南亞熱帶紅錐、杉木純林與混交林碳貯量比較

明安剛，劉世榮，莫慧華，蔡道雄，農　友，曾　冀 ，李　華，陶　怡

1 中國林業(yè)科學研究院熱帶林業(yè)實驗中心, 憑祥　532600

2 中國林業(yè)科學研究院森林生態(tài)環(huán)境與保護研究所, 北京　100091

3 廣西友誼關國家森林生態(tài)系統(tǒng)定位觀測研究站, 憑祥　532600

南亞熱帶紅錐、杉木純林與混交林碳貯量比較

明安剛1,2,3，劉世榮2,*，莫慧華1,3，蔡道雄1,3，農友1,3，曾冀1,3，李華1,3，陶怡1,3

1 中國林業(yè)科學研究院熱帶林業(yè)實驗中心, 憑祥532600

2 中國林業(yè)科學研究院森林生態(tài)環(huán)境與保護研究所, 北京100091

3 廣西友誼關國家森林生態(tài)系統(tǒng)定位觀測研究站, 憑祥532600

摘要:造林再造林作為新增碳匯的一種有效途徑，受到國際社會的廣泛關注。如何通過改變林分樹種組成，優(yōu)化造林模式提高人工林生態(tài)系統(tǒng)碳貯量已成為國內外學者關注的重點。通過樣方調查和生物量實測相結合的方法，對南亞熱帶26年生紅錐純林(PCH)、杉木純林(PCL)及紅錐×杉木混交林(MCC)生態(tài)系統(tǒng)各組分碳含量、碳貯量及其分配特征進行了比較研究。結果表明：杉木、紅錐各器官平均碳含量分別為492.1—545.7 g/kg和486.7—524.1 g/kg。相同樹種不同器官以及不同樹種的相同器官間碳含量差異顯著(P<0.05)。紅錐各器官碳含量的平均值(521.3 g/kg)高于杉木(504.7 g/kg)。不同林分間地被物碳含量大小順序為PCH>MCC>PCL；不同樹種之間的土壤碳含量差異顯著(P<0.05)，0—100 cm土壤平均碳含量為PCL>MCC>PCH。生態(tài)系統(tǒng)碳貯量大小順序為PCL(169.49 t/hm2)> MCC(141.18 t/hm2)> PCL(129.20 t/hm2)，相同組分不同林分以及相同林分的不同組分碳貯量均存在顯著差異(P<0.05)。造林模式對人工林碳貯量及其分配規(guī)律有顯著影響，營建混交林有利于紅錐生物量和土壤碳的累積，而營建純林有利于杉木人工林生物量碳的吸收，也有利于土壤碳的固定。因而，混交林的固碳功能未必高于純林，在選擇碳匯林的造林模式時，應以充分考慮不同樹種的固碳特性。

關鍵詞：南亞熱帶；紅錐；杉木；純林；混交林；碳貯量

Comparison of carbon storage in pure and mixed stands ofCastanopsishystrix

工業(yè)革命以來，由于化石燃料的大量燃燒和土地利用方式的改變，大氣中CO2濃度不斷升高[1]，CO2的排放、吸收和固定是全球氣候變化研究的熱點[2- 4]。目前，近4×109hm2森林中儲存了860 Pg碳，而且每年可以從大氣吸收2.4 Pg碳，折合8.8 PgCO2[5- 8]。因而，作為陸地生態(tài)系統(tǒng)的主體，森林在儲存CO2，調節(jié)全球氣候、減緩全球氣候變化方面具有不可替代的作用[9- 10]。當前，造林和再造林作為一種新增碳匯的主要途徑，已受到學術界的高度重視[11- 13]。人工林在吸收和固定CO2及減緩全球氣候變暖等方面發(fā)揮著重要作用，并引起人們的廣泛關注。為了更好的利用科學經營的方式減緩全球氣候變化，需要對不同造林模式的人工林固碳能力與潛力有深入的認識和科學的評估[14- 15]。

