塔克拉瑪干沙漠公路人工防護(hù)林植被的C、N化學(xué)計(jì)量特征及其固存能力研究

高培，李從娟，唐俊妍

（1.新疆信息工程學(xué)校，新疆烏魯木齊 830013；2.中國(guó)科學(xué)院新疆生態(tài)與地理研究所，國(guó)家荒漠—綠洲生態(tài)建設(shè)工程技術(shù)研究中心，新疆烏魯木齊 830011；3.石河子大學(xué)農(nóng)學(xué)院林學(xué)系，新疆石河子 832011）

塔克拉瑪干沙漠公路人工防護(hù)林植被的C、N化學(xué)計(jì)量特征及其固存能力研究

高培1，李從娟2*，唐俊妍3

（1.新疆信息工程學(xué)校，新疆烏魯木齊 830013；2.中國(guó)科學(xué)院新疆生態(tài)與地理研究所，國(guó)家荒漠—綠洲生態(tài)建設(shè)工程技術(shù)研究中心，新疆烏魯木齊 830011；3.石河子大學(xué)農(nóng)學(xué)院林學(xué)系，新疆石河子 832011）

以塔克拉瑪干沙漠公路沿線生物防護(hù)林為研究對(duì)象，研究防護(hù)林三種主要建林植物不同器官的C、N含量及其生物量，并估算其C、N固存能力及固碳釋氧價(jià)值。結(jié)果顯示：沙拐棗每個(gè)器官的生物量均顯著高于梭梭和檉柳（P<0.05），個(gè)體的總生物量是梭梭和檉柳的2～3倍。整個(gè)防護(hù)林在建林8 a后的總生物量達(dá)到90 571.3 t。C、N含量在不同器官中的含量不盡相同，三種植物均表現(xiàn)為凋落物C含量最低。而植物葉中的N含量均顯著高于枝，凋落物和根系（P<0.05）。建林8 a后梭梭單株及凋落物的固碳量為1 404.6 g，固氮量為201.5 g，檉柳單株及凋落物的固碳量為1 449.7g，固氮量為195.4 g，沙拐棗單株及凋落物的固碳量和固氮量顯著高于其他兩種，分別為3 979.8 g、520.9 g，（P<0.05）。建林8 a后整個(gè)防護(hù)林的總固碳值為35 886.3 t，總固氮值為4 917.7 t。整個(gè)防護(hù)林的固碳總價(jià)值為22 555.3萬(wàn)元，釋氧價(jià)值為50 320萬(wàn)元，總的固碳釋氧價(jià)值達(dá)72 875.3萬(wàn)元。

塔克拉瑪干沙漠；人工防護(hù)林；化學(xué)計(jì)量；C、N固存能力

塔里木沙漠公路防護(hù)林生態(tài)工程是世界上穿越流動(dòng)沙漠最長(zhǎng)的沙漠防護(hù)林，也是人工荒漠生態(tài)系統(tǒng)的典型代表。對(duì)于確保沙漠公路長(zhǎng)久安全運(yùn)行，塔里木盆地油氣資源勘探開(kāi)發(fā)、南疆社會(huì)經(jīng)濟(jì)發(fā)展、邊疆穩(wěn)定和國(guó)防建設(shè)具有重要的戰(zhàn)略意義。防護(hù)林主要由沙拐棗、梭梭及檉柳等荒漠植物構(gòu)成[1-2]。為了確保植物的正常生長(zhǎng)，整個(gè)沙漠公路防護(hù)林采用地下咸水進(jìn)行人工滴灌，如何用盡可能少的水資源發(fā)揮防護(hù)林正常的生態(tài)功能作用是目前研究的主要問(wèn)題。在灌溉量減少的條件下，植物通過(guò)調(diào)整生物量分配將逆境傷害降低到最小來(lái)適應(yīng)環(huán)境脅迫[3]。因此生物量的研究對(duì)生態(tài)系統(tǒng)的營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)分配和碳循環(huán)，節(jié)約水資源，以及塔里木沙漠公路防護(hù)林功能的穩(wěn)定和持續(xù)具有重要意義。

