兴安落叶松原始林和采伐后恢复林分的碳汇能力研究

４３．９１％，ｉｔ ｉｓ ａｂｏｕｔ ４０．６６％，４５．８５％ａｎｄ ４４．３５％ｆｏｒ ｇｒａｓｓｅｓ，ｍｏｓｓｅｓ ａｎｄ ｌｉｔｔｅｒｓ．Ｆｏｒ ｆｏｒｅｓｔ
ｓｏｉｌ，ｔｈｅ ｍｅａｎ ｏｒｇａｎｉｃ ｃａｒｂｏｎ
ｃｏｎｔｅｎｔ
ｗａｓ：Ｌｅｄｕｍ
ｐａｌｕｓｔｒｅ－Ｌａｒｉｘ
ｇｒｎｅｌｉｎｉｉ ｆｏｒｅｓｔ ｆｏｒｅｓｔ
（４３５．５６５ （２４８．０４８
ｔ－ｈｍｏ）＞杜香一兴安落叶松林（３０７．７１１ ｔ－ｈｍ之）＞真藓一兴安落叶松林 ｔ－ｈｍｏ）＞草类一兴安落叶松林（１ ６９．２９３ ｔ－ｈｍ之）。生态系统各组分碳库表
ｔ。
现为：土壤层＞植被层＞枯枝落叶层，、土壤是生态系统碳库占的关键。寒温带兴安落 叶松林原始林单位面积平均碳储量为２９０．１ ７６
７３．６８０９‘ｋｇ叫；Ｇｒａｓｓ・Ｌａｒｉｘ ｇｒｎｅｌｉｎｉｉ ｆｏｒｅｓｔ
６８．８８０９’ｋｇ叫；Ｂｒｙａｃｅａｅ－Ｌａｆｉｘ ｇｍｅｌｉｎｉｉ
２４２．６６１９‘ｋｇ叫；Ｂｅｔｕｌａ ｆｒｕｔｉｃｏｓａ—Ｌａｆｉｘ ｇｍｅｌｉｎｉｉ ｆｏｒｅｓｔ ２３４。１４０ ｓｏｉｌ ｒｅｄｕｃｅｄ ｗｉｔｈ ｉｎｃｒｅａｓｉｎｇ ｏｆ ｔｈｅ ｓｏｉｌ ｄｅｐｔｈ．
ｃｏｎｔｅｎｔ
ｏｆ Ｌａｒｉｘ ｇｍｅｌｉｎｉｉ ｉｓ
ｂａｒｋ＞ｌｅａｆ＞ｔｒｕｎｋ＞ｂｒａｎｃｈ＞ｒｏｏｔ，ｔｈｅ ｍｅａｎ
ｃｏｎｔｅｎｔ
ｉｓ ４９。９６％；ｆｏｒ ｂｅｔｕｌａ
ｐｌａｔｙｐｈｙｌｌａ，ｉｔ ｉｓ：ｂａｒｋ＞ｒｏｏｔ＞ｔｒｕｎｋ＞ｂｒａｎｃｈ＞ｌｅａｆ，ｍｅａｎ ｃａｒｂｏｎ
ｃｏｎｔｅｎｔ
ｇ－ｋ９１，ｔｈｅ
ｃａｒｂｏｎ ｃｏｎｔｅｎｔ ｏｆ
（２）Ｔｈｅ
ｃａｒｂｏｎ
ｓｔｏｒａｇｅ
ｉｓ：Ｂｅｔｕｌａ
ｆｒｕｔｉｃｏｓａ－Ｌａｒｉｘ ｇｒｎｅｌｉｎｉｉ
ｇｍｅｌｉｎｉｉ
ｆｏｒｅｓｔ＞Ｌｅｄｕｍ ｇｍｅｌｉｎｉｉ
ｐａｌｕｓｔｒｅ－Ｌａｒｉｘ ｇｍｅｌｉｎｉｉ
ｆｏｒｅｓｔ＞ＢｒｙａｃｅａｅｍＬａｒｉｘ
分内容（保密内容除外），采用影印、缩印或其他手段保存论文。
论文作者签名：趁
日
期：例。ｆ乡
．
指导教师签名：
理１名纽
。
内蒙古农业大学硕士学位论文
１
