趙嘉誠(chéng),李?？?/p>

中國(guó)林業(yè)科學(xué)研究院資源信息研究所,北京 100091

死木是森林生態(tài)系統(tǒng)的重要組成部分,不僅對(duì)推動(dòng)生態(tài)系統(tǒng)能量流動(dòng)[1- 2],固碳[3- 5],森林演替更新[6- 7],有著重要的影響,而且在維持物種多樣性等方面也發(fā)揮著不可或缺的作用,例如,為鳥類覓食,筑巢,貯藏食物提供必要場(chǎng)所[8- 9],為哺乳動(dòng)物提供棲息地等[10- 11]。按照IPCC的定義,死木包括枯立木、枯倒木、死根和直徑大于或等于10 cm(或不同國(guó)家規(guī)定的大小)的樹樁[12],是森林生態(tài)系統(tǒng)的五大碳庫(kù)之一,也是IPCC要求報(bào)告的數(shù)據(jù)。在全球氣候變化的背景下,研究死木碳庫(kù)的動(dòng)態(tài)和特征,對(duì)于揭示森林生態(tài)系統(tǒng)碳循環(huán)規(guī)律,明確森林生態(tài)系統(tǒng)碳匯(源)過(guò)程,有著重要的意義。

在以往對(duì)森林生態(tài)系統(tǒng)死木的研究中,對(duì)象主要集中在粗木質(zhì)殘?bào)w(Coarse Woody Debris,CWD),以及它和細(xì)木質(zhì)殘?bào)w、樹樁組成的枯倒木(Down and Dead Woody,DDW)碳庫(kù)[13]；研究?jī)?nèi)容主要是碳庫(kù)貯量、死木的成因和腐爛分解速率等[14- 23]；研究尺度多為區(qū)域性或特定森林類型[24- 27]。這些研究主要從生態(tài)學(xué)的角度出發(fā),粗木質(zhì)殘?bào)w碳庫(kù)數(shù)據(jù)多為存量。國(guó)際履約的需要,引起了各國(guó)林業(yè)工作者對(duì)死木碳庫(kù)研究的重視,但由于調(diào)查成本過(guò)高,只有美國(guó)、日本和俄羅斯等少數(shù)國(guó)家開展了國(guó)家尺度上的枯倒木調(diào)查[13, 28- 32]。據(jù)估計(jì),在美國(guó)生態(tài)系統(tǒng)中,大約14%的碳存儲(chǔ)于死有機(jī)質(zhì)(死木和枯枝落葉層,不包括細(xì)木質(zhì)殘?bào)w)中[33]?？莸鼓驹谏种衅毡榇嬖?地區(qū)間的差異主要由地方生態(tài)系統(tǒng)和經(jīng)營(yíng)實(shí)踐引起,單位面積枯立木、活立木和枯倒木的生物量之間復(fù)雜的關(guān)系,主要取決于林分相對(duì)密度和平均年降水量或最低溫度等因子的變化[28]。而國(guó)內(nèi)在國(guó)家尺度上尚沒(méi)有針對(duì)死木碳庫(kù)的專項(xiàng)調(diào)查,在大尺度上的相關(guān)研究和估算幾乎沒(méi)有報(bào)道。

本文依據(jù)第8次(2009—2013)全國(guó)森林資源連續(xù)清查中廣東省的調(diào)查數(shù)據(jù)(2012),采用分樹種、分組分的生物量模型,估算2007—2012年間,廣東省森林中的死木碳庫(kù)變化,研究其樹種分布、齡組比例和死亡成因等特征；在2016年系統(tǒng)抽取八分之一的固定樣地中,通過(guò)典型抽樣方法,抽取2012年調(diào)查時(shí)已發(fā)生死亡樣木較多的樣地進(jìn)行實(shí)測(cè)調(diào)查,記錄死木至調(diào)查時(shí)的腐朽程度(這些腐朽分解發(fā)生在2012—2016年間),由此推算廣東省全省死木碳庫(kù)在近10年間的動(dòng)態(tài),為精準(zhǔn)估算廣東省森林死木碳庫(kù)儲(chǔ)量提供科學(xué)依據(jù)。

