吉林省森林植被碳估算及其分布特征

【摘要】研究以吉林省森林植被为对象,基于森林清查资料和标准地生物量、含碳率的计量结果,估算吉林省森林植被碳储量和碳密度,并探讨其碳库组成和分布特征。研究结果对减少森林生态系统碳库估算的不确定性,全面理解省区森林在碳循环中的地位和作用以及指导区域进行面向碳汇功能的森林经营等提供参考和理论依据。区域主要林分类型乔木层生物量介于77.70～200.78t/hm2之间,以针阔混交林最高,人工杨树林、人工樟子松林和人工油松林等相对较低。各林分类型的地上和地下生物量分别占总生物量的78.85%～87.15%和12.96%-20.56%；各组分平均生物量干(61.62%)>根(17.96%)、枝(17.96%)>叶(3.08%)。主要林分类型幼树生物量平均值介于0～1.07t/hm2,在相同和不同林分类型中均存在较高的变异；灌木和草本生物量分别介于0-2.36t/hm2和0.04～1.34t/hm2之间,其生物量分配在不同林分类型中表现出一定的随机性。不同林分类型枯落物现存量平均值介于2.17～6.92t/hm2之间,未分解现存量>半分解现存量,分别占现存量的48.08-71.99%和28.30-52.09%,未分解物现存量枯落叶>枯落枝>杂类。各林分类型乔木层生物量与林分蓄积、平均胸径和林分密度的关系密切。构建的两种蓄积-生物量转换模型均具有较高的R值和较小的S值,以引入林分平均胸径和林分密度因子的林分蓄积-生物量转换模型估测精度略高。此外,研究通过对林下幼树和灌木植物的单株收获法采样和相关指标测量结果的统计分析,构建了14种幼树和12种灌木植物的生物量方程,拟合和验证结果均达到相关建模的精度水平。灌、草植物生物量与其林分状况和立地条件关系密切(以红松阔叶林为例)。灌木植物地上生物量和总生物量与林分平均胸径呈显著的正相关,与林分密度呈显著的负相关,草本植物则表现为与林分郁闭度呈极显著的负相关。受坡位的影响,灌木植物地下和总生物量坡上显著高于坡下,而草本植物则表现出坡中的地上和总生物量显著高于坡上和坡下；受坡向的影响,草本植物的地上和总生物量在阴坡显著高于其它坡向；而受坡度级的影响,灌、草植物的生物量差异均不显著。枯落物现存量和半分解现存量均随林分密度的增大而增加,未分解物现存量随林分蓄积和生物量的增加而增大(以柞木林为例)。枯落物现存量及其组分受坡度级和坡向的影响显著,表现出随坡度级的增大而增加,阳坡和平坡的生物量较小,阴坡高;而受坡位影响的差异均不显著。枯落物现存量和半分解现存量随温度和降水量及降水量变异的增加而降低,随温度变异的增大而增加；而未分解现存量仅与最干月、最干季度和最冷季度降水量呈显著的负相关关系。主要树种的器官含碳率介于38.24-54.07%之间,不同树种器官含碳率的差异表现出一定的随机性,但整体表现为干>枝>根>叶。不同树种的含碳率介于41.81-53.20%之间,针叶树种高于阔叶树种。主要林分类型的含碳率介于45.80-52.97%,各林分类型含碳率的差异主要来自于树种组成。草本植物含碳率的加权平均值介于35.96～42.66%之间,以地上部分略高；灌木植物含碳率介于41.82～47.25%之间,整体以茎的含碳率高于根和叶。各林分类型的枯落物含碳率介于28.54～44.09%之间,平均为36.34%,未分解含碳率高于半分解。枯落物各组成类型的含碳率差异极显著,整体表现为枯落枝>枯落叶>杂类>半分解,其极值和变异系数整体表现为半分解>针叶>阔枝>阔叶>针枝>杂类；而各组成类型含碳率在样地间的差异仅半分解物显著。经相关分析发现,半分解物含碳率与阔叶、针枝和针叶呈显著或极显著正相关,与半分解物占现存量的比值呈显著负相关；阔叶含碳率与针叶含碳率呈显著正相关；枯落叶含碳率随林分郁闭度的增大显著减小。基于标准地调查实测数据的统计得出,不同林分类型植被碳密度介于37.92～103.71t/hm2之间,以针阔混交林最高,人工杨树林最低。