生態(tài)化學(xué)計(jì)量學(xué)是研究生態(tài)過(guò)程和生態(tài)作用中化學(xué)元素平衡的科學(xué)，它是生態(tài)學(xué)目前研究的熱點(diǎn)和重要內(nèi)容[4-5]。C、N作為植物的基本化學(xué)元素，在植物生長(zhǎng)和各種生理調(diào)節(jié)機(jī)能中發(fā)揮著重要作用。植物化學(xué)元素含量在各個(gè)器官間的分配不僅受植物自身生長(zhǎng)型、生理特征和生活史的影響，也受生長(zhǎng)地點(diǎn)養(yǎng)分有效性的制約[6-7]。而塔克拉瑪干沙漠公路人工防護(hù)林所在的干旱區(qū)除干旱、鹽堿外，土壤礦質(zhì)營(yíng)養(yǎng)元素貧乏也是一大特點(diǎn)，這種條件下開(kāi)展生態(tài)化學(xué)計(jì)量學(xué)研究，可望探明極端貧瘠環(huán)境中，土壤C、N含量的缺乏對(duì)生物有效性將產(chǎn)生怎樣的影響，同時(shí)對(duì)研究極端干旱環(huán)境下植物對(duì)環(huán)境的適應(yīng)等有重要意義[8]。

陸地生態(tài)系統(tǒng)中的森林植被固定并減少大氣中的二氧化碳、提高并增加大氣中的氧氣，這對(duì)維持地球大氣中二氧化碳和氧氣的動(dòng)態(tài)平衡、減少溫室效應(yīng)等有著巨大和不可替代的作用。我國(guó)關(guān)于區(qū)域尺度森林碳儲(chǔ)量研究始于20世紀(jì)90年代中期，劉國(guó)華等[9-10]、方精云等[11-13]對(duì)我國(guó)森林生物量和碳儲(chǔ)量及其動(dòng)態(tài)變化進(jìn)行了研究。許文強(qiáng)等[14]對(duì)我國(guó)區(qū)域性森林生物量和碳儲(chǔ)量進(jìn)行了測(cè)算和研究。以往的研究大多是在較宏觀的層次上以全球、國(guó)家、大流域等為統(tǒng)計(jì)單位，計(jì)算指標(biāo)中的數(shù)據(jù)采用的又是全國(guó)的平均值，進(jìn)而推廣到大的層次上，導(dǎo)致最終統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)誤差較大，很難較準(zhǔn)確地量化不同生境、地理?xiàng)l件下各個(gè)地理區(qū)域森林生態(tài)系統(tǒng)的服務(wù)功能及其價(jià)值。尤其是對(duì)荒漠地區(qū)人工防護(hù)林的固碳釋氧的研究未見(jiàn)報(bào)道，因此，本研究在以往研究的基礎(chǔ)上，以塔克拉瑪干沙漠公路沿線人工防護(hù)林為研究對(duì)象，結(jié)合整株挖掘法和樣方調(diào)查法相結(jié)合綜合研究防護(hù)林三種主要建林植物不同器官的C、N含量及其生物量，進(jìn)而估算其C、N固存能力及固碳釋氧價(jià)值。