1 研究區(qū)概況

研究區(qū)廣東省位于我國(guó)南部,屬亞熱帶-熱帶濕潤(rùn)季風(fēng)氣候,地理坐標(biāo)為20°15′—25°31′N、109°40′—117°20′E,自然資源豐富,水熱條件優(yōu)厚,高溫多雨。全年平均氣溫在19°以上,平均降水量多在1500 mm以上,一般雨季為4—9月,降水量約占全年總量的70%—90%。全省地勢(shì)大體上表現(xiàn)為北高南低,山地丘陵約占總面積的2/3,粵北山地海拔為1000—1500 m。全省森林總面積為1082.79萬(wàn)hm2,森林覆蓋率58.69%,總蓄積5.47億m3。北部南嶺地區(qū)的典型植被為亞熱帶山地常綠闊葉林,中部為亞熱帶常綠季雨林,南部為熱帶常綠季雨林,主要以針葉林、中幼林為主[34]。常見的針葉樹包括馬尾松(Pinusmassoniana)、杉木(Cunninghamialanceolata)、濕地松(Pinuselliottii)、火炬松(Pinustaeda)等。

2 數(shù)據(jù)來(lái)源

本文的數(shù)據(jù)來(lái)源分為兩個(gè)部分,一是第8次全國(guó)森林資源連續(xù)清查中廣東省固定樣地的樣木數(shù)據(jù)和樣地?cái)?shù)據(jù),調(diào)查在2012年進(jìn)行。按檢尺類型,死木可以分為枯立木、枯倒木和采伐木,死亡發(fā)生在2007—2012年之間,樣木表中記錄的死木胸徑為前期調(diào)查(2007)時(shí),尚未死亡時(shí)的胸徑,樣地?cái)?shù)據(jù)記錄了死木所在樣地的林分特征,包括林分類型和齡組等；二是2016年進(jìn)行的已有死木腐朽等級(jí)調(diào)查數(shù)據(jù)。調(diào)查在系統(tǒng)抽取八分之一固定樣地的基礎(chǔ)上,通過(guò)典型抽樣,在死木較多的樣地內(nèi)進(jìn)行。表1和表2給出了數(shù)據(jù)的基本統(tǒng)計(jì)量,從中可以看到系統(tǒng)抽取的八分之一固定樣地中枯立木、枯倒木和死木總數(shù),基本上為全部樣地的八分之一,涉及到的樣地?cái)?shù)也接近八分之一,覆蓋了大多數(shù)的樹種；典型抽取的實(shí)際調(diào)查樣地,雖然樣地?cái)?shù)只占八分之一固定樣地?cái)?shù)的15%,但死木株數(shù)卻占40%左右,也覆蓋了大多數(shù)樹種。

表1 全部樣地死木統(tǒng)計(jì)表

表2 八分之一樣地死木和腐朽等級(jí)調(diào)查樣地死木統(tǒng)計(jì)表

3 研究方法

3.1 腐朽分級(jí)

8次清查的死木數(shù)據(jù),在2012年調(diào)查時(shí),并沒(méi)有記錄其腐朽程度,只是區(qū)分了枯立木和枯倒木,知道其枯死發(fā)生在之前的0—5年之間。在沒(méi)有發(fā)生大的自然災(zāi)害且林木自然生長(zhǎng)的情況下,研究假設(shè)每年發(fā)生枯死的樹木數(shù)量是相等的,這時(shí)每株死木的平均死亡時(shí)間為2—3年,按照閆恩榮等[35]提出的5級(jí)森林生態(tài)系統(tǒng)CWD分類系統(tǒng)(表3),可以基本認(rèn)為枯立木或枯倒木的腐朽等級(jí)為第1級(jí)。2016年實(shí)際調(diào)查的死木是嚴(yán)格按5級(jí)CWD分類系統(tǒng)進(jìn)行腐朽等級(jí)劃分的。以死木胸徑為協(xié)變量,用多因素方差分析的方法確定死木種類、樹種組對(duì)腐朽等級(jí)的影響,為精準(zhǔn)估算死木保留碳儲(chǔ)量提供方法選擇。