区域生物量和碳密度的Kriging插值结果空间分布基本一致,在吉林省的东部高,并均表现出以长白山自然保护区和汪清县的东部为中心区域向外递减扩展；中部地区相对较低,西部地区最小。基于森林清查数据估算的吉林省森林植被碳储量和碳密度分别为415.653TgC和51.911t/hm2；各层次结构碳储量和碳密度为乔木层>枯落物层>灌木植物>幼树和草本植物,平均值分别为386.131TgC、17.537TgC、6.639TgC.2.847TgC、2.499TgC,48.224t/hm2、2.190t/hm2、0.829t/hm2、0.356t/hm2和0.312t/hm2,占植被碳储量和碳密度的比例分别为92.90%、4.22%、1.60%、0.68%和0.60%。吉林省乔木层碳储量以阔叶混交林、柞木林和针阔混交林较高,合计占乔木层碳储量的77.59%。乔木层碳储量中龄林>成熟林>近熟林>幼龄林>过熟林,分别占乔木层碳储量45.13%、22.26%、21.67%、6.93%和4.01%；碳密度随龄级的增大明显增加,各龄级碳密度的增长率以幼龄林-中龄林最高(261.12%)。吉林省森林乔木层碳密度和碳储量的分布整体表现出东部山区高、西部平原地区低的特点。碳密度以延边州最高,白山市次之,四平市、辽源市和白城市相对较小,不足30t/hm2。吉林省东部地区的延边州和白山市的碳储量占全省的65.67%；中部地区的吉林市和通化市占26.32%；西部地区的5个行政区碳储量均不足8TgC,仅占全省乔木层碳储量的8.01%。
【作者】范春楠；
【导师】郭忠玲；
【作者基本信息】东北林业大学，生态学，2014，博士
【关键词】吉林省；森林植被；生物量；模型构建；碳储量；碳密度；

【参考文献】
[1]韩旭飞.钢骨—钢管混凝土框架结构抗震性能分析[D].河北工程大学,结构工程,2012,硕士.
[2]贾晓旭.中美房地产广告对比研究：批评话语分析视角[D].浙江工商大学,外国语言学及应用语言学,2013,硕士.
[3]叶文东.基于二维logGabor变换的虹膜识别方法研究[D].浙江工业大学,2005.
[4]夏春情.聚氨酯注浆加固材料蓄热性能的研究[D].辽宁工程技术大学,材料学,2012,硕士.
[5]赵红毅.基于Android平台的PC控制系统的设计与实现[D].华中师范大学,计算机技术,2013,硕士.
[6]李骁楠.网络视频社交行为研究[D].西南交通大学,传播学,2014,硕士.
[7]樊锦靓.基于超额损失再保险的最优投资策略[D].兰州理工大学,运筹学与控制论,2014,硕士.
[8]杨合龙.基于聚类分析的蛋白质质谱数据分析研究[D].杭州电子科技大学,模式识别与智能系统,2013,硕士.
[9]黎结初.50例慢性淋巴细胞白血病的临床分析[D].广西医科大学,血液内科（专业学位）,2013,硕士.
[10]王铁林.赵庄矿煤巷掘进冲击地压影响因素及控制技术研究[D].辽宁工程技术大学,采矿工程,2012,硕士.
[11]于唯.公交汽车专用高温锂基润滑脂[D].长安大学,载运工具运用工程,2013,硕士.
[12]冯荣荣.中国现代黑白木刻插图（连环画）艺术风格演变研究[D].云南艺术学院,美术学,2013,硕士.
[13]陈菲菲.我国硕士研究生入学考试复试改革初探[D].华中师范大学,高等教育学,2014,硕士.
[14]周亚东.商业性债转股流程中法律问题研究[D].西南政法大学,民商法学,2012,硕士.
[15]王捷.吲哒帕胺口腔崩解剂制备工艺的研究[D].河北科技大学,药物化学,2013,硕士.
[16]赵婧.杭州市商会研究（1945-1949）[D].杭州师范大学,专门史,2013,硕士.
[17]靳津.伺服电机驱动的连铸结晶器振动系统上位机监控系统设计与实现[D].燕山大学,控制理论与控制工程,2014,硕士.
[18]杨守龙.VaR测度我国同业拆借市场利率风险的实证研究[D].兰州商学院,统计学,2014,硕士.