1 研究區(qū)概況

塔克拉瑪干沙漠地處新疆塔里木盆地，是我國(guó)最大的流動(dòng)沙漠。其氣候極端干燥，年降水量?jī)H10～ 60 mm，而年均蒸發(fā)量達(dá)2 500～3 400 mm[15-17]；夏季炎熱，最高溫度達(dá)67.2℃；風(fēng)沙活動(dòng)強(qiáng)烈，最大瞬時(shí)風(fēng)速達(dá)20.0 m/s，自然條件惡劣，植被種類(lèi)極為貧乏，素有“死亡之?！敝Q(chēng)[18]。本研究在塔克拉瑪干沙漠公路沿線防護(hù)林進(jìn)行，整個(gè)沙漠公路人工防護(hù)林生態(tài)工程長(zhǎng)達(dá)436 km，林帶面積3 128 hm2。分別在沙漠公路1，6，13，15，17，41號(hào)井進(jìn)行（這些點(diǎn)是自沙漠公路防護(hù)林建立后經(jīng)過(guò)多年調(diào)查研究而確立的研究點(diǎn)，具有一定的代表性）。其概況見(jiàn)表1；最終將6個(gè)地點(diǎn)平均得到最終的生物量。其特殊的地理環(huán)境和極端的氣候特征（干旱，高溫，多風(fēng)沙，土壤極為貧瘠），加之高礦化度咸水灌溉（高鹽堿）使其在生態(tài)學(xué)上的獨(dú)特性顯而易見(jiàn)。因此，在這種條件下開(kāi)展植物與土壤化學(xué)計(jì)量特征的研究，對(duì)于探明極端干旱環(huán)境下植物對(duì)環(huán)境的適應(yīng)有重要意義。

2 材料與方法

2.1 生物量法介紹

植物合成的碳水化合物將轉(zhuǎn)化成植物的枝、花、葉、果和根，使植物各部分組織得以不斷生長(zhǎng)，這一部分組織統(tǒng)稱(chēng)為植物的生物量。生物量法通過(guò)測(cè)試現(xiàn)存有機(jī)體的干重（植物體所固定的有機(jī)體的量值）來(lái)計(jì)算植物固碳量。生物量法主要是采用收獲法進(jìn)行測(cè)定，在林分生長(zhǎng)好的典型地段設(shè)置標(biāo)準(zhǔn)樣地，皆伐樣地內(nèi)所有的植物，伐倒后按一定的程序（地上、地下）全部收獲稱(chēng)重、并烘干測(cè)干重率。以樣方的平均值推算全林或其中各單株植物的生物量。生物量法的實(shí)質(zhì)是以時(shí)間作為單因素的量化研究，它以植物生長(zhǎng)的開(kāi)始作為時(shí)間計(jì)算的起點(diǎn)，植物皆伐時(shí)為時(shí)間計(jì)算的終點(diǎn)，以其生長(zhǎng)年份為考察期進(jìn)行年均生長(zhǎng)量的計(jì)算。本研究采取整株挖掘法，同時(shí)結(jié)合植被調(diào)查結(jié)果，最終估算整個(gè)沙漠公路防護(hù)林及凋落物量以及固碳釋氧價(jià)值。

2.2 植物樣品采樣和C、N分析

2012年8月，即沙漠公路防護(hù)林建林8 a后，在塔克拉瑪干沙漠公路沿線的6個(gè)采樣點(diǎn)（表1），每個(gè)地點(diǎn)選擇生長(zhǎng)良好的每種植物5株，且為植物樣方調(diào)查的平均值大?。ㄖ旮?.2～1.8 m，冠幅1.3～1.7 m×1.3～1.7 m，基莖為5～8 cm），使其具有單株的代表性。其基本特征及名錄見(jiàn)表2。該區(qū)土壤屬于典型的風(fēng)沙土，沙漠公路沿線防護(hù)林的植被蓋度約為70%，梭梭，檉柳和沙拐棗的平均冠幅在1～2 m×1～2 m，采用整株挖掘法分別計(jì)算其葉、枝、根和凋落物量，因以往研究表明，凋落物主要分布在0～20 cm層，因此本研究采集0～20 cm層凋落物，并將其充分混勻，不考慮分層。將采集的植物樣品帶回室內(nèi)后，放入60℃烘箱內(nèi)烘干48 h，隨后將烘干的不同器官用植物粉碎機(jī)粉碎，保存起來(lái)用于葉片C、N含量的分析。C含量采用重鉻酸鉀外加熱法測(cè)定，N含量采用凱氏定氮法（K-370）測(cè)定[18]。

