彰武小鉆楊生長規(guī)律與固碳釋氧效益分析

白國華,張日升

(1.國有彰武縣四合城林場,遼寧 阜新 123200；2.遼寧省固沙造林研究所,遼寧 阜新 123000)

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彰武小鉆楊生長規(guī)律與固碳釋氧效益分析

白國華1,張日升2

(1.國有彰武縣四合城林場,遼寧 阜新 123200；2.遼寧省固沙造林研究所,遼寧 阜新 123000)

摘要通過分析解析木研究彰武小鉆楊生長規(guī)律與固碳釋氧效益，結(jié)果表明：彰武小鉆楊2～10年胸徑生長較快；樹高速生期從幼齡林階段開始一直到16年時結(jié)束，以后生長緩慢；材積生長4年時開始進入速生期，速生期維持20年左右；幼齡林時年均固碳釋氧能力很低，近熟林時年均固碳量和釋氧量分別為6 025.0 kghm(-2)和4 398.6 kghm(-2)，固碳釋氧能力較強。

關(guān)鍵詞彰武小鉆楊；樹高；胸徑；材積；生長；固碳釋氧

彰武小鉆楊Populus×Xiaozhuanica W.Y. Hsu et L.cv. Zhangwu是以小葉楊為母本，鉆天楊為父本的雜交種。1986年由遼寧省固沙造林研究所選育成功后，在遼寧省阜新地區(qū)大面積推廣造林，該品種具有抗性強、材質(zhì)優(yōu)良、繁育容易、造林成活率高、生長快、輪伐期短等特性，是遼寧風(fēng)沙區(qū)主要造林樹種之一[1]。目前對彰武小鉆楊的研究主要集中在對其造林方式和提純復(fù)壯方面[2-4]，對生長規(guī)律的報道很少。為了更好地研究彰武小鉆楊的生長規(guī)律，本文對遼寧省章古臺地區(qū)24年生的彰武小鉆楊解析木進行分析，并結(jié)合多年的研究成果，探討彰武小鉆楊生長規(guī)律，初步分析了彰武小鉆楊的固碳釋氧能力。

1研究方法

1.1研究區(qū)概況

研究區(qū)位于科爾沁沙地南緣的章古臺地區(qū)，42°43′—42°51′ N，121°53′—122°22′ E，該區(qū)屬暖溫帶亞濕潤干旱氣候。主要氣候特點是干旱多風(fēng)，年均降水量500 mm左右，且多集中于6—8月，年蒸發(fā)量約為降水量的3倍，空氣相對濕度60.4%，年均氣溫6.1 ℃，平均無霜期154 d，年均風(fēng)速3.0～3.7 ms-1[5]。土壤類型以風(fēng)沙土為主，占89.4%[3]，土壤有機質(zhì)及其他養(yǎng)分含量都比較低。

1.2解析木的選取

在章古臺地區(qū)選擇了立地條件相似，林分特征差異不顯著的24年生彰武小鉆楊人工林進行研究分析，在林分中設(shè)置3個30 m×33 m標準地，進行樣地調(diào)查，以樣地每木檢尺數(shù)據(jù)為基礎(chǔ)，按照等斷面積標準木法確定解析木，每塊樣地獲得平均木3株。按2 m區(qū)分段截取圓盤，按2 a一個齡級進行統(tǒng)計，測算解析木的胸徑、樹高、材積生長過程及各種生長量。

1.3固碳釋氧分析

根據(jù)解析木的數(shù)據(jù)，推算不同林齡階段彰武小鉆楊胸徑的平均值和相應(yīng)的單株年均材積增長量；利用胸徑平均值，在DB21/706-2013《森林經(jīng)營技術(shù)規(guī)程》中查到對應(yīng)的適宜密度，用適宜密度與單株年均材積增長量求算出每公頃彰武小鉆楊在某一林齡階段的年均材積增長量。

利用下面的公式(1)和公式(2)分別計算出每公頃彰武小鉆楊吸收CO2及釋放O2的量。

GCO2=V×P×C

(1)

FO2=V×P×O

(2)

式中GCO2為年均固碳量，F(xiàn)O2為年均釋氧量；V為年均材積增長量；P為彰武小鉆楊木材密度(測定結(jié)果為389 kgm-3)；C和O是常數(shù)項，分別代表樹木每積累1.0 g干物質(zhì)可以吸收1.63 g CO2和釋放1.19 g O2[6]。

2結(jié)果與分析

2.1胸徑生長

從圖1的胸徑生長曲線分析看，彰武小鉆楊一般在2～10 a胸徑生長快，到10年時最高年平均生長量可達1.625 cm，連年生長與平均生長曲線相交在10年，10年后連年生長開始低于平均生長，連年生長在16～24年都可維持在0.3～0.5 cm。

2.2樹高生長

在章古臺地區(qū)彰武小鉆楊的樹高1～16年生長較快，平均每年生長1.225 m。16年以后生長變緩慢，從圖2中可以看出17～24年，每年彰武小鉆楊樹高生長僅為0.112 5 m。野外觀測到彰武小鉆楊18年左右時，頂梢每年都有部分枯死，這說明彰武小鉆楊18年后高生長基本停止。