3.2 碳計(jì)量參數(shù)

對(duì)于表1中17個(gè)樹種碳計(jì)量參數(shù)的選擇,其中馬尾松、杉木、濕地松、櫟類、木荷和楓香這六個(gè)樹種,采用國(guó)家林業(yè)局發(fā)布的行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)[36- 41],這些行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)中的生物量方程包括與總量兼容的各個(gè)組分的生物量參數(shù)和區(qū)分地上、地下生物量的含碳系數(shù)；對(duì)于柏木、其他硬闊和桉樹,使用文獻(xiàn)[42]中的區(qū)分各個(gè)組分的生物量方程和含碳系數(shù)；以上9個(gè)樹種的死木株數(shù)占全部死木的81.3%；對(duì)于鐵杉、水杉、樟木、楠木和楝樹等8個(gè)樹種,由于文獻(xiàn)中[42]只區(qū)分了地上生物量和地下生物量,故采用與此關(guān)系密切的其他樹種的各個(gè)生物量組分比例關(guān)系確定這些樹種各個(gè)組分的生物量,樹種關(guān)系的密切程度及其歸并見文獻(xiàn)[43]。

3.3 單木碳儲(chǔ)量計(jì)算

單木碳儲(chǔ)量是樹木各個(gè)組成部分碳儲(chǔ)量之和,而碳儲(chǔ)量通常是由生物量乘以樹種含碳系數(shù)而獲得的。所以對(duì)于活立木：

Bab=Bst+Bba+Bbr+Ble

(1)

Bbl=Broot

(2)

Btotal=Bab+Bbl

(3)

Ctotal=Btotal×Crate

(4)

式(1)—(4)中,Bab：地上總生物量；Bst：干材生物量；Bba：樹皮生物量；Bbr：樹枝生物量；Ble：樹葉生物量；Bbl：地下生物量；Broot：樹根生物量；Btotal：總生物量；Ctotal：總碳儲(chǔ)量；Crate：含碳系數(shù)。

含碳系數(shù)細(xì)分的情況下,式(3)—(4)可以變換為：

Ctotal=Bab×Crab+Bbl×Crbl

(5)

式中,Crab：地上生物量含碳系數(shù)；Crbl：地下生物量含碳系數(shù)。

對(duì)于單株枯死木,首先根據(jù)死木類型和腐朽等級(jí),給予各個(gè)組分用于計(jì)算現(xiàn)存生物量的權(quán)重(表3),然后按照式(6)計(jì)算其碳儲(chǔ)量：

(6)

表3給出了枯立木和枯倒木腐朽等級(jí)及其現(xiàn)存生物量權(quán)重。

表3 枯立木和枯倒木腐朽等級(jí)及其現(xiàn)存生物量權(quán)重

3.4 全省死木碳儲(chǔ)量估算

基于8次清查數(shù)據(jù)的死木碳儲(chǔ)量(2007—2012年間新增死木碳庫(kù),以下簡(jiǎn)稱2012年碳庫(kù))按照森林資源連續(xù)清查估算蓄積量的方法估算。

基于腐朽等級(jí)調(diào)查數(shù)據(jù)的全省死木保留碳儲(chǔ)量(2007—2012年間新增死木到2016年時(shí)的保留碳庫(kù),以下簡(jiǎn)稱2016年碳庫(kù))的估算,按以下公式計(jì)算：

(7)

(8)

式中,TDC：全省死木總保留碳儲(chǔ)量；DCi：第i株死木碳儲(chǔ)量(2012年)；BDCi：第i株死木保留碳儲(chǔ)量(2016年)；n：八分之一樣地的死木總株數(shù)；N：全部樣地的死木總株數(shù)；m：腐朽等級(jí)調(diào)查的樣木株數(shù)；S：由樣地水平到全省尺度的擴(kuò)展系數(shù)。

式(7)和式(8)的差別在于八分之一樣地死木對(duì)總體樣地死木的代表性。在不同樹種間死木腐朽等級(jí)存在顯著差異的情況下,式(7)和式(8)變?yōu)椋?/p>

(9)

(10)