2.3 固碳釋氧價(jià)值的估算

采用碳稅法評(píng)價(jià)各類(lèi)型固定二氧化碳的價(jià)值，采用工業(yè)制氧法計(jì)算各類(lèi)型釋放氧氣的價(jià)值。固碳價(jià)格采用瑞典碳稅率150美元·t-1（合人民幣1200元·t-1）；制氧價(jià)格采用我國(guó)衛(wèi)生部網(wǎng)站（http://www. moh.gov.cn）2007年春季發(fā)布的氧氣平均價(jià)格1 000元·t-1。

根據(jù)最新的國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)《森林生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)功能評(píng)估規(guī)范》（LY/T1721-2008），計(jì)算固碳釋氧功能的價(jià)值采用公式（2）、（3）進(jìn)行計(jì)算：

式中U固碳為林分年固碳價(jià)值/（元·a-1），C碳為固碳價(jià)格/（元·t-1），1.63為計(jì)算系數(shù)，R碳為CO2中碳的含量，為27.27%，B年為林分凈生產(chǎn)力/（t·hm-2·a-1），A為林分面積/hm2。

式中U釋氧為林分年釋氧價(jià)值/（元·a-1），1.19為計(jì)算系數(shù)，B年為林分凈生產(chǎn)力/（t·hm-2·a-1），C氧為氧氣價(jià)格，A為林分面積/hm2。

2.4 數(shù)據(jù)分析

應(yīng)用Excel 2003和SPSS 13.0統(tǒng)計(jì)分析軟件對(duì)測(cè)定數(shù)據(jù)進(jìn)行整理，分析3種植物不同器官的生物量及C、N含量。所有統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)以平均值表示，采用單因素方差分析分別對(duì)不同器官的生物量以及不同物種相同器官的C、N含量進(jìn)行差異性檢驗(yàn)（P<0.05）。

3 結(jié)果與分析

3.1 生物量及C，N含量在不同器官的分配

由表3知，塔克拉瑪干沙漠公路防護(hù)林三個(gè)物種不同器官，凋落物量及總生物量均存在較大差異，由表中可看出，沙拐棗每個(gè)器官的生物量均顯著高于梭梭和檉柳（P<0.05），個(gè)體的總生物量是梭梭和檉柳的2～3倍。整個(gè)防護(hù)林在建林8 a后的總生物量達(dá)到116 786.4 t。

由表4可知，同一物種不同器官的C含量存在一定的差異，其中，梭梭根系的C含量顯著高于枝，葉以及凋落物的C含量，且凋落物C含量最低（P< 0.05）；而檉柳的根系和枝C含量顯著高于葉和凋落物，同樣是凋落物C含量最低（P<0.05）；沙拐棗不同器官C含量表現(xiàn)為枝和葉含量相對(duì)較高，根系次之，凋落物最低（P<0.05）?？傊?，這3種植物凋落物C含量均表現(xiàn)為最低。同一物種不同器官的N含量也存在一定的差異，3種植物的葉N含量均顯著高于枝和根系以及凋落物（P<0.05）。

同一器官C含量在不同物種間存在顯著差異，對(duì)于葉和枝而言，C含量在不同物種間的排序?yàn)樯彻諚?檉柳>梭梭，且達(dá)到顯著水平（P<0.05）；而凋落物C含量表現(xiàn)為檉柳和沙拐棗較高（P<0.05），3個(gè)物種根系的C含量不存在顯著差異（P>0.05）。然而，同一器官N含量在不同物種間的含量不盡相同，沙拐棗的葉N含量顯著高于檉柳和梭梭（P<0.05），枝N含量為梭梭>沙拐棗>檉柳，根系N含量為檉柳>沙拐棗>梭梭，凋落物N含量為梭梭>檉柳>沙拐棗（P<0.05）。

