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碳浓度和储量是森林生态系统重要特征之一,也是研究陆地生态系统功能及生物地球化学循环过程的重要参数,森林碳动态对大气中C02浓度变化有重要影响。本文采用野外调查研究与室内实验分析相结合的方法,研究了湖南鹰嘴界自然保护区马尾松林、马尾松阔叶树混交林、常绿阔叶林三种典型林分类型的碳储量及空间分布,同时对这三种林分乔木层氮、磷浓度与储量现状进行了分析,实验结果表明:
1)马尾松林、马尾松阔叶树混交林和常绿阔叶林的乔木层对群落生物量贡献最大,分别为228.54、232.53和352.97 t·hm-2,随演替进行而增加:林下植被(灌木和草本)生物量为2.27-13.20 t·hm-2,仅占乔木层的0.64-5.78%,随演替进行而减少:地表现存凋落物生物量为3.53-9.58 t·hm-2,也随演替的进行而减少;各器官、林下组分碳储量与生物量有相似的分布格局。
2)马尾松林各器官、层次组分碳浓度显著大于常绿阔叶林,不同器官间碳浓度以叶或干最高:三种林型碳浓度在不同层次之间的分异均表现为乔木层>地表凋落物层>灌木层>草本层;乔木层各器官N、P浓度随演替进展呈增大的趋势,均以叶最高,且显著大于其他器官(p<0.01)。
3)所研究的三种林分类型,生物量碳储量分别为122.55、114.12和157.97MgC·hm-2,其中乔木层碳储量为112.37、107.13和155.53 Mg C·hm-2,是生物量碳储量的主体;林下植被及凋落物碳储量分别位于0.94-5.55 Mg C·hm-2、1.50-4.63 Mg C·hm-2之间,随演替进展减少。
4)三种类型森林生态系统碳储量分别为182.86、179.84和229.12 MgC·hm-2,有相同的层间分配特征,均以乔木层最大(59.57-67.88%),土壤层次之(31.05-36.55%),随演替进展增加;林下植被和凋落物随演替进行而减少,对系统碳储量贡献微弱;演替过程中生物量碳与土壤层碳储量之比依次为1.96、1.69和2.20,生物量碳在森林生态系统碳储量中发挥越来越重要的作用。
5)三种林型乔木层N储量分别为689.12、683.78、1236.21 kg·hm-2,P储量为94.54、105.34、180.94 kg·hm-2,都随演替进展而增加。
由以上研究结果可以看出,在常绿阔叶林分布区,模拟常绿阔叶林林分结构,采取可持续性森林利用管理措施、实施近自然林经营,维持天然森林结构和表层土壤的稳定性,促进当地马尾松林、马尾松阔叶树混交林向常绿阔叶林正常演替,是提升该区域森林碳汇能力的重要途径。