[19]陈瑾.集体主义、长期导向对员工知识共享意愿及个人创新的影响研究[D].浙江大学,2012.
[20]付诗善.材料在综合材料绘画中的作用与表达[D].沈阳师范大学,美术学,2013,硕士.
[21]曲虹.糖尿病视网膜病变的发病机制及其手术治疗中应用灌注液的研究[D].青岛大学,眼科学,2004,硕士.
[22]彭荣斌.我国特殊教育学校设计分析[D].浙江大学,2007.
[23]尹晓鹏.有机废弃物制备无机有机肥转盘造粒工艺研究[D].天津大学,化学工艺,2004,硕士.
[24]周海.石化企业安全管理信息系统的实施管理[D].浙江工业大学,2013.
[25]李文娟.关系情绪视角下品牌感知对顾客角色行为的影响研究[D].浙江大学,2010.
[26]吴晓彤.金融资产价格的跳跃检验[D].云南财经大学,金融学,2013,硕士.
[27]张璞进,杨劼,宋炳煜,赵利清,清华.藏锦鸡儿群落土壤资源空间异质性[J].植物生态学报,2009,02:338-346.
[28]孙艳艳.压缩感知在雷达信号处理中的应用研究[D].南京大学,信号与信息处理,2013,硕士.
[29]段晓娜,刘菊,曹先群.CV条外透明纸包装机拉带切割装置的改进[J].轻工科技,2015,03:27-29.
[30]冀单单.基于互联网的数字音乐盗版检测技术应用研究[D].北方工业大学,计算机应用技术,2013,硕士.
[31]常朝阳.当代中国政治秩序转型及其趋向分析[D].陕西师范大学,政治学理论,2004,硕士.
[32]李媛.扩散硅压力变送器温度漂移补偿模块的设计与实现[D].内蒙古大学,控制工程,2014,硕士.
[33]唐崎.伪狂犬病毒编码的MICRORNAS功能研究[D].华中农业大学,预防兽医学,2014,硕士.
[34]邢琳琳.基于RFID技术的多信息动态标识系统的研究及应用[D].浙江大学,电子信息技术（专业学位）,2013,硕士.
[35]徐健凯.基于本土化设计理念的平台玩具设计研究[D].上海大学,设计艺术学,2013,硕士.
[36]霍伶俐.公司司法解散制度研究[D].扬州大学,民商法学,2012,硕士.
[37]吕乐.4-硝基苯胂酸的合成及热力学研究[D].华东理工大学,材料化学工程,2014,硕士.
[38]张腾.PES-C-g-PA6接枝共聚物的制备及其对PES-C、PES-C/PA6体系的改性研究[D].华侨大学,材料物理与化学,2013,硕士.
[39]宣丹萍.浙江省人口年龄结构预测研究[D].杭州电子科技大学,统计学,2013,硕士.
[40]张平.氮形态对低磷胁迫下苗期玉米磷素吸收的影响及其机理[D].南京农业大学,植物营养学,2012,硕士.
[41]高坚.基于并行多种群自适应蚁群算法的聚类分析[J].计算机工程与应用,2003,25:78-79+82.
[42]巩喜伟.马克思主义人口理论中国化的历史进程及基本经验研究[D].齐鲁工业大学,马克思主义中国化研究,2014,硕士.
[43]李中良.基于Web日志挖掘和关联规则的个性化推荐系统模型研究[D].西南大学,计算机应用技术,2014,硕士.
[44]记者唐开富　戴华明.无锡惠山区发力石墨烯产业[N].国际商报,2013-12-24B02.
[45]李莹.新世纪汉语新兴称谓词语的多维视角研究[D].曲阜师范大学,语言学及应用语言学,2013,硕士.
[46]张睿.大庆油田建设集团客户关系项目化管理研究[D].东北石油大学,项目管理（专业学位）,2013,硕士.
[47]申明锐.城市“游牧”移民群体社会空间研究[D].南京大学,城市规划与设计,2013,硕士.
[48]徐言静.基于FDI视角的中国贸易顺差问题研究[D].山东师范大学,世界经济,2013,硕士.
[49]陈凌之.基于嵌入式碳纳米管的悬臂梁生物检测技术研究[D].上海交通大学,2011.
[50]林桢.福建省家具出口发展研究[D].福建农林大学,林业,2012,硕士.