１研究综述 １．１研究背景 自２０世纪以来，人类活动的影响在规模上已经从陆地生态系统扩展到整个地球 系统，特别是人类社会生产活动产生的Ｃ０２浓度急剧上升和由此导致的增温效应是 目前人类面临的最严峻的全球环境变化问题，这愈来愈引起世人的关注。人类活动对 大气ＣＣｈ等温室气体浓度的影响一般认为主要来自两个方面：一方面是大量的化石 燃料燃烧及大规模的高耗能型工业生产所引起的排放；另一方面由于土地利用与变 化、毁林开荒、森林采伐等人为活动而导致的碳汇资源的锐减。 全球变暖及气候异常变化，主要是由于温室气体大量集结造成的。各种温室气体
４４．３５％。土壤有机碳平均含量分另！为：①杜香一兴安落叶松林７３．６８０９・ｋｇ～；②草类 一兴安落叶松林６８．８８０ ｇ・ｋｇ一；③真藓一兴安落叶松林２４２，６６１ ｇ‘ｋｇ＂‘；④柴桦一兴安
落叶松林２３４．１４０ ｇ＇ｋｇ－１。碳含量在土壤腐殖质层最高，随着土壤层的加深而依次降低。
（２）兴安落叶松原始林生态系统四种群落类型碳库大小为：柴桦一兴安落叶松林
工作及取得的研究成果。据我所知，除了文中特别加以标注和致谢的
地方外，论文中不包括其他入已经发表或撰写过的研究成果，也不包 括为获得我校或其他教育机构的学位或证书而使用过的材料，与我一 同工作的同志对本研究所做的任何贡献均已在论文中作了明确的说
明并表示谢意。
论文作者签名：趁
申请学位论文与资料若有不实之处，本人承担一切相关责任。
关键词：兴安落叶松；碳汇能力：采伐干扰：原始林；恢复林分
Ｓｔｕｄｉｅｓ
ｏｎ
ｃａｒｂｏｎ ｓｅｑｕｅｓｔｒａｔｉｏｎ ｏｆＬａｒｉｘ ｇｅｍｉｌｉｎｉｉ ｖｉｒｇｉｎ ｆｏｒｅｓｔ
ａｎｄ ｒｅｓｔｏｒａｔｉ ｏｎ ｆｏｒｅｓｔ ａｆｔｅｒ ｃｕｔｔｉｎｇ
Ａｂｓｔｒａｃｔ Ｔｈｉｓ ｐａｐｅｒ ｒｅｓｅａｒｃｈｅｄ ｔｈｅ ｃａｒｂｏｎ ｓｅｑｕｅｓｔｒａｔｉｏｎ ｏｆ Ｌａｒｉｘ ｇｅｍｉｌｉｎｉｉ ｖｉｒｇｉｎ ｆｏｒｅｓｔ ａｎｄ ｒｅｓｔｏｒａｔｉｏｎ ｆｏｒｅｓｔ ａｆｔｅｒ ｃｕｔｔｉｎｇ ａｔ ｔｈｅ Ｉｎｎｅｒ Ｍｏｎｇｏｌｉａ Ｄａｘｉｎｇａｎｌｉｎｇ Ｅｃｏｓｙｓｔｅｍ Ｒｅｓｅａｒｃｈ Ｓｔａｔｉｏｎ，ｂａｓｅｄ
ｅｓｔｉｍａｔｅｄ ｂｙ ｉｎｖｅｓｔｉｇａｔｉｏｎ ｏｆ ｐｌｏｔｓ，ｔｈｅ ｃａｒｂｏｎ ｍｏｓｓｅｓ，ｌｉｔｔｅｒｓ ａｎｄ ｓｏｉｌ
ｃｏｎｔｅｎｔ ｒａｔｅｓ（ＣＣＲｓ）ｏｆ ｔｒｅｅｓ，Ｓｈｒｕｂｓ，ｈｅｒｂｓ，
ｗｅｒｅ ｍｅａｓｕｒｅｄ ｂｙ Ｐｏｔａｓｓｉｕｍ Ｄｉｃｈｒｏｍａｔｅ（Ｋ２Ｃｒ２０７）－－Ｈｅａｔｉｎｇ
内蒙古农业大学 硕士学位论文 兴安落叶松原始林和采伐后恢复林分的碳汇能力研究 姓名：海龙 申请学位级别：硕士 专业：生态学 指导教师：周梅;王树森 20090501
摘
要