式中,DCji：第j樹種的第i株死木碳儲(chǔ)量(2012年)；BDCji：第j樹種第i株死木保留碳儲(chǔ)量(2016年)；nj：八分之一樣地中第j樹種死木株數(shù)；Nj：全部樣地中第j樹種死木株數(shù)；mj：第j樹種腐朽等級(jí)調(diào)查的樣木株數(shù)；k：樹種數(shù)。

由于在全省固定樣地與抽樣的八分之一樣地中,死木均以杉木、馬尾松、濕地松、櫟類、其他硬闊、其他軟闊等六個(gè)樹種組的株數(shù)為最多,所以在死木腐朽等級(jí)調(diào)查時(shí),把數(shù)量較少的樹種合并到相近的樹種中,例如把桉樹、泡桐等軟闊樹種和其他軟闊樹種合并,形成軟闊樹種組。這樣,所最終確定的樹種組為杉木、馬尾松、濕地松、櫟類、其他硬闊和軟闊。

3.5 死木成因分析及碳庫(kù)特征

按照表4對(duì)死木形成原因進(jìn)行初步分類,結(jié)合氣象資料,例如臺(tái)風(fēng)、冰雪、火災(zāi)和病蟲等自然災(zāi)害統(tǒng)計(jì)等資料,對(duì)死木成因進(jìn)行綜合分析,并對(duì)2012年的死木碳庫(kù),按枯立木、枯倒木,分死木所在林分的林分類型(不是死木具體的樹種)和齡組等,分析死木碳庫(kù)數(shù)量特征。

表4 樣地死木特征及形成原因判別

4 結(jié)果與分析

4.1 死木腐朽程度

由于清林等人為活動(dòng)的影響,2012年(期初)調(diào)查時(shí)的死木,在2016年(期末)時(shí),只有大約43%的保留了下來(lái),分樹種保留木的平均胸徑和腐朽程度見表5。其中不同樹種的腐朽程度相差較大,腐朽等級(jí)從小到大的排序順序?yàn)椋荷寄?、其他硬闊、馬尾松、櫟類、濕地松和軟闊。進(jìn)一步的方差分析(顯著性水平為0.05)表明：死木的胸徑大小與腐朽程度不存在顯著性差異；死木類型間存在顯著性差異,枯倒木的腐朽程度(3.7)大于枯立木(2.9)相差近一個(gè)等級(jí)；樹種組之間存在顯著性差異,其中杉木腐朽程度最低,與其他所有樹種組之間均存在顯著性差異,軟闊與濕地松腐朽程度最高,它們之間差異不顯著,而與其他樹種組差異顯著,其余樹種組之間差異不顯著。

4.2 死木庫(kù)碳儲(chǔ)量

表6給出了2012年碳庫(kù)和4種計(jì)算方法估算的2016年碳庫(kù)。結(jié)果顯示,2012年廣東全省喬木林死木碳庫(kù)為5811.86 Pg,占同期喬木林活立木生物量碳庫(kù)的2.94%；其中,枯立木碳庫(kù)為2230.44 Pg,占死木碳庫(kù)的38.38%,枯倒木碳庫(kù)為3581.42 Pg,占61.62%；地上部分碳庫(kù)為4687.09 Pg,占死木木碳庫(kù)的80.65%,地下部分碳庫(kù)為1124.77 Pg,占19.35%。死木庫(kù)碳密度(單位面積碳儲(chǔ)量)為(0.7612 ± 3.3988) Mg/hm2,其中,枯立木碳密度為(0.2806 ± 1.7288) Mg/hm2,枯倒木碳密度為(0.4806 ± 2.2835) Mg/hm2；地上部分碳密度為(0.5898 ± 2.7683) Mg/hm2,地下部分碳密度為(0.1415 ± 0.6365) Mg/hm2。所有的碳密度都有較大的標(biāo)準(zhǔn)差,這主要是因?yàn)?盡管死木只出現(xiàn)在不到1/3的樣地中(表1),但在出現(xiàn)死木的樣地中,有可能全部樣木均為死木。通過(guò)四種方法計(jì)算的2016年碳庫(kù),全省總碳儲(chǔ)量從最小的785.57 Pg(式(9))到最大的1089.52 Pg(式(8)),兩者相差近40%(以最小值為基數(shù)),但相對(duì)應(yīng)于2012年的碳庫(kù),最大和最小減少率分別為86.48%和81.25%,兩者差別不大,地上部分和地下部分碳儲(chǔ)量也有同樣的趨勢(shì)。死木保有碳儲(chǔ)量銳減的主要原因是大多數(shù)死木已經(jīng)被清林等人為經(jīng)營(yíng)活動(dòng)被移出,同時(shí)廣東省高溫、多雨的特點(diǎn)加速了死木的腐爛。