最近10年，諸多學者對不同樹種、不同林齡及不同密度人工林的碳含量、碳貯量及其空間分布格局進行了深入研究[16- 26]，發(fā)現(xiàn)人工林碳貯量隨著林齡的增加而增加[18,22,26]，林分密度對林分碳貯量的影響的研究得出的結論有所不同，方晰等人得出濕地松人工林碳貯量隨林齡的增加而增加[20]，而張國慶等人對馬尾松人工林碳貯量的研究得出了相反的結論[21]，認為馬尾松人工林碳貯量隨林齡的增加而減少。這些研究為森林碳匯功能的研究做出了積極貢獻。近些年也有學者對不同造林模式的人工林生物量和碳貯量進行了研究，發(fā)現(xiàn)造林模式對人工林碳貯量有顯著影響，純林與混交林地上、地下碳貯量都有明顯差異，但不同學者的研究得出的結論并不一致[13,23]，He和Wang 等人的研究認為紅錐×馬尾松混交林土壤碳貯量高于馬尾松純林的，也高于紅錐純林[13,24]，而何友均等人的研究發(fā)現(xiàn)西南樺純林生態(tài)系統(tǒng)碳貯量高于西南樺×紅錐混交林[23]，由此可見，造林模式對人工林碳貯量的究竟會產生怎樣的影響，仍有相當大的不確定性，有進一步研究的必要。

紅錐(Castanopsishystrix)和杉木(Cunninghamialanceolata)都是我國南亞熱帶地區(qū)主要造林樹種，也是適合在該地區(qū)培養(yǎng)大徑材的用材樹種[23]。其中，紅錐是分布在南亞熱帶地區(qū)珍貴鄉(xiāng)土闊葉樹種，是替代大面積針葉人工林較為理想的高價值鄉(xiāng)土闊葉樹種之一[27]。目前，已有學者對不同林齡紅錐人工林以及紅錐與馬尾松混交林碳貯量進行了研究[24, 28]，但對紅錐純林及其與杉木混交林碳貯量的比較研究了解甚少。本文對南亞熱帶中國林科院熱林中心林區(qū)26年生紅錐、杉木純林及其二者混交林生態(tài)系統(tǒng)碳貯量及其分配特征進行了比較研究，旨在進一步闡明造林模式對人工林固碳能力與潛力的影響，為區(qū)域尺度上科學評估人工林生態(tài)系統(tǒng)碳庫及碳平衡提供基礎數(shù)據(jù)和理論依據(jù)，為碳匯林的營建和人工林可持續(xù)經營提供科學的理論指導。

1研究地區(qū)與研究方法

1.1研究區(qū)概況

研究區(qū)位于廣西憑祥市中國林業(yè)科學研究院熱帶林業(yè)實驗中心 (106°39′50″—106°59′30″ E，21°57′47″—22°19′27″ N)，屬南亞熱帶季風氣候區(qū)域內的西南部，與北熱帶北緣毗鄰。干濕季節(jié)明顯(10月—翌年3月份為干季，4月—9月份為濕季)，太陽總輻射439. 61 kJ cm-2a-1，年日照時數(shù)1218—1620 h，年均溫19.5—21.0 ℃，極端高溫40.3℃，極端低溫-1.5 ℃，≥10 ℃積溫6000—7600 ℃，年降水量1400 mm，相對濕度80%—84%；地貌類型以低山丘陵為主，海拔400—650 m，地帶性土壤為花崗巖發(fā)育成的山地紅壤，土層厚度在100 cm以上。

哨平實驗場于1987年4月營造了紅錐純林(PCH)、杉木純林(PCL)和紅錐× 杉木混交林(MCC，以下簡稱混交林)，調查當年，3種林分的林齡均為26a，且都是在馬尾松(Pinusmassoniana)人工林皆伐煉山后，經塊狀整地營建的人工林。造林當年和翌年各進行常規(guī)撫育2次，直至郁閉，目前未曾間伐。各林分初植密度均為2000 株/hm2，混交林為行間混交，混交比例為紅錐∶杉木=1∶1。調查當年，紅錐純林枝葉茂盛，冠幅較大，林分郁閉度高，但林分自然稀疏較多，保留密度較小。但因林冠郁閉較大，林下植被稀少，灌草層蓋度為5%；其次為混交林，蓋度為25%，杉木純林隨保留密度最大，但郁閉度最小，灌草植被蓋度最大，達55%。林下植被灌木主要有紅錐、九節(jié)(Psychotriarubra)、大沙葉(Pavettahongkongensis)、酸藤子(Embelialaeta)、玉葉金花(Mussaendapubuscens)、草本植物以扇葉鐵線蕨(Adiantumflabellulatum)和半邊旗(Pterissemipinnata)為主要優(yōu)勢種。

