粗木质残体(CWD)是森林生态系统中的重要组成成分,在大兴安岭兴安落叶松林中粗木质残体的贮量与活立木贮量相比,占有较高的比重,但在计算森林碳贮量的时候这一组分往往被忽略。关于粗木质残体对森林生态系统碳平衡的贡献及对择伐的响应规律目前人们还不清楚。本研究选择择伐后的大兴安岭兴安落叶松林作为研究重点,以未干扰的原始林为对照,从择伐后兴安落叶松林粗木质残体演替梯度上的变化、粗木质呼吸特征、粗木质残体CO2通量估测模型、粗木质残体在兴安落叶松林C平衡中的作用等几个方面,研究粗木质残体在大兴安岭兴安落叶松林碳平衡的贡献及对择伐的响应,揭示兴安落叶松林粗木质残体CO2源汇功能以及择伐干扰对其的影响,为国家提供兴安落叶松林粗木质残体准确的碳收支信息和管理决策提供基础数据和科学依据,对制定可持续的森林经营措施具有重要的意义。
Coarse woody debris (CWD);CWD respiration;selective cutting;Larix gmelinii forest;pattern
兴安落叶松林是大兴安岭的地带性森林生态系统,受到人为活动的长期干扰。本项目以大兴安岭北坡的兴安落叶松林为研究对象,比较了兴安落叶松天然林和不同干扰类型兴安落叶松林之间活立木蓄积、粗木质残体(CWD)蓄积和组成的差异;利用利用红外气体分析法研究了原始兴安落叶松林、择伐强度分别为25%和50%的伐后5年、10年、20年、30年的兴安落叶松林粗木质残体的呼吸季节动态;分析了择伐干扰对兴安落叶松林粗木质残体呼吸的影响。采用样带网格调查法对大兴安岭兴安落叶松原始林进行调查,应用点格局分析法分析了原始兴安落叶松林的主要植物的点分布、分布格局、物种之间的相互关系以及各植物种与环境因子之间的排序。研究结果表明原始兴安落叶松林活立木树种以兴安落叶松和偃松为主,伴有少量的白桦和赤杨,兴安落叶松无论是数量上还是蓄积上都占有绝对优势,原始兴安落叶松林的活立木总蓄积量为142m3/hm2,活立木数量为1529株/hm2;原始兴安落叶松粗木质残体树种多为兴安落叶松,伴有少量的白桦,公顷最高蓄积达到87m3/hm2,天然林粗木质残体大部分径级20cm-40cm,其中倒木、枯立木分别占总材积的72%、28%,一次干扰林和二次干扰林粗木质大部分径级10cm-30cm,其中倒木、枯立木和伐桩分别占各自总材积的70%、14%、16%和57%、15%和28%;采伐对粗木质残体呼吸具有加强效果。同时采伐强度为50%的各个实验样地呼吸值均较高。采伐强度50%伐后10年的兴安落叶松林呼吸强度最大5.75μmol CO2?m-2?s-1,而强度50%伐后30年的兴安落叶松林落叶松呼吸强度最小是0.33μmolCO2?m-2?s-1。在季节动态中各强度的干扰下基本上保持相同的季节动态,呈单峰曲线格局,波峰7月到8月;兴安落叶松林中龄树个体数最多,占绝对优势,几个主要植物种在样地内均呈聚集分布,植物的分布与空间尺度的相关性较明显,部分植物种在小尺度上呈随机分布状态,但是随着尺度的增大植物种趋于聚集分布;兴安落叶松林粗木质残体蓄积是活立木蓄积的60%以上,因此计算兴安落叶松林碳汇储量时,不能忽略粗粗木残体组分的贡献,计算是应该包含粗木质残体组分。因此可以认为当前高纬度兴安落叶松林碳汇能力存在低估的可能。