3.2 防護(hù)林植物C、N固存能力及固碳釋氧價(jià)值

由于3種植物的個(gè)體生物量存在顯著差異，其固碳和固氮能力也存在顯著差異（P<0.05），梭梭單株及凋落物的固碳量為1 404.6 g，固氮量為2 01.5 g，檉柳單株及凋落物的固碳量為1 449.7 g，固氮量為195.4 g，沙拐棗單株及凋落物的固碳量為3 979.8g，固氮量為520.9 g，顯著高于其他兩種（P<0.05）（表5）。說(shuō)明沙拐棗較其他兩種植物具有更大的固碳和固氮能力。建林8 a后整個(gè)防護(hù)林的總固碳值為35 886.3 t，總固氮值為4917.7 t。整個(gè)防護(hù)林建林8 a后的固碳總價(jià)值為22 555.3萬(wàn)元，釋氧價(jià)值為50 320萬(wàn)元，總的固碳釋氧價(jià)值達(dá)72 875.3萬(wàn)元（表6）。換算成每年每平方公頃的固碳價(jià)值為9 013元/（hm2·a），釋氧價(jià)值為20 109元/（hm2·a），總的固碳式樣價(jià)值為29 122元/（hm2·a）。

4 討論

防護(hù)林3個(gè)主要物種的生物量存在顯著差異，沙拐棗的生物量顯著大于檉柳和梭梭，說(shuō)明沙拐棗的生長(zhǎng)速率較檉柳和梭梭快，因此其固碳，固氮能力也相對(duì)較強(qiáng)，這與其自身的生理生態(tài)特性是分不開(kāi)的，同時(shí)也與植物本身的水分和養(yǎng)分利用效率有關(guān)，即就是沙拐棗的水分和養(yǎng)分利用效率較梭梭和檉柳高。但是，從沙漠公路沿線的調(diào)查發(fā)現(xiàn)，沙拐棗死亡最多，這可能因?yàn)樯彻諚椀纳芷诒容^短，也可能因?yàn)槠涓咝У乃趾宛B(yǎng)分利用效率將生長(zhǎng)環(huán)境中的資源消耗殆盡，導(dǎo)致死亡，這方面研究還有待進(jìn)一步深入。此外，可采取平茬的方法使沙拐棗更新，這樣可以使其保持較高的固碳和固氮能力。

植物化學(xué)元素含量在各個(gè)器官間是環(huán)境和物種系統(tǒng)發(fā)育共同作用的結(jié)果[6，19]。同一物種不同器官的C、N含量均存在一定的差異，均表現(xiàn)為凋落物C含量顯著低于植物的葉，枝和根系，這與凋落物的分解是分不開(kāi)的。同一物種不同器官的N含量也存在一定的差異，三種植物的葉N含量均顯著高于枝，凋落物和根系。由于陸地生態(tài)系統(tǒng)的復(fù)雜性及估算其固碳的技術(shù)方法存在缺陷等原因，對(duì)同一生態(tài)系統(tǒng)固碳量的估算會(huì)有差異，這種差異有時(shí)會(huì)達(dá)到數(shù)倍之大。國(guó)內(nèi)外雖然對(duì)森林生態(tài)系統(tǒng)的服務(wù)功能分類(lèi)不盡相同，而且固碳釋氧功能有多種名稱(chēng)或類(lèi)別，但實(shí)際的功能是一樣的。Costanza等[20]綜合了國(guó)際上已經(jīng)出版的用各種不同方法對(duì)生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)價(jià)值的評(píng)估研究結(jié)果，率先開(kāi)展了全球生物圈生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)價(jià)值的估算。根據(jù)Costanza[20]等的估算，森林生態(tài)系統(tǒng)氣候調(diào)節(jié)（溫室氣體調(diào)節(jié)等）的平均價(jià)值是141 $/（hm2·a），土壤形成(有機(jī)物積累等)的平均價(jià)值是10$/（hm2·a），原材料（木材等）的平均價(jià)值是138$/（hm2·a）。也有一些學(xué)者認(rèn)為，Costanza等[20]對(duì)全球生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)價(jià)值的評(píng)估結(jié)果難以令人信服，并存在一些分歧。盡管如此，Costanza等[20]為大區(qū)域的生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)價(jià)值評(píng)估提供了可供參考的方法。趙同謙[21]認(rèn)為森林生態(tài)系統(tǒng)的光能釋氧服務(wù)功能的價(jià)值為6 732.48×108元/a。余新曉等[22]根據(jù)全國(guó)第5次資源清查資料及Costanza等的計(jì)算方法估算了我國(guó)森林生態(tài)系統(tǒng)固碳釋氧服務(wù)功能的經(jīng)濟(jì)價(jià)值是14 399.23×108元/a。本研究不同于以往的森林生態(tài)系統(tǒng)，而是一個(gè)人工荒漠生態(tài)系統(tǒng)，因此本研究采用整株采挖法進(jìn)行估算。與方精云等[23]估算結(jié)果中的陜西省平均值183.14 g/（m2·a）存在很大差異，原因可能是：方精云等估算結(jié)果183.14 g/（m2·a）是在1996年利用全國(guó)第三次森林清查資料估算陜西省1984—1988年間的年固碳量均值。而本研究則是通過(guò)調(diào)查植被蓋度、植株高度、冠幅以及植株數(shù)，再結(jié)合植物生物量整株挖掘法獲得單株生物量，最終估算整個(gè)防護(hù)林的固碳量及固碳釋氧價(jià)值，防護(hù)林的固碳價(jià)值為9 013元/（hm2·a），釋氧價(jià)值為20 109元/（hm2·a），總的固碳式樣價(jià)值為29 122元/（hm2·a）。大于Costanza的估算結(jié)果。本研究與以往的估算結(jié)果存在差異，一方面因?yàn)槠洳煌谝酝纳稚鷳B(tài)系統(tǒng)，是一種人工荒漠林；此外，本研究采用整株挖掘法獲得單株生物量，最終估算整個(gè)防護(hù)林的固碳量及固碳釋氧價(jià)值，相對(duì)于以往的估算更為準(zhǔn)確，因此具有一定的科學(xué)性。