表5 分樹種的死木腐朽程度統(tǒng)計(jì)表

表6 廣東死木庫(kù)碳儲(chǔ)量和碳密度

對(duì)于四種估算方法的選用,由于樹種間的腐朽程度存在顯著性差異,式(9)和式(10)的估算結(jié)果理論上應(yīng)優(yōu)于式(7)和式(8),同時(shí)八分之一樣地的抽樣沒(méi)有直接的全部樣地的計(jì)算結(jié)果準(zhǔn)確,所以我們認(rèn)為式(9)給出了最準(zhǔn)確的估算結(jié)果785.57 Pg。

4.3 死木成因及碳庫(kù)特征

圖1 死木的成因比例圖Fig.1 Proportions of deadwoods with different cause of death

圖1給出了造成死木死亡的不同原因的比例關(guān)系,從中可以發(fā)現(xiàn)：自然競(jìng)爭(zhēng)存在于50%以上死木的樣地,但其造成的死木碳儲(chǔ)量卻不足15%；衰老只存在于10%左右的死木樣地中,其碳儲(chǔ)量也約為10%；風(fēng)倒、冰雪、火災(zāi)或病蟲等自然災(zāi)害雖然只發(fā)生在不到10%的死木樣地中,但造成的死木碳儲(chǔ)量卻超過(guò)40%,特別是風(fēng)倒或冰雪災(zāi)害,只發(fā)生在5%左右的死木樣地中,卻有超過(guò)30%的死木碳儲(chǔ)量,這與2008年我國(guó)南方發(fā)生了罕見的大面積冰雪災(zāi)害,致使粵北地區(qū)很多森林的死木數(shù)量劇增有密切關(guān)系,另有30%的死木樣地和死木碳儲(chǔ)量不易判斷其成因。

表7列出了2012年死木碳庫(kù)按林分類型和齡組的數(shù)量分配特征。闊葉混交林的死木碳儲(chǔ)量占死木總儲(chǔ)量的近50%,馬尾松也超過(guò)20%,其余8個(gè)林分類型的比例均不超過(guò)10%,其中桉樹和杉木的比例均不到2%,這也是經(jīng)營(yíng)強(qiáng)度最大的兩種森林類型；與同類林分的現(xiàn)存碳儲(chǔ)量相比,馬尾松占比超過(guò)達(dá)7.45%,其余林分類型均不超過(guò)5%,其中桉樹和杉木不到1%,從大到小的排列順序?yàn)椋厚R尾松、其他軟闊、濕地松、其他硬闊、闊葉混交林、櫟類、針闊混交林、針葉混交林、杉木和桉樹,全省平均占比為2.97%。按齡組分,中齡林的死木碳儲(chǔ)量占總碳儲(chǔ)量比例最大,達(dá)44.77%,過(guò)熟林比例最小,僅為5.12%,比例從大到小的排列順序?yàn)椋褐旋g林、近熟林、幼齡林、成熟林和過(guò)熟林；與同齡組林分的現(xiàn)存碳儲(chǔ)量相比,各齡組相差不大,從2.03%到4.56%,其中幼齡林最小,成熟林最大。