2013年9月，在3種林分中，選取坡面均勻，人為干擾相對較少的區(qū)域，按坡位分別隨機設置4個20 m×20 m樣地，共計12個樣地。對每個樣方內的樹木進行每木檢尺，調查胸徑、樹高等指標。林分基本情況見表1。

表1　3種人工林地概況

PCH：紅錐純林Castanopsishystrix；PCL：杉木純林Cunninghamialanceolata；MCC：混交林 mixedC.hystrix×C.lanceolata

1.2研究方法

1.2.1林木調查及生物量的測定

根據(jù)樣方每木檢尺的結果，用He 等人在該地區(qū)建立的紅錐生物量方程估算紅錐各器官生物量[24]，用康冰等人在該地區(qū)建立的杉木生物量方程估算樣方內杉木各器官生物量[29]。

1.2.2林下植被生物量和凋落物現(xiàn)存量的測定

在每個20 m×20 m樣方中，按梅花形布點設置5個2 m×2 m小樣方和5個1 m×1 m小樣方，記錄2 m×2 m小樣方內灌木和草本植物的種類，并采用“樣方收獲法”分別測定灌木層和草本層地上和地下部分生物量。在1 m×1 m小樣方內按未分解、半分解組分分別測定凋落物鮮重。同時，取各組分樣品帶回實驗室在65 ℃烘干至恒重，計算干重。

1.2.3植物和土壤樣品的采集

在喬木每木檢尺和林下地被物生物量調查的同時，分別采集紅錐和杉木不同器官(干，皮，枝，葉和根),灌木層、草本層和凋落物層樣品4份，經烘干、粉碎、過篩后以備碳含量的測定。

在每個20 m×20 m樣方中，按梅花形布點挖取5個土壤剖面，按照0—10 cm、10—30 cm、30—50 cm和50—100 cm將土壤分為4個土層分別采集土壤樣品400 g左右，各剖面的同層土樣取混合樣。將樣品帶回實驗室自然風干后碾碎過篩，用于土壤含碳量的測定。同時，用鋁盒和100cm3的環(huán)刀取樣，以用于含水率和土壤容重的測定。

1.2.4碳含量測定和碳貯量計算

植物和土壤樣品均采用重鉻酸鉀-水合加熱法測定有機碳含量。

植物碳貯量=有機碳含量×單位面積生物量

土壤碳貯量=土壤有機碳含量×土壤容重×土壤厚度

1.3數(shù)據(jù)處理

采用SPSS 13.0軟件對數(shù)據(jù)進行統(tǒng)計分析，方差分析和差異顯著性檢驗(α=0.05)。采用Excel2007和PS軟件作圖。

2結果與分析

2.1不同人工林生態(tài)系統(tǒng)各組分碳含量2.1.1喬木層碳含量

26年生紅錐和杉木各器官碳含量分別在492.1—545.7 g/kg和486.7—524.1 g/kg之間(表2)。方差分析表明：相同樹種不同器官之間碳含量有所不同，除紅錐的干和葉以及杉木的皮和葉之間差異不顯著外，其它各器官間均存在顯著差異(P<0.05)。不同樹種各器官碳含量高低順序也不盡相同，紅錐不同器官碳含量的排列順序為：樹皮>樹干>樹葉>樹枝>樹根；杉木為：樹皮>樹葉>樹干>樹枝>樹根。不同樹種的相同器官碳含量也存在顯著差異(樹葉除外)(P<0.05)，從整體上看，26年生紅錐各器官碳含量的平均值高于杉木。

表2　不同樹種各器官碳含量/(g/kg, Mean+SD)

同行中不同大寫字母表示相同樹種不同器官間差異顯著，同列中不同小寫字母表示相同器官不同樹種間差異顯著(P<0.05)

2.1.2林下地被物碳含量

對不同林分地被層的不同組分碳含量的測定結果顯示，不同林分相同組分碳含量有所差異，表現(xiàn)為紅錐純林>混交林>杉木純林，方差分析結果表明:不同林分間灌木層，草本層地上部分和凋落物的未分解部分碳含量差異達顯著水平(P<0.05)；3種人工林林下地被物各層次平均碳含量以凋落物層最高，灌木層居次，草本層最低；灌木層和草本層地上部分碳含量均高于地下部分，未分解的凋落物碳含量高于半分解的碳含量。

