基于林地年度变更数据小陇山油松碳储量变化分析_王琼芳_.pdf

4 期油松（P i n u st a b u l a e f o r m i s）林是我国暖温带落叶阔叶林区域松栎混交林亚区的地带性植被，是我国特有树种，它在西北、华北分布很广，北自辽宁、河北、内蒙古（阴山）到山西、山东，海拔 7 0 0 米1 4 0 0 米；向西经陕西、宁夏（贺兰山）到甘肃、青海，海拔 2 0 0 0 米3 2 0 0米；以及西南地区的四川北部，海拔 1 5 0 0 米2 4 0 0 米的山地。地理位置北纬 3 1 4 3 3 0 ，东经 1 0 1 3 0 1 2 5 。甘肃是油松分布区的西部边缘，主要分布在子午岭、小陇山、白龙江中上游、洮河中上游、祁连山东段、昌岭山、哈思山，以及陇南山区；在太子山和关山林区亦有零星生长或呈小片天然林存在。甘肃省油松林主要生长在山地棕壤或山地褐色土之上，例如白龙江林区油松林主要是山地棕壤或隐灰化棕壤；小陇山油松林主要是山地淋溶褐色土；祁连山东麓林区、大通河流域以及子午岭林区的油松林主要是山地碳酸盐褐色土；而哈思山林区油松林主要是山地褐土。油松喜光，能耐干旱瘠薄土壤，生长速度中等，有较强的适应性和抗逆性，同时具有很好的保持水土、涵养水源及改良土壤的作用。本研究以小陇山油松林为研究对象，采用生物量扩展因子法，分析 2 0 1 6 年至2 0 1 9 年油松林的碳储量和碳密度变化，旨在为准确评价油松林在该区域生态系统碳平衡中的作用提供理论依据，为进一步研究小陇山森林生态系统的碳储量及其潜力提供基础资料。一、材料与方法（一）数据来源数据来源于林地年度变更调查矢量数据库，由管理单位组织人员进行遥感判读和属性因子更新，市、省、国家逐级进行抽样检查，数据库含有林业局、林场、植被类型、起源、森林类型、林龄、面积、蓄积量等信息。（二）估算方法本文仅估算植被碳储量，用生物量扩展因子法（B E F）估算乔木层（地上地下生物量）碳储量，不含草本、灌木、枯落物和土壤碳储量。式中，C乔为乔木林碳储量（吨），i 为优势树种，n为优势树种总数，A为林地面积（公顷），V为单位面积蓄积量（立方米/公顷），D为木材基本密度（吨/立方米），取 0.4 1 5 7；B E F为林木地上生物量与树干生物量的比，取 1.5 5 2 0；R为树种根茎比，取 0.2 0 8 0；C F为生物量含碳率（吨碳/吨干物质），取 0.5 1 8 4；QC为碳密度（吨/公顷）。二、结果与分析（一）油松林按起源面积小陇山油松林面积由 2 0 1 6 年 3 2 7 1 6.9 9 公顷增至2 0 1 9 年 3 5 5 4 8.5 0 公顷，净增 2 8 3 1.5 1公顷，年均增长2.7 7%。其中天然林由 2 0 1 6 年 4 6 9 1.2 8 公顷增至 2 0 1 9 年6 8 8 4.9 7 公顷，净增 2 1 9 3.6 9 公顷，年均增长 1 2.6 3%，人工林由 2 0 1 6年 2 8 0 2 5.7 1公顷增至 2 0 1 9年 2 8 6 6 3.5 3公顷，净增 6 3 7.8 2 公顷，年均增长 0.7 5%。由图 1 可以看出，人工林面积显著大于天然林面积，但 3 年间，天然林面积增长速度和幅度远大于人工林。研究与探索基于林地年度变更数据小陇山油松碳储量变化分析王琼芳张璐赵方圆张华堂张龙生QC=C/A384 期图 1油松林按起源面积（二）油松林按龄组面积由图 2 可以看出，小陇山油松林面积主要集中于幼龄林、中龄林、近熟林，2 0 1 6年合计占总面积的9 6.3 4%，2 0 1 9年合计占总面积的 9 4.6 0%，占比下降1.7 4 个百分点。