天山北坡中段雪岭云杉人工林碳汇随林龄的动态变化

摘要

人工林是森林固碳增汇的重要组成部分，其碳汇动态随林龄的增长存在较大差异．以天山林区广泛分布的单一人工林雪岭云杉（Picea schrenkiana）为研究对象，选取未抚育的各龄级人工林样地并以无林地为对照，通过样地调查与取样，计算植被地上、植被地下、枯落物和土壤碳密度，采用空间代替时间的方法量化了人工林碳汇量和造林后固碳量特征随林龄的变化规律．结果表明：1)不同龄组雪岭云杉人工林植被地上碳密度为1.82～119.34 t·hm^-2，植被地下碳密度为1.26～27.77 t·hm^-2，树干累积了植被46.4%～62.0%的碳，随林龄增加，碳密度（造林固碳量）呈现明显的异速增长，碳汇量则表现为先升高后降低的趋势．2)凋落物碳密度介于0.42～1.74 t·hm^-2之间，碳汇量在各龄组间差异不大，发挥了0.23～0.42 t·hm^-2·10 a的碳汇功能，造林后固碳量随林龄成线性增长趋势．3)造林前期，土壤深层碳密度显著增大；造林后期，表层土壤碳在凋落物分解输入作用下逐渐累积，显著大于10～60 cm；造林能够有效提高土壤碳汇，平均碳汇量达51.66 t·hm^-2·10 a；造林后土壤固碳量与无林地相比提升较明显，21～30 a林龄时达最大值101.83t·hm^-2，固碳量随林龄表现为先增后降的二项式分布．4)雪岭云杉人工林总碳汇呈非匀速增长趋势，其中60 a人工林碳汇潜力较高，总碳汇累积量可达488.60 t·hm^-2；雪岭云杉人工林植被地上部和地下部碳汇在生态系统总碳汇的占比不断增加，由10～20 a林龄的4.6%增加至51～60 a林龄的67.7%，同时土壤碳汇在生态系统总碳汇的占比不断降低．

关键词

人工林 / 林龄 / 碳密度 / 碳汇 / 云杉森林