表7 2012年死木碳庫(kù)按林分類型和齡組的數(shù)量分配特征

5 討論

包括枯立木、枯倒木、根樁和大枯枝等在內(nèi)的粗木質(zhì)殘?bào)w(CWD),是森林生態(tài)系統(tǒng)的重要組成部分、營(yíng)養(yǎng)庫(kù)和碳庫(kù)[14]。本文估算的廣東省2012年死木碳儲(chǔ)量是2007—2012年間增加到死木碳庫(kù)中的儲(chǔ)量,這并不包括2007年以前的那些到2012年時(shí)仍然保留在死木庫(kù)的儲(chǔ)量,按照本文調(diào)查的腐朽程度推算,死木碳庫(kù)中最近10年的新增的碳儲(chǔ)量不大于6599.43 Pg, 占全省活立木碳儲(chǔ)量的比例僅大于3%,遠(yuǎn)低于美國(guó)生態(tài)系統(tǒng)中粗木質(zhì)殘?bào)w的碳儲(chǔ)量占比(約14%)[33]；碳密度不超過(guò)0.86 Mg/hm2,低于李凌浩等[44]對(duì)武夷山甜櫧林CWD碳儲(chǔ)量(約3.67 Mg/hm2)的估計(jì),遠(yuǎn)低于楊方方等[45]對(duì)鼎湖山季風(fēng)常綠闊葉林CWD碳儲(chǔ)量(約21 Mg/hm2)的估計(jì),但介于張修玉等[46]對(duì)廣州森林CWD碳儲(chǔ)量估計(jì)的范圍內(nèi)(約0.11—9.1 Mg/hm2)。氣候差異、森林類型、樹種組成、林分齡組、現(xiàn)有活立木碳儲(chǔ)量和研究區(qū)域的大小等,可能是造成死木碳存量不一致的內(nèi)源性原因。廣東省處于亞熱帶和熱帶地區(qū),高溫多雨,水、氣、熱條件較好,樹木死亡后枯倒木數(shù)量多于枯立木(表1,表2),同時(shí),死后的腐朽程度,枯倒木也重于枯立木(表5)等現(xiàn)象,均與寒冷惡劣的氣候條件會(huì)減緩分解過(guò)程的研究結(jié)果一致[44,47]。林齡對(duì)死木碳儲(chǔ)量的影響主要表現(xiàn)為,從幼齡林到近熟林,死木存量逐漸積累,到林分成熟時(shí),由競(jìng)爭(zhēng)和人為擾動(dòng)帶來(lái)的林木死亡進(jìn)一步增加了死木碳庫(kù)存量,而當(dāng)林分衰老時(shí),CWD開始下降[48]；鄧紹林等[49]在對(duì)桂西北杉木立木腐朽程度研究中也指出,林齡對(duì)杉木腐朽的影響多表現(xiàn)為腐朽率隨林齡的增大而增大,而本文研究范圍內(nèi),除杉木外,還包含了較多的樹種和森林類型,但按齡組劃分,死木碳儲(chǔ)量占同類森林的比例總體上也基本呈現(xiàn)出從幼齡林(2.03%)到過(guò)熟林(4.56%)的上升趨勢(shì)(表7)。森林經(jīng)營(yíng)、人類活動(dòng)以及不同抽樣方法所帶來(lái)的野外測(cè)量和計(jì)算過(guò)程的差異等外源性原因亦會(huì)對(duì)CWD估算結(jié)果產(chǎn)生巨大影響[50-51]。例如,當(dāng)前國(guó)際上對(duì)死木的調(diào)查方法主要有樣方法和樣帶法[29,52],但范圍較小,而本文研究的省級(jí)尺度的死木碳庫(kù),采用的是固定樣地的資料和典型抽樣的方法,并沒(méi)有包括采伐木的伐樁和樹根等碳儲(chǔ)量。Krankina等[53]在比較瑞典和俄羅斯森林CWD儲(chǔ)量時(shí)指出,森林經(jīng)營(yíng)的強(qiáng)度要比不同的野外測(cè)量方法對(duì)CWD估算影響更大,一些瑞典北部的經(jīng)營(yíng)強(qiáng)度相對(duì)較高的森林具有更低的CWD與活立木的材積比。同樣,本文中的桉樹和杉木這些集約經(jīng)營(yíng)強(qiáng)度大的人工林中,死木比例也較低,均不足1%(表7)。