2.1.3土壤層碳含量

從表3可知，3種林分的土壤碳含量均以表土層(0—10 cm)最高，在9.18—12.19 g/kg之間。隨著土層深度的增加，土壤碳含量顯著降低(P<0.05)；林分間土壤碳含量在不同土層深度大小順序有所不同，0—10 cm和10—30 cm土層中，杉木純林和混交林碳含量均顯著高于紅錐純林，而30—50 cm和50—100 cm土層中，碳含量大小順序為杉木純林>紅錐純林 >混交林，但僅有杉木純林和混交林間碳含量存在顯著差異(P<0.05)。

而相同深度的土層中，不同林分之間的土壤碳含量不同，0—100 cm土壤平均碳含量均以杉木純林最高，混交林居次，紅錐純林土壤碳含量最低，紅錐純林與杉木純林間土壤平均碳含量差異顯著(P<0.05)，杉木純林0—100 cm土壤平均含碳量比紅錐純林高出31.3%，紅錐×杉木混交林土壤平均碳含量與杉木純林和紅錐純林均無顯著差異(P> 0.05)。

2.2不同人工林生態(tài)系統(tǒng)各組分碳貯量及其分配2.2.1喬木層碳貯量及其分配

喬木層生物量和碳貯量均以杉木純林最大，混交林居次，紅錐純林最小(表4)。從表4可以看出，紅錐×杉木混交林的生物量和碳貯量分別是杉木純林的87.68%和89.84%，卻是紅錐純林的1.09和1.08。倍?？梢?，對紅錐而言，與杉木營建混交林更有利于喬木生物量的生長和碳素的累積； 而對杉木而言，營建純林更有利于林分生物量生長和碳貯量的增加。

表3　林下植被、凋落物及土壤碳含量/(g/kg)

PCH：紅錐純林Castanopsishystrix；PCL：杉木純林Cunninghamialanceolata；MCC：混交林mixedC.hystrix×C.lanceolata下同；同一行不同字母表示不同林分間碳含量差異顯著(P<0.05)

從圖1 可以看出，不同林分各器官生物量和碳貯量在喬木層的分配均以樹干最高(59.9%—63.1%和60.1%—64.3%)，樹干生物量和碳貯量在3種林分中的分配順序為：紅錐純林(63.1, 64.3)> 混交林(61.8, 62.5)>杉木純林(59.9, 60.1)；總體上看，不同林分各器官在喬木層碳貯量的分配順序不同，杉木純林為：樹干>樹根>樹枝>樹皮>樹葉；紅錐純林和混交林為：樹干>樹根>樹皮>樹枝>樹葉，紅錐和杉木營造混交林減少了枝條在喬木層中的碳分配，增加了樹皮的碳分配，但差異不顯著(P>0.05)。

圖1　不同林分喬木層生物量和碳貯量分配Fig.1　Biomass,carbon storage and the allocation of tree layer in different stands不同小寫字母表示不同林分相同組分生物量，碳貯量差異顯著；PCH：紅錐純林 Castanopsis hystrix；PCL：杉木純林 Cunninghamia lanceolata；MCC：混交林mixed C. hystrix × C. lanceolata

2.2.2林下地被物碳貯量及其分配

林下地被物碳貯量包括灌木層、草本層和凋落物層3個層次，從表5可知，3種林分地被物碳貯量均較小，在1.48 — 8.56 t/hm2之間。不同林分間相同組分碳貯量存在顯著差異(P<0.05)，灌木層，草本層和凋落物層碳貯量大小順序均為：杉木純林>混交林>紅錐純林。

相同林分不同組分碳貯量分配順序也有所差異，3種林分不同層次碳貯量分配順序均為：灌木層>凋落物層>草本層。在灌木層和草本層中，地上部分碳貯量均大于地下部分；凋落物層中，未分解的凋落物碳貯量顯著高于半分解的，約為半分解凋落物碳貯量的2.5—3.1倍。

2.2.3土壤碳貯量及其分配

各林分相同土層厚度的土壤平均碳貯量隨土層深度增加而降低，變化趨勢與土壤碳含量隨土層深度的變化一致，土壤碳貯量主要集中在0—30 cm的表土層，紅錐純林，杉木純林和混交林0—30 cm土碳貯量分別占0—100 cm土壤碳貯量的36.6%，43.9%和49.1%(表4)。

從表4可以看出，不同林分間土壤碳貯量差異顯著，0—100 cm土壤碳貯量以杉木純林最高，混交林林居次，紅錐純林最低。多重比較結果顯示各林分見土壤碳貯量差異均達顯著水平(P< 0.05)。

