1%)，毛竹僅樹葉含碳率與闊葉樹呈顯著差異。

表2　不同葉性質樹種的器官含碳率

2.3樹種含碳率聚類分析采用Pcord5.0系統聚類ward最小差異法和Spss19.0系統聚類最小距離法對除毛竹外的50個樹種器官含碳率進行系統聚類，2種方法所得結果完全一致，效果明顯(圖1)。50個樹種可以分為四類：第一類是以山礬科的樹種為主，器官平均含碳率較低；第二類是以山茶科的喬灌木樹種為主，葉含碳率較低，枝、干、根含碳率和全部樹種平均值相當；第三類是以針葉樹和青岡(Cyclobalanopsisglauca)、紅楠(Machilusthunbergii)、楊梅(Myricarubra)等常綠闊葉喬灌木樹種為主，葉、枝、干含碳率較高，根含碳率較低；木荷、米櫧、杜英(Elaeocarpusdecipiens)、檵木(Loropetalumchinensis)等常綠闊葉喬灌木樹種和楓香(Liq-uidambarformosana)、南酸棗(Choerospondiasaxillaris)、野漆樹(Rhus sylvestris)、麻櫟(Quercus acutissima)等落葉闊葉喬木樹種歸為第四類，根含碳率較高，葉、枝、干含碳率與全部樹種平均值相當。

2.4各種樹含碳率加權值不同樹種器官含碳率與生物量比重的差異使其算術平均值并不能真實反映樹種含碳率。在估算區域碳儲量中，若對各林分中的針葉樹、闊葉樹及毛竹等采用不同器官含碳率進行碳儲量換算，復雜的統計過程及大量計算中產生的誤差將增加估算難度，使其不適合實際工作。為此，結合之前研究中實測的標準木器官生物量數據，加權計算得到各樹種平均含碳率為47%，略低于馬欽彥等[7]建議的森林碳儲量轉換系數50%，其更適用于天童乃至寧波地區森林碳儲量測算。

3 結論與討論

天童地區不同樹種器官含碳率范圍在36%~51%，常綠針葉喬木樹種器官平均含碳率最高(48%以上)，常綠灌木或小喬木的器官含碳率相對較低。50個喬灌木樹種器官平均含碳率由大到小順序依次為干、枝、葉、根。這與徐小靜等[8]分析結果有所不同，一方面，針葉樹種器官含碳率最高的結果與其一致，但略小于其50%以上的測定值；另一方面，與其測定的毛竹等11個浙江省碳匯造林樹種含碳率范圍45%~54%大部分重疊；另外，毛竹葉碳含量低于闊葉樹，不同樹種含碳率系統聚類中青岡分類略有差異，但由于其測定的樹種較少，加上不同的測定方法與環境因素影響可能導致結果的差異。該研究結合實測的標準木器官生物量數據，各樹種含碳率加權平均值為47%，適宜于天童乃至寧波地區森林碳儲量估算。

參考文獻

[1] 唐佳，方江平.森林生態系統服務功能價值評估指標體系研究[J].西藏科技，2010(3)：71-75.

[2] 聶道平，徐德應，王兵.全球碳循環與森林關系的研究：問題與進展[J].世界林業研究，1997(5)：33-40.

[3] 田勇燕，秦飛，言華，等.我國常見木本植物的含碳率[J].安徽農業科學，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，王祥榮.浙江天童國家森林公園的植被和區系[M].上海：上海科學技術文獻出版社，1995.

[6] 楊旭東.貴州省東南部常見森林類型含碳率分析[C]//第十五屆中國科協年會第19分會場：中國西部生態林業和民生林業與科技創新學術研討會論文集.《中國學術期刊(光盤版)》電子雜志社，2013：1-6.

[7] 馬欽彥，陳遐林，王娟，等.華北主要森林類型建群種的含碳率分析[J].北京林業大學學報，2002，24(5)：96-100.

收稿日期2015-11-11

作者簡介楊同輝(1978- )，男，安徽淮南人，高級工程師，從事森林生態學研究。

基金項目寧波市重大科技攻關項目(2013C11034)。

中圖分類號S 718.5

文獻標識碼A

文章編號0517-6611(2015)33-390-03