本文以大兴安岭森林生态系统国家野外科学观测研究站为研究平台，从植被群落 类型和采伐干扰角度对兴安落叶松几种原始林和采伐后恢复林分的碳库进行了估算。 分析探讨了不同群落类型兴安落叶松原始林碳汇能力及采伐对生态系统碳汇能力的 影响。
ｏｎ ｓｅｅｎ
ｔｈａｔ，ｃｕｔｔｉｎｇ ｏｐｅｒａｔｉｏｎｓ ｔｈｅ ｓｏｉｌ ｃａｒｂｏｎ ｐｏｏｌ・
ｖｅｇｅｔａｔｉｏｎ ｃａｒｂｏｎ ｐｏｏｌ，ｗｈｉｃｈ ｉｓ ｈｉｇｈｅｒ
ｔｈａｎ
ｃａｒｂｏｎ ｓｉｎｋｓ・ Ｓｏ ｇｒａｄｕａｌｌｙ ｃｕｔ ｗｉｌｌ ｂｅｎｅｆｉｃｉａｌ ｆｏｒ ｍａｉｎｔａｉｎ ａｎｄ ｒｅｓｔｏｒａｔｉｏｎ ｆｏｒｅｓｔ ｅｃｏｓｙｓｔｅｍ
日
期：２丑：垒：兰
导师指导研究生学位论文的承诺
本人承诺：我的研究生渔垄
所呈交的学位论文是在
我指导下独立开展研究工作及取得的研究结果，属于我现任岗位职务 工作的结果，并严格按照国家及学校有关学术道德规范的规定要求而 获得的研究结果。如果违反，我必须接受按国家及学校有关规定的处
罚处理并承担相应导师连带责任。
ｆｏｒｅｓｔ＞ＧｒａｓｓｗＬａｒｉｘ
ｆｏｒｅｓｔ，ｉｔ ｉｓ ４３５．５６５ ｔ－ｈｍ’２，３０７．７１ １ ｔ－ｈｍ。，２４８．０４８ ｔ－ｈｍ‘２
ａｎｄ １ ６９．２９３ ｔ－ｈｍ’２ ｆｏｒ ｅａｃｈ
ｔｙｐｅｓ
ｏｆ ｆｏｒｅｓｔ．Ｆｏｒ
ｃｏｍｐｏｎｅｎｔｓ
ｏｆ
ｅｃｏｓｙｓｔｅｍ
ｃａｒｂｏｎ ｐｏｏｌ，ｉｔ
指导教师签名：
日
期：２哩：堑！多
内蒙古农业大学研究生学位论文版权使用授权书
本人完全了解内蒙古农业大学有关保护知识产权的规定，即：研
究生在攻读学位期间论文工作的知识产权单位属内蒙古农业大学。本 人保证毕业离校后，发表论文或使用论文工作成果时署名单位为内蒙 古农业大学，且导师为通讯作者，通讯作者单位亦署名为内蒙古农业 大学。学校有权保留并向国家有关部门或机构送交论文的复印件和电 子文档，允许论文被查阅和借阅．学校可以公布学位论文的全部或部
ｉｓ ５０．１ ８％．
Ａｍｏｎｇ ｔｈｅ ｓｈｒｕｂｓ，Ｌｅｄｕｍ
ｐａｌｕｓｔｒｅ，Ｖａｃｃｉｎｉｕｍ ｖｉｔｉｓ－ｉｄａｅａｍｅａｎ
ａｒｅ
ｔｈｅ ｅｖｅｒｇｒｅｅｎ ｐｌａｎｔｓ，
ｂｕｔ Ｂｅｔｕｌａ ｆｒｕｔｉｃｏｓａ ｉｓ ｄｅｃｉｄｕｏｕｓ ｐｌａｎｔ，ｔｈｅ ｍｅａｎ ｏｒｇａｎｓ ｃａｒｂｏｎ ｃｏｎｔｅｎｔ ｗｅｒｅ ５ １．０５％ａｎｄ
（３）Ｓｉｎｃｅ １ ９８７，ｔｈｅ ｇｒａｄｕａｌｌｙ
１ ７６．０６０１‘ｈｍ～ａｎｄ