5 結(jié)論

塔克拉瑪干沙漠公路防護(hù)林建林8 a后的總生物量達(dá)到90 571.3 t，凋落物總量為26 215.1 t。防護(hù)林三個(gè)主要物種的生物量存在顯著差異，沙拐棗的生物量顯著大于檉柳和梭梭，說(shuō)明沙拐棗的生長(zhǎng)速率較檉柳和梭梭快，因此其固碳、固氮能力也相對(duì)較強(qiáng)。

沙拐棗的單株固碳、固氮能力顯著高于梭梭和檉柳，其固碳釋氧價(jià)值顯著高于梭梭和檉柳。建林8 a后整個(gè)防護(hù)林及凋落物的總固碳值為35 886.3 t，總固氮值為4 917.7 t。整個(gè)防護(hù)林的固碳總價(jià)值為22 555.3萬(wàn)元，釋氧價(jià)值為50 320萬(wàn)元，總的固碳釋氧價(jià)值達(dá)72 875.3萬(wàn)元。

塔克拉瑪干沙漠公路防護(hù)林3物種固碳釋氧的物質(zhì)量、價(jià)值量差異較大，這與物種自身的生理特性，水熱條件，光合同化速率以及也表面特征密切相關(guān)。因此，以后可以加強(qiáng)其生理生態(tài)學(xué)方面的研究。塔克拉瑪干沙漠公路防護(hù)林植被除固碳釋氧功能外，還具有維持生物多樣性、凈化空氣、涵水保持、防風(fēng)固沙、養(yǎng)分循環(huán)、發(fā)展沙產(chǎn)業(yè)等多項(xiàng)經(jīng)濟(jì)、生態(tài)和社會(huì)服務(wù)功能，尤其是在沙漠公路防沙上發(fā)揮了巨大作用，保證了沙漠公路的暢通無(wú)阻。

[1]梁少民，李春發(fā)，張仲伍，等.塔克拉瑪干沙漠公路防護(hù)林苗木對(duì)干旱脅迫的水分生理響應(yīng)[J].西北植物學(xué)報(bào)，2013，33（6）：1210-1215.

[2]單立山，張希明，王有科，等.水分條件對(duì)塔里木沙漠公路防護(hù)林植物幼苗生長(zhǎng)及生物量分配的影響[J].科學(xué)通報(bào)，2008，53（增刊Ⅱ）：82-88.

