暖温带落叶阔叶林碳循环的初步估算.pdf

暖 温 带 落 叶 阔 叶 林 碳 循 环 的 初 步 估 算桑 卫 国 　 马 克 平 　 陈 灵 芝(中 国 科 学 院 植 物 研 究 所 植 被 数 量 生 态 学 重 点 实 验 室 , 北 京 　 100093)摘 　 要 　 森 林 生 态 系 统 碳 循 环 过 程 与 大 气 中 二 氧 化 碳 含 量 有 密 切 的 关 系 ,直 接 影 响 着 大 气 成 分 的 组 成 ,进 而 对 全球 气 候 变 化 有 重 要 影 响 以 我 国 暖 温 带 落 叶 阔 叶 林 生 态 系 统 近 10 年 的 定 位 研 究 为 基 础 ,初 步 建 立 了 该 类 生 态 系统 碳 循 环 数 值 模 式 结 果 表 明 :暖 温 带 落 叶 阔 叶 林 典 型 生 态 系 统 每 年 从 外 界 主 要 是 大 气 中 吸 收 的 碳 是 10. 3t· hm- 2· a - 1 ,植 物 呼 吸 释 放 到 大 气 中 的 碳 通 量 为 5. 5 t· hm - 2· a - 1 森 林 植 物 干 物 质 积 存 的 碳 量 为 4. 8 t· hm - 2· a - 1 ,通 过 凋 落 物 分 解 释 放 到 大 气 中 的 碳 通 量 为 2. 46 t· hm - 2· a - 1。

森 林 同 化 的 碳 绝 大 部 分 以 活 生 物 呼 吸 和 凋 落 物 分 解的 形 式 释 放 到 大 气 中 去 了 ,存 留 在 活 生 物 体 和 凋 落 物 中 的 很 少 通 过 对 碳 现 存 量 的 研 究 发 现 ,所 研 究 的 森 林 生 态系 统 碳 现 存 量 为 165. 05 t· hm- 2 ,其 中 活 生 物 体 碳 现 存 量 为 61. 2 t· hm - 2 ,死 生 物 体 碳 现 存 量 为 104. 05 t· hm- 2 (包 括土 壤 中 碳 ) ,土 壤 碳 现 存 量 为 96 t· hm - 2 土 壤 碳 储 量 占 总 碳 储 量 的 58 % ,土 壤 是 该 地 区 森 林 生 态 系 统 主 要 的 碳 库 ,森 林 生 态 系 统 土 壤 中 碳 储 量 的 变 化 必 然 引 起 整 个 区 域 碳 储 量 整 体 动 态 的 变 化 关 键 词 　 落 叶 阔 叶 林 　 碳 循 环PRIMARY STUDY ON CARBON CYCLING IN WARM TEMPERATEDECIDUOUS BROAD-LEAVED FORESTSANG Wei- Guo 　 MA Ke- Ping and CHEN Ling- Zhi(Laboratory of Quantitative Vegetation Ecology , Institute of Botany , the Chinese Academy of Sciences , Beijing 100093 , China)Abstract 　 Carbon is the main element of biological material , especially of plant matter. The carbon contentaccounts for half of the total dry biomass , so the biosphere is a big carbon pool and the carbon content of ter2restrial ecosystems has significant effects on carbon biogeochemical cycling. When the carbon content of thebiosphere decreases , most of the carbon is released to the atmosphere and causes the concentration of carbondioxide in the atmosphere to increase greatly. CO2 is a green house gas ; increased atmospheric concentrationswill cause increased warming of the climate. In recent years , with increasing usage of fossil fuel and the de2struction of natural ecosystems , the increasing release of CO2 from those processes caused the temperature ofthe earth’ s surface to rise and then gradually level at a higher standard. The carbon cycling in forest ecosys2tems is closely related to CO2 concentration in atmosphere , has an obvious effect on composition of atmosphericelements , and so can influence global climate change.This study focused on the carbon distribution among each component of a typical temperate forest ecosys2tem of the Beijing area , China. The forest belongs to the warm temperate zone , with a continental monsoon cli2mate which shows clear seasonal periods , dry and cold in winter , warm and humid in summer. The mean an2nual temperature averages 4. 8 ℃ , - 10. 1 ℃ in January and 18. 3 ℃ in July. The annual precipitationamounts to 611. 9 mm , 78 percent occurring in June , July and August. The soil is dominated by mountainbrown earth. At the research site , the forest is dominated by Quercus liaotungensis , and also includes Betuladahurica, Acer mono , Populus davidiana , Betula platyphylla , Fraxinus rhynchophylla and other relatedspecies.We attempt to set up a numerical estimation of forest carbon cycling that will provide parameters of a fu2ture computer model. The carbon cycle includes many processes of a forest ecosystem , and so it is difficult toaccurately estimate the amount of forest ecosystem carbon.A numerical model of the carbon cycle in this forest ecosystem was established based on studies of thiswarm temperate deciduous broad-leaved forest ecosystem over 10 years. The data we used in this paper are for2est biomass , productivity , biogeochemical cycle , and related published results. We processed , analyzed , inte2grated , and transformed all the data. Finally we used a comparative method to get more insight on the carboncycle among different forest ecosystems.Our results showed that a typical forest ecosystem in warm temperate region absorbed 10. 3 t· hm- 2· a - 1X 　 　 收 稿 日 期 : 2001211212 　 接 受 日 期 : 2002204229基 金 项 目 : 中 国 科 学 院 知 识 创 新 工 程 资 助 项 目 ( KSCX2-1-07 ,KZCX1-10-05)E-mail : swg @ns. ibcas. ac. cn植 物 生 态 学 报 　 2002 , 26 (5) 543～ 548 　 　 　 　 　 　 　 XActa Phytoecologica Sinicacarbon from the atmosphere through photosynthesis. Carbon released to the atmosphere from plant respirationwas 5. 5 t· hm - 2· a - 1 , with 4. 8 t· hm - 2· a - 1 accumulated in dry plant biomass , and 2. 46 t· hm- 2· a - 1 emit2ted to the atmosphere by decomposing plant litter. Most carbon assimilated by forests was respired and decom2posed to the atmosphere , with little retention in living or dead biomass. Investigation on C storage of warmtemperate forests found that carbon- standing amount was 165. 05 t · hm- 2 , with 61. 2 t · hm - 2 in livingbiomass , 104. 05 t· hm - 2 in dead biomass (including soil carbon) , and 96 t· hm- 2 stored in the soil. The soilC storage in the forest studied accounted for 58 % of total forest carbon , and therefore we concluded that car2bon in the forest soil is the main storage pool of the forest. C storage。