ｃｕｔ ａｎｄ ｃｌｅａｒ ｃｕｔ ｆｏｒｅｓｔ
ｃａｒｂｏｎ ｓｔｏｒａｇｅ
ａｒｅ
１ １ ４．９ １ ６ｔ’ｈｍ一，ｉｔ
ｒｅｄｕｃｅｄ
ａｂｏｕｔ ２７．７７％，５２．８５％ｒｅｓｐｅｃｔｉｖｅｌｙ，ｗｈｉｃｈ
ｃｏｍｐａｒｅｄ ｗｉｔｈ ｖｉ曙ｉｎ ｆｏｒｅｓｔ．Ｔｈｅ ｄｉｓｔｕｒｂａｎｃｅ ｏｆ ｄｉ ｆｆｅｒｅｎｔ ｃｕｔｔｉｎｇ ｏｐｅｒａｔｉｏｎｓ ｃｏｕｌｄ ｌｅａｄ ｔｏ ｄｅｃｒｅａｓｅ ｏｆ ｔｈｅ ｆｏｒｅｓｔ
ｍｅｔｈｏｄ，ｔｈｅｎ
ａｎａｌｙｓｉｓ
ｏｎ
ｅｃｏｓｙｓｔｅｍ
ｅａｃｈ ｐａｒｔ ｏｆ ｃａｒｂｏｎ ｄｅｎｓｉｔｙ ｄｉｓｔｒｉｂｕｔｉｏｎ ｃｈａｒａｃｔｅｒｉｓｔｉｃｓ
ｗａｓ ｄｏｎｅ．Ｔｈｅ ｒｅｓｕｌｔ ｓｈｏｗｅｄ ｔｈａｔ：
（１）Ａｍｏｎｇ
ｔｈｅ ｔｒｅｅｓ，ｔｈｅ ｓｅｑｕｅｎｃｅ ｏｆ ｄｉｆｆｅｒｅｎｔ ｏｒｇａｎ ｃａｒｂｏｎ ｃａｒｂｏｎ
Ｋｅｙ ｗｏｒｄｓ：Ｌａｒｉｘ ｇｍｅｌｉｎｉｉ；Ｃａｒｂｏｎ ｓｅｑｕｅｓｔｒａｔｉｏｇｉｎｆｏｒｅｓｔ；
Ｒｅｓｔｏｒａｔｉｏｎｆｏｒｅｓｔ
ＺＨＯＵ Ｍｅｉ ＷＡＮＧ Ｓｈｕｓｅｎ ＨＡ Ｉ Ｌｏｎｇ
Ｅｃｏｌｏｇｙ
Ｄｉ ｒｅｃｔｅｄ ｂｙ：Ｐｒｏｆ． Ａｐｐ ｌ ｉ ｃａｎｔ
ｆｏｒ Ｍａｓｔｅｒ ｄｅｇｒｅｅ：
０１ ００１ ８，Ｃｈｉｎａ） （Ｃｏｌｌｅｇｅ ｏｆ Ｅｃｏｌｏｇｙ ａｎｄ Ｅｎｖｉｒｏｎｍｅｎｔａｌ Ｓｃｉｅｎｃｅ， Ｉｎｎｅｒ Ｍｏｎｇｏｌｉａ Ａｇｒｉｃｕｌｔｕｒａｌ Ｕｎｉｖｅｒｓｉｔｙ，Ｈｕｈｈｏｔ
内蒙古农业大学研究生学位论文独创声明
本人申明所呈交的学位论文是我本人在导师指导下进行的研究
ｓｈｏｗｅｄ：ｓｏｉｌ＞ｖｅｇｅｔａｔｉｏｎ＞
ｃａｒｂｏｎ ｓｔｏｒａｇｅ
ｌｉｔｔｅｒｓ．Ｓｏｉｌ ｉｓ ｔｈｅ ｋｅｙ ｃａｒｂｏｎ ｐｏｏｌ ｉｎ ｗｈｏｌｅ
ｅｃｏｓｙｓｔｅｍ．Ｔｈｅ ｅｃｏｓｙｓｔｅｍ ｍｅａｎ ｅｃｏｓｙｓｔｅｍ ｔｏｔａｌ
ｏｆ Ｌａｒｉｘ ｇｍｅｌｉｎｉｉ ｖｉｒｇｉｎ ｆｏｒｅｓｔ ｉｓ ２９０．１ ７６ ｔ－ｈｍ～．
试验共选择了该地区分布典型的兴安落叶松原始林四种群落类型，即杜香一兴安
落叶松林、草类一兴安落叶松林、真藓一兴安落叶松林、柴桦一兴安落叶松林，同时
还选择了１９８７年渐伐和皆伐的杜香一兴安落叶松更新林分。采用标准地法和样方收 割法对乔、灌、草植物生物量、枯枝落叶现存量进行调查；用重铬酸钾一外加热法对