2 0 1 6 年至 2 0 1 9 年，幼龄林、中龄林面积呈减少趋势，分别减少 1 2 2 8.3 5、2 3 8 3.6 7 公顷，年均减少4.0 7%、5.6 9%；近熟林由 2 0 1 6 年5 6 7 7.5 6 公顷增至2 0 1 9 年 1 1 4 0 0.6 6 公顷，净增 5 7 2 3.1 0 公顷，年均增长 2 2.3 4%；成熟林由 2 0 1 6 年 1 1 4 1.9 4 公顷增至 2 0 1 9年 1 8 5 6.5 5 公顷，净增 7 1 4.6 1 公顷，年均增长 1 5.8 9%；过熟林由 2 0 1 6 年 5 6.9 9 公顷增至 2 0 1 9 年 6 2.8 1 公顷，净增 5.8 2 公顷，年均增长 3.2 4%。表明，小陇山油松林逐渐趋于稳定。图 2油松林按龄组面积（三）油松林按起源碳储量、碳密度由表 1 可知，油松林碳储量由 2 0 1 6 年 7 7 9 7 9 9.1 7吨增至 2 0 1 9 年 1 1 8 2 1 0 5.1 吨，净增 4 0 2 3 0 5.9 3 吨，年均增长 1 3.6 7%。其中天然林由 2 0 1 6 年 1 4 3 9 5 2.4 5 吨增至 2 0 1 9 年 2 3 1 0 4 2.7 4 吨，净增 8 7 0 9 0.2 9 吨，年均增长1 5.4 8%，人工林由 2 0 1 6 年 6 3 5 8 4 6.7 2 吨增至 2 0 1 9 年2 9 5 1 0 6 2.3 6 吨，净增 3 1 5 2 1 5.6 4 吨，年均增长 1 3.2 4%。可见，人工林面积大，碳储量高，净增长显著高于天然林，但 3 年间碳储量净增速率低于天然林。由表 1 可知，油松林碳密度由 2 0 1 6 年 2 3.8 3 吨/公顷增至 2 0 1 9年 3 3.2 5吨/公顷，净增 9.4 2吨/公顷，年均增长 1 1.0 0%。其中天然林由 2 0 1 6 年 3 0.6 9 吨/公顷增至 2 0 1 9 年 3 3.5 6 吨/公顷，净增 2.8 7 吨/公顷，年均增长 2.8 9%，人工林由 2 0 1 6 年 2 2.6 9 吨/公顷增至 2 0 1 9 年 3 3.1 8 吨/公顷，净增 1 0.4 9 吨/公顷，年均增长 1 2.5 2%。2 0 1 6 年，人工林和天然林碳密度差异显著，但 2 0 1 9 年，二者差异不显著，3 年间，人工林碳密度增长幅度和速度均高于天然林。（四）油松林按龄组碳储量、碳密度由表 2 可知，2 0 1 6 年，按龄组碳储量大小为中龄林近熟林幼龄林成熟林过熟林，且碳储量主要集中于幼龄林、中龄林、近熟林，碳储量合计占总碳储量的 9 1.4 7%，2 0 1 9年按龄组碳储量大小为近熟林中龄林幼龄林成熟林过熟林，碳储量也主要集中于幼龄林、中龄林、近熟林，碳储量合计占总碳储量的 9 0.2 5%。2 0 1 6 年至 2 0 1 9 年，幼龄林、中龄林、近熟林、成熟林、过熟林碳储量均呈增加趋势，分别净增 3 9 1 1 6.0 5、1 6 3 3 4.5 1、2 9 8 0 7 3.1 8、4 8 2 1 5.6 1、5 6 6.5 9吨，年均增长分别为 7.5 3%、1.5 2%、2 7.7 4%、1 8.4 5%、4.9 6%，近熟林均表现出较大的增长幅度和速率，过熟林净增幅度最小，中龄林则表现出最小的净增速率。