[3]肖冬梅，王淼，姬蘭柱.水分脅迫對(duì)長(zhǎng)白山闊葉紅松林主要樹(shù)種生長(zhǎng)及生物量分配的影響[J].生態(tài)學(xué)雜志，2004，23（5）：93-97.

[4]Elser J J,Sterner R W,Gorokhova E,et al.Biological stoichiometry from genes to ecosystems[J].Ecology Letters，2000，3：540-550.

[5]Elser J J,Fagan W F,Denno R F,et al.Nutritional constraints in terrestrial and freshwater food webs[J]. Nature，2000，408：578-580.

[6]高三平，李俊祥，徐明策，等.天童常綠闊葉林不同演替階段常見(jiàn)種葉片N、P化學(xué)計(jì)量學(xué)特征[J].生態(tài)學(xué)報(bào)，2007，27（3）：947-952.

[7]He J S，Wang L，F(xiàn)lynn D F B，et al.Leaf nitrogen: phosphorus stoichiometry across Chinese grassland biomes [J].Oecologia，2008，155（2）：301-310.

[8]李從娟，雷加強(qiáng)，徐新文，等.塔克拉瑪干沙漠腹地人工植被及土壤CNP的化學(xué)計(jì)量特征[J].生態(tài)學(xué)報(bào)，2013，33（18）：5760-5767.

[9]劉國(guó)華，傅伯杰，方精云.中國(guó)森林碳動(dòng)態(tài)及其對(duì)全球碳平衡的貢獻(xiàn)[J].生態(tài)學(xué)報(bào)，2000，20（5）：733-740.

[10]方精云.中國(guó)森林生物量的估算：對(duì)Fang等Science一文的若干說(shuō)明[J].植物生態(tài)學(xué)報(bào)，2002，26（2）：243-249.

[11]方精云，劉國(guó)華，徐嵩齡.中國(guó)陸地生態(tài)系統(tǒng)碳庫(kù)[A].//現(xiàn)代生態(tài)學(xué)熱點(diǎn)問(wèn)題研究.北京：中國(guó)科學(xué)技術(shù)出版社，1996：251-267.

[12]焦燕，胡海清.黑龍江省森林植被碳儲(chǔ)量及其動(dòng)態(tài)變化[J].應(yīng)用生態(tài)學(xué)報(bào)，2005，16（12）：2248-2252.

[13]徐新良，曹明奎，李克讓.中國(guó)森林生態(tài)系統(tǒng)植被碳儲(chǔ)量時(shí)空動(dòng)態(tài)變化研究[J].地理科學(xué)進(jìn)展，2007，26（6）：1-10.

[14]許文強(qiáng).森林碳匯價(jià)值評(píng)價(jià)——以黑龍江三北工程人工林為例[D].昆明：西南林學(xué)院，2006.

[15]李帥，胡列群，何清，等.塔克拉瑪干沙漠一次強(qiáng)沙塵暴的輻射特性及氣象要素分析[J].沙漠與綠洲氣象，2011，5（4）：26-30.

[16]何清，魏文壽，李祥余，等.塔克拉瑪干沙漠腹地沙塵暴過(guò)境時(shí)近地層風(fēng)速、溫度和濕度廓線特征[J].沙漠與綠洲氣象，2008，2（6）：6-11.

[17]張建國(guó)，孫樹(shù)國(guó)，徐新文，等.塔里木沙漠公路防護(hù)林土壤鹽結(jié)皮化學(xué)特征及其對(duì)土壤蒸發(fā)的影響[J].干旱區(qū)資源與環(huán)境，2010，24（4）：174-179.

[18]鮑士旦.土壤農(nóng)化分析[M].北京：中國(guó)農(nóng)業(yè)出版社，2000.

[19]Han W X,Fang J Y,Guo D L,et al.Leaf nitrogen and phosphorus stoichiometry across 753 terrestrial plant species in China.New Phytologist，2005，168（2）：377-385.