植物、枯枝落叶、土壤碳含量进行了测定。研究结果表明： （１）主要乔木中，兴安落叶松和白桦各器官含碳率为：兴安落叶松：树皮＞叶＞ 树干＞枝条＞根，白桦：树皮＞根＞树干＞枝条＞叶，两种乔木平均含碳率分别为 ４９．９６％、５０．１８％。灌木中，杜香、越橘、柴桦平均含碳率分别为５１．８６％、５０．２５％和 ４３．９１％。林下草本、藓类植物和枯枝落叶层平均含碳率分别为：４０．６６％、４５．８５％和
（３）１９８７年分别渐伐、皆伐后的天然更新林生态系统碳储量分别为：渐伐林
１
７６．０６０ｔ．ｈｍ～、皆伐更新林１１４．９１６ｔ，ｈｍ～，比其原始林分别减少了２７．７７％和５２．８５％。
对地上碳库而言，渐伐和皆伐２０年后比原始林减少了５３．６％、８】．２％，而地下碳库减 少了１８．１％、４３．１％。因此，从碳库组分角度看，采伐对寒温带兴安落叶松林地下碳 库的影响小于地上碳库。从生态系统的角度看，皆伐对碳库的负面作用大于渐伐。由 此可知，在森林经营活动中渐伐作业更有利于保持和恢复生态系统碳汇能力。
ｖｉｒｇｉｎ
ｖｉｒｇｉｎ ｆｏｒｅｓｔ，Ｂｅｔｕｌａｆｒｕｔｉｃｏｓａ—Ｌａｒｉｘ
ｇｒｎｅｌｉｎｉｉ ｖｉｒｇｉｎ
ｆｏｒｅｓｔ ａｎｄ ｇｒａｄｕａｌｌｙ ｃｕｔ ａｎｄ ｃｌｅａｒ ｃｕｔ ｆｏｒｅｓｔ ｉｎ ｔｈｅ ｙｅａｒ ｏｆ １ ９８７．Ｉｎ ｏｒｄｅｒ ｔｏ ａｃｃｕｒａｔｅｌｙ
ｅｓｔｉｍａｔｉｎｇ ｓｉｚｅ ｏｆ ｃａｒｂｏｎ ｓｔｏｒａｇｅ，ｔｒｅｅｓ，ｓｈｒｕｂｓ，ｈｅｒｂｓ，ｍｏｓｓｅｓ，ｌｉｔｔｅｒｓ ｂｉｏｍａｓｓ ｗｅｒｅ
ｅｃｏｓｙｓｔｅｍ
ｃａｒｂｏｎ ｓｔｏｒａｇｅ．Ｆｏｒ ｔｈｅ ａｂｏｖｅ ｇｒｏｕｎｄ ｃａｒｂｏｎ ｐ００１．ｉｔ ｈａｄ
ｔｈｅ ｂｅｅｎ ｒｅｄｕｃｅｄ ａｂｏｕｔ ５３．６％ａｎｄ ８ １．２％ａｆｔｅｒ ｇｒａｄｕａｌｌｙ ｃｕｔ ａｎｄ ｃｌｅａｒ ｃｕｔ ｒｅｓｐｅｃｔｉｖｅｌｙ，ｆｏｒ ｈａｖｅ ｕｎｄｅｒｇｒｏｕｎｄ ｃａｒｂｏｎ ｐｏｏｌ，ｉｔ ａｂｏｕｔ １ ８．１％ａｎｄ ４３．１％．Ｗｅ ｈａｖｅ ｎｅｇａｔｉｖｅ ｅｆｆｅｃｔｓ
ｏｎ
Ｍｏｕｎｔａｉｎｓ Ｆｏｒｅｓｔ
ｃｏｍｍｕｎｉｔｙ ｔｙｐｅｓ ａｎｄ ｄｉｆｆｅｒｅｎｔ ｃｕｔｔｉｎｇ ｍｅｔｈｏｄｓ．
Ｔｈｅｒｅ ｗｅｒｅ Ｌｅｄｕｍ ｐａｌｕｓｔｒｅ－－－Ｌａｒｉｘ ｇｍｅｌｉｎｉｉ ｖｉｒｇｉｎ ｆｏｒｅｓｔ，Ｇｒａｓｓ－－－Ｌａｒｉｘ ｇｍｅｌｉｎｉｉ ｆｏｒｅｓｔ，Ｂｒｙａｃｅａｅ－－－Ｌａｒｉｘ ｇｒｎｅｌｉｎｉｉ