由表 2 可知，2 0 1 6 年至 2 0 1 9 年，碳密度随着龄组均呈现出增加的趋势，表现为过熟林成熟林近熟林中龄林幼龄林。2 0 1 6 年至 2 0 1 9 年，幼龄林、中龄林、近熟林、成熟林、过熟林碳密度均增加，分别净增6.0 1、5.5 9、7.6 5、4.7 5、3.2 9吨/公顷，年均增长分别为1 1.5 2%、7.1 9%、6.2 7%、2.7 5%、1.7 3%，各龄组间净增不显著，近熟林净增最大，中龄林净增速率最大，成熟林增加幅度和速率最小。表 1油松林按起源碳储量、碳密度起源天然林人工林合计143952.45635846.72779799.17231042.74951062.361182105.1015.4813.2413.672.9812.5211.0033.5633.1833.2530.6922.6923.8320162019年均增长/（%）年均增长/（%）20192016碳储量（吨）碳密度（吨/公顷）研究与探索394 期表 2油松林按龄组碳储量、碳密度龄组20162019年均增长/（%）幼龄林中龄林近熟林成熟林过熟林合计153691.70350440.90209155.1062983.533527.91779799.20192807.78366775.38507228.30111199.144094.501182105.107.531.5227.7418.454.9613.6711.517.206.272.751.7211.0020.3928.7244.4959.9065.1933.2514.3823.1336.8455.1561.9023.83年均增长/（%）20192016碳储量（吨）碳密度（吨/公顷）三、结论2 0 1 6年、2 0 1 9年油松林面积分别为 3 2 7 1 6.9 9公顷和 3 5 5 4 8.5 0 公顷，3 年净增 2 8 3 1.5 1 公顷，年均增长2.7 7%。3 年间，天然林、人工林面积均增加，人工林面积显著大于天然林面积，但天然林面积增长速度和幅度远大于人工林。按龄组，油松林面积主要集中于幼龄林、中龄林、近熟林，合计占比高达 9 5%左右，2 0 1 9年合计占总面积的 9 4.6 0%，3 年间，幼龄林、中龄林面积呈减少趋势，近熟林、成熟林面积呈增加趋势。2 0 1 6 年、2 0 1 9 年油松林碳储量分别为 7 7 9 7 9 9.1 7吨和 1 1 8 2 1 0 5.1 吨，3 年净增 4 0 2 3 0 5.9 3 吨，年均增长1 3.6 7%。天然林、人工林碳储量均增加，人工林面积大，碳储量高，净增长显著高于天然林，但净增速率低于天然林。2 0 1 6 年、2 0 1 9 年碳密度分别为 2 3.8 3 吨/公顷和 3 3.2 5 吨/公顷，净增 9.4 2 吨/公顷，年均增长1 1.0 0%。3 年间，人工林碳密度增长幅度和速度均高于天然林。按龄组，2 0 1 6 年碳储量大小为中龄林近熟林幼龄林成熟林过熟林，2 0 1 9 年碳储量大小为近熟林中龄林幼龄林成熟林过熟林，碳储量也主要集中于幼龄林、中龄林、近熟林，碳储量合计占总碳储量的 9 0%以上。3 年间，各龄组碳储量均增加，近熟林表现出较大的增长幅度和速率，过熟林净增幅度最小，中龄林则表现出最小的净增速率。2 0 1 6 年至2 0 1 9 年，碳密度随着龄组均呈现出增加的趋势，3 年间，各龄组间碳密度均增加，但净增不显著，近熟林净增最大，中龄林净增速率最大，成熟林增加幅度和速率最小。研究与探索40