基于多异速生长方程的半干旱区樟子松人工林碳储量评估及预测

doi:10.13292/j.1000-4890.202411.013

生态学杂志 ›› 2024, Vol. 43 ›› Issue (11): 3283-3290.doi: 10.13292/j.1000-4890.202411.013

基于多异速生长方程的半干旱区樟子松人工林碳储量评估及预测

林静^1,2,刘宇^2,3*,苏常红¹

（¹天津师范大学地理与环境科学学院，天津 300387； ²中国科学院地理科学与资源研究所，生态系统网络观测与模拟重点实验室，北京 100101； ³中国科学院大学资源与环境学院，北京 100049）

出版日期:2024-11-10 发布日期:2024-11-07

Estimation and prediction of carbon stock of semiarid Pinus sylvestris var. mongolica forest employing multiple allometric growth equations.

LIN Jing^1,2, LIU Yu^2,3*, SU Changhong¹

(¹School of Geographic and Environmental Sciences, Tianjin Normal University, Tianjin 300387, China; ²Key Laboratory of Ecosystem Network Observation and Modeling, Institute of Geographical Sciences and Natural Resources Research, Chinese Academy of Sciences, Beijing 100101, China; ³College of Resources and Environment, University of Chinese Academy of Sciences, Beijing 100049, China).

Online:2024-11-10 Published:2024-11-07

摘要/Abstract

摘要： 造林固碳是应对全球变暖的有效措施。樟子松是我国北方半干旱区主要的造林树种之一，分布范围覆盖了从内蒙古东部到黄土高原的广大半干旱区。评估和预测樟子松人工林碳储量有助于提升对我国半干旱区人工林的增汇效应的认识。选择位于内蒙古半干旱区的樟子松人工林为研究对象，收集了研究区所处地带的7个樟子松异速生长方程，结合样地调查获取的单木树高、胸径和树龄数据，估算了樟子松2022年的碳储量，预测了2030年、2040年、2050年和2060年的樟子松人工林生物量和碳储量。结果表明：樟子松人工林树高、胸径随树龄的增加整体呈现出“慢-快-慢”的变化过程，分别在树龄为18 a和16 a时接近最大值；樟子松人工林生物量随时间的变化趋势与胸径、树高类似；樟子松人工林植被碳储量和增量在20年生左右趋于稳定；2022年樟子松人工林碳密度为0.23～0.87 kg·m^-2，预计到2030年为1.2～3.4 kg·m^-2，平均增加2.0 kg·m^-2；2040年，樟子松人工林碳密度为1.3～3.7 kg·m^-2，较2030年，年均增加0.2～0.3 kg·m^-2；至2050年，人工林植被碳密度为1.4～3.7 kg·m^-2，年均增长率为0.08%～0.4%；2060年，樟子松碳密度稳定在1.4～3.7 kg·m^-2。7个异速生长方程估算和预测的碳储量之间存在较大差异，表明对森林碳储量的估算仍然存在极大的不确定性，多方程比较十分必要。

关键词: 碳储量, 樟子松, 异速生长方程, 半干旱区人工林

Abstract: Afforestation for carbon sequestration is an effective strategy to combat global warming. Pinus sylvestris var. mongolica is one of the widely-used afforestation tree species in the semiarid region of northern China. It covers the vast semiarid area from eastern Inner Mongolia to the Loess Plateau. The assessment and prediction of carbon storage of P. sylvestris var. mongolica forests is helpful to understanding the effect of afforestation on carbon sink in semiarid regions of China. Seven allometric growth equations developed for environmental settings in semiarid Inner Mongolia were collected. Then the vegetation carbon storage of P. sylvestris var. mongolica forests in 2022 was evaluated by combining the surveyed tree height, diameter at breast height and age of single trees. The biomass and carbon storage of P. sylvestris var. mongolica forests in 2030, 2040, 2050 and 2060 were predicted. The results showed that height and diameter at breast height of P. sylvestris var. mongolica increased with an overall growth trend of “slow-fast-slow”, and the maximum values were predicted to reach at 18 and 16 years old, respectively. The trend of biomass of P. sylvestris var. mongolica forest was similar to that of diameter at breast height and tree height. The carbon storage of P. sylvestris var. mongolica forests in this area tended to be stable at the age of 20 years old. Carbon density of P. sylvestris var. mongolica forests was 0.23-0.87 kg·m^-2 in 2022, and will be 1.2-3.4 kg·m^-2 in 2030, with an average of 2.0 kg·m^-2. In 2040, carbon density of P. sylvestris var. mongolica forests will be 1.3-3.7 kg·m^-2, with an annual increment of 0.2-0.3 kg·m^-2 in ten years. In 2050, carbon density of forests will be 1.4-3.7 kg·m^-2, with an annual growth rate of 0.08%-0.4%. In 2060, carbon density of P. sylvestris var. mongolica forests will still be 1.4-3.7 kg·m^-2. However, there is a substantial difference in carbon storage calculated based on the seven allometric growth equations, indicating great uncertainty in estimation of forest carbon stock and the critical needs of multi-equation comparison.

Key words: carbon stock, Pinus sylvestris var. mongolica, allometric growth equation, semiarid planted forest

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基于多异速生长方程的半干旱区樟子松人工林碳储量评估及预测

Estimation and prediction of carbon stock of semiarid Pinus sylvestris var. mongolica forest employing multiple allometric growth equations.

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