林木腐朽這一復(fù)雜的生態(tài)學(xué)過(guò)程,除了受溫度、濕度、氧氣、二氧化碳、代謝基質(zhì)和微生物等多種因素的共同影響[54]之外,與樹種各自的生物學(xué)特性也有關(guān)。張修玉等[46]通過(guò)對(duì)廣州3種森林CWD儲(chǔ)量與分解特征的調(diào)查分析得到,常綠闊葉林的CWD分解速率大于混交林,而混交林又大于針葉林,這一結(jié)論在本研究中也得到了印證,例如：本文不同樹種之間死木的腐朽程度表現(xiàn)出顯著性差異,杉木的腐朽分解最慢,而軟闊腐朽程度最高,所有被調(diào)查到的軟闊類死木的腐朽等級(jí)均為5級(jí)(表5)。但從總體來(lái)看,腐朽等級(jí)以2級(jí)和3級(jí)為最多,與蔡慧穎等[55]以及Oheimb等[56]得到的CWD多分布在中等腐朽等級(jí)的研究結(jié)果類似。

自然狀態(tài)下,死木的形成主要來(lái)自于以下幾個(gè)原因：(1)病蟲,風(fēng)倒,冰雪,森林火等自然災(zāi)害[20-21]；(2)群落的生長(zhǎng)競(jìng)爭(zhēng)所引發(fā)的個(gè)體密度逐漸降低的自然稀疏(self thinning)過(guò)程[22]；(3)樹木在達(dá)到老齡時(shí)自然衰老死亡[17]。本文研究發(fā)現(xiàn)：林分本身的競(jìng)爭(zhēng)和衰老,雖然發(fā)生的60%的死木樣地中,但增加到死木碳庫(kù)中儲(chǔ)量不足總量的四分之一,而自然災(zāi)害雖然只發(fā)生在10%的死木樣地中,對(duì)死木碳庫(kù)的貢獻(xiàn)卻超過(guò)40%,特別是風(fēng)倒或冰雪災(zāi)害,只發(fā)生在5%左右的死木樣地中,卻有超過(guò)30%的死木碳儲(chǔ)量,這與2008年我國(guó)南方發(fā)生了罕見的大面積冰雪災(zāi)害有密切關(guān)系。死木碳庫(kù)在林分類型間的分布不均,其中闊葉混交林和馬尾松占近7成,這兩個(gè)森林類型死木碳庫(kù)占活立木碳庫(kù)的比例也是最高的,特別是馬尾松林；死木碳庫(kù)在林分齡組間的分布,中齡林和近熟林比例最大,占同齡組林分活立木碳庫(kù)的比例也較高,過(guò)熟林雖然在死木庫(kù)中所占比例不大,但單位面積儲(chǔ)量大,總活立木碳儲(chǔ)量小,當(dāng)嚴(yán)重災(zāi)害發(fā)生時(shí),造成其死木占活立木的比例最大。

6 結(jié)論

2007—2012年間廣東省喬木林死木碳庫(kù)新增碳儲(chǔ)量為5811.86 Pg,占同期喬木林活立木生物量碳庫(kù)的2.94%,新增死木庫(kù)碳密度為(0.7612 ± 3.3988) Mg/hm2?？莸鼓拘略鎏純?chǔ)量多于枯立木；闊葉混交林和馬尾松貢獻(xiàn)了近70%的死木碳儲(chǔ)量；馬尾松、其他軟闊等林分類型的死木碳儲(chǔ)量占同類森林總活立木碳儲(chǔ)量的比例較大；按齡組劃分,中齡林占總死木碳儲(chǔ)量比例最大,過(guò)熟林最小。占同齡組林分現(xiàn)存碳儲(chǔ)量的比例,從幼齡林到過(guò)熟林基本呈上升趨勢(shì)。競(jìng)爭(zhēng)引起的枯死在林分中普遍存在,但由此導(dǎo)致的新增死木碳庫(kù)的儲(chǔ)量不大,而自然災(zāi)害對(duì)死木碳庫(kù)儲(chǔ)量有較大的影響。到2016年,原有2007—2012年間新增碳儲(chǔ)量下降到785.57 Pg,減少約85%,清林等人為經(jīng)營(yíng)活動(dòng)和死木較快地腐朽是存量減少的主要原因。

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