2.3材積生長

圖3為彰武小鉆楊材積連年生長曲線和平均生長曲線圖，可以看出楊樹材積平均生長量和連年生長量從第4年開始進入速生期，速生期維持10年左右，24年生時總平均生長量與連年生長量曲線相交，速生期結(jié)束。可以推算出彰武小鉆楊24年以后連年生長變緩慢，連年生長量低于平均生長量。

2.4彰武小鉆楊固碳釋氧效益分析

根據(jù)圖3推算出彰武小鉆楊不同林齡階段的蓄積連年生長量年均增長量，詳見表1。

表1　彰武小鉆楊蓄積年均增長量推算

注：彰武小鉆楊胸徑為這一齡級時段的平均值，以平均胸徑為準，在DB21/706-2013中查到的適宜密度。

從表1中可以看出，彰武小鉆楊幼齡林林分蓄積年平均增長量僅為0.36 m3hm-2，中齡林為 6.552 m3hm-2；近熟林和成熟林分別9.576 m3hm-2、4.452 m3hm-2，利用公式(1)和公式(2)就可以分別計算出每公頃彰武小鉆楊人工林吸收CO2及釋放O2的量，詳見表2。

從表2中可以看出，幼齡林時年均固碳釋氧能力很低，固碳量和釋氧量分別為226.5 kghm-2和165.4 kghm-2，近熟林時年均固碳釋氧最高，分別為6 025.0 kghm-2和4 398.6 kghm-2。

以24 a彰武小鉆楊材積生長量計算，彰武小鉆楊人工林可吸收CO279.7 thm-2，釋放O258.1 thm-2。

表2　彰武小鉆楊人工林固碳釋氧量及效益分析

3結(jié)論

3.1彰武小鉆楊在幼齡林階段進入速生期，在2～10年時胸徑生長快；樹高生長1～16年較快，平均每年生長1.225 m；材積生長4年時開始進入速生期，速生期維持20年左右。

3.2幼齡林時年均固碳釋氧能力很低，近熟林時年均固碳釋氧最高。以24年彰武小鉆楊材積生長量計算，彰武小鉆楊人工林可吸收CO279.7 thm-2，釋放O258.1 thm-2。

參考文獻：

[1] 薛占武,張秀艷,宋華軍.優(yōu)良楊樹品種提純復(fù)壯與培育壯苗技術(shù)[J].吉林林業(yè)科技,2009,35(5):7-11

[2] 趙素華,尤國春,劉亞萍. 遼西風(fēng)沙干旱區(qū)楊樹速生豐產(chǎn)林品種對比試驗[J].遼寧林業(yè)科技, 1997(3):14-15

[3] 魏清華. 彰武小鉆楊不同栽植深度造林試驗初報[J].遼寧林業(yè)科技, 1989(3):16-17

[4] 李玉航,劉淑玲,袁春良,等. 沙地楊樹對比造林試驗初報[J].內(nèi)蒙古林業(yè)調(diào)查設(shè)計,2011,34(5):61-62

[5] 白雪峰.章古臺沙地樟子松人工固沙林水分動態(tài)研究[D].沈陽:沈陽農(nóng)業(yè)大學(xué),2005

[6] 中國森林生態(tài)服務(wù)功能評估項目組.中國森林生態(tài)服務(wù)功能評估[M].北京:中國林業(yè)出版社, 2010:11

Growth Regulation and Carbon Fixation of Oxygen Release forPopulus×Xiaozhuanica

Bai Guohua1, Zhang Risheng2

(1.State-owned Sihecheng Forest Farm, Zhangwu County, Fuxin 123200,China;2. Liaoning Provincial Dune-Fixation and Afforestation Institute, Fuxin 123000,China)

AbstractGrowth rhythm and benefit of carbon fixation & oxygen release of Populus×Xiaozhuanica were studied by analyzing stem analysis. Result shows that the DBH of Populus×Xiaozhuanica is quick from two to ten years;fast-growing period of height growth for Populus×Xiaozhuanica is from young growth to 16-year-old, slow growth in the future;began to enter the fast-growing period while the volume growth is four years and the fast-growing period can maintain about 20 years;the annual capability of carbon fixation and oxygen releas per year is very low;the annual carbon sequestration and oxygen release of the near-mature forest for Populus×Xiaozhuanica per year is 6 025.0 kghm(-2) and 4 398.6 kghm(-2) respectively y to release oxygen sequestration.

Key wordsPopulus×Xiaozhuanica;growth;carbon fixation and oxygen release

中圖分類號：S719.119

文獻標識碼：A

doi:10.13601/j.issn.1005-5215.2016.04.013

作者簡介：白國華(1975-)，男，遼寧彰武人，大學(xué)，工程師，主要從事森林經(jīng)營研究.

收稿日期：2016-01-11

文章編號：1005-5215(2016)04-0042-02