[20]Costanza R，d’A rge R，Rudolf de Groot，Stephen Farber，Monica Grasso，Bruce Hannon，Karin Limburg，Shahid Naeem，Robert V.O’Neill，Jose Paruelo，Robert G. Raskin，Paul Sutton，Marjan van den Belt.The value of the world’s ecosystem services and natural capital. Nature，1997，387：253-260.

[21]趙同謙，歐陽(yáng)志云，鄭華，等.中國(guó)森林生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)功能及其價(jià)值評(píng)價(jià).自然資源學(xué)報(bào)，2004，19（4）：480-491.

[22]余新曉，魯紹偉，靳芳，等.中國(guó)森林生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)功能價(jià)值評(píng)估.生態(tài)學(xué)報(bào)，2005，25（8）：2096-2102.

[23]方精云，劉國(guó)華，徐篙齡.我國(guó)森林植被的生物量和凈生產(chǎn)量[J].生態(tài)學(xué)報(bào)，1996，16（5）：497-508.

The C,N Stoichiometry and Sequestration Capacity of Artificial Shelterbelt Along the Taklimakan Desert Highway

GAO Pei1，LI Congjuan2，TANG Junyan3
（1.Xinjiang Information Engineering School,Urumqi 830013,China；2.Xinjiang Institute of Ecology and Geography，National Engineering Technology Research Center for Desert-Oasis Ecological Construction，Urumqi 830011，China；3.Forestry College,College of Agriculture in Shihezi University，Shihezi 832011，China）

In this study,we studied the C,N content and biomass of the three main shelterbelts plants along the Taklimakan Desert Highway,in order to estimate the C,N sequestration capacity and carbon sequestration,and oxygen release value.The results showed that:the biomass of each organ for Calligonum was significantly higher than that for Haloxylon and Tamarisk（P<0.05）,the total biomass of individuals for Calligonum was 2～3 times of that for Haloxylon and Tamarix.The total biomass for the entire shelter reached to 90 571.3 t when the shelterbelts had been constructed for eight years.Additionally,C,N contents were different significantly in different organs,the litter showed the lowest C content among the all three plants.The N contents in plant leaf were significantly higher than that in branches,litter and roots（P<0.05）.Carbon sequestration for individual Haloxylon and litter was 1 404.6 g after eight years,and the nitrogen-fixing quantity was 201.5 g,for Tamarisk carbon sequestration was 1 449.7g,nitrogen-fixing quantity was 195.4 g, while the Carbon sequestration and nitrogen-fixing quantity for Calligonumy were significantly higher,namely 3 979.8 g（C）,and 520.9 g（N）,（P<0.05）.After eight years of shelterbelt had been planted,the total carbon sequestration was 35 886.3 t,and total nitrogen was 4 917.7 t.The total value of the entire shelter sequestration was about 225.55 million yuan,and the oxygen releasing valuewa about 503.2 million yuan,the total value of carbon fixation and oxygen release reached to 728.753 million yuan.

Taklimakan Desert;artificial shelter；stoichiometric；carbon and nitrogen sequestration capacity

S161

B

1002-0799（2015）02-0063-06

高培，李從娟，唐俊妍.塔克拉瑪干沙漠公路人工防護(hù)林植被的C、N化學(xué)計(jì)量特征及其固存能力研究[J].沙漠與綠洲氣象，2015，9（2）：63-68.

10.3969/j.issn.1002-0799.2015.02. 010

2014-06-03；

2014-07-17

中科院西部博士專(zhuān)項(xiàng)（XBBS201205），國(guó)家自然科學(xué)基金（31300449；41030530），新疆維吾爾自治區(qū)科技支撐項(xiàng)目（201433101）和中國(guó)沙漠氣象科學(xué)研究基金（Sqj2013005）。

高培（1985-），女，講師，主要從事氣候變化方向的研究。E-mail：gaopei19850712@tom.com

李從娟（1982-），女，助理研究員，現(xiàn)從事生態(tài)學(xué)研究工作。E-mail：li_congjuan@163.com