2.3人工林生態(tài)系統(tǒng)碳貯量及其分配

紅錐純林，杉木純林和混交林生態(tài)系統(tǒng)碳貯量總量分別是129.20，169.49和141.18 t/hm2，混交林碳貯量顯著高于紅錐純林，低于杉木純林，且差異顯著(P<0.05)?；旖涣痔假A量總量高于紅錐純林9.3%，卻低于杉木純林20.1%。紅錐純林，杉木純林和混交林生態(tài)系統(tǒng)植被碳貯量總量分別為53.83, 71.62和61.34 t/hm2，杉木純林具有最高植被碳貯量，顯著高于紅錐純林，也顯著高于混交林(表4)。

表4　3種人工林生態(tài)系統(tǒng)生物量、碳貯量及其分布

由表4可以看出，喬木層和土壤層為各林分主要碳庫，二者占各人工林生態(tài)系統(tǒng)碳貯量的94.9%—98.8%以上，而灌木層、草本層和凋落物層的碳貯量總和僅占1.2%—5.1%。各層次碳貯量在生態(tài)系統(tǒng)中的分配順序均為土壤層(56.5%—58.3%)>喬木層 (37.2%—40.5%)> 凋落物層(1.1%—5.0%)>灌木層(0.6%—3.1%)>草本層(0.1%—0.6%)。不同林分相同組分碳貯量在生態(tài)系統(tǒng)分配有所差異，喬木層碳貯量在生態(tài)系統(tǒng)碳分配的大小順序為紅錐純林(40.5%)>混交林(40.1%)> 杉木純林(37.2%)，土壤碳貯量的分配順序為紅錐純林(58.3%)> 杉木純林(57.7%)> 混交林(56.5%)。

3結論與討論

26年生紅錐和杉木各器官碳含量的平均值分別為521.3 g/kg和504.7 g/kg，高于廣西26年生楠木(493.1 g/kg)以及28年生禿杉(491.9 g/kg)[30- 31]，也高于國際通用的樹木平均碳含量(0.5 g/kg)及熱帶32個樹種的平均碳含量(444.0—494.5 g/kg)[32]?？梢?，即使在同一地區(qū)，樹木各器官碳含量大小因樹種不同而存在差異。另外，相同樹種的不同器官碳含量差異顯著(P<0.05)，不同樹種之間，各器官碳含量的排列順序也不盡相同?？梢姌浞N是影響喬木器官含碳量的重要因素之一，這可能與樹種本身的生理特性相關。

相比之下，紅錐碳含量平均值顯著高于杉木，本研究發(fā)現(xiàn)，杉木純林喬木層生物量高出紅錐純林25.4%，但碳貯量僅高出紅錐純林20.5%，這是因為杉木雖然具有較高的生物量，但紅錐因具有較高的碳含量，從而減小了與杉木純林之間碳貯量的差異。

不同林分間，灌木層、草本層和凋落物層碳含量的大小順序為紅錐純林>混交林>杉木純林，這與不同林分間灌草植被及凋落物的組成密切相關，紅錐純林中灌草植被較少，林下植被主要以天然更新的紅錐幼苗為主，凋落物以紅錐落葉為主要成分，而紅錐葉的碳含量較高(524.7 g/kg)，因而紅錐純林林下植被和凋落物的碳含量高于杉木純林和混交林。

不同林分間的土壤碳含量大小順序為杉木純林>混交林>紅錐純林。這與3種林分間地被物碳含量大小順序恰好相反，但與地被層生物量大小順序一致。杉木純林的凋落葉雖然分解較慢，不易將碳素分解進入土壤，但其林下較多的灌草植被及地下凋落物均可較快地增加土壤碳輸入?；旖涣趾图t錐純林因郁閉度較大，林下植被生長受限，且沒有足夠的凋落物覆蓋，因而缺乏土壤碳源，造成土壤碳含量低于杉木純林。 這一結果表明決定土壤有機碳含量的關鍵因素很可能是林下植被生物量和地下凋落物(主要是死根)的大小，而非地被層碳含量的高低。

本研究表明，不同林分生態(tài)系統(tǒng)碳貯量差異顯著(P<0.05)，杉木純林在3種林分中具有最高的碳貯量，高于混交林碳貯量總量的31.2%。原因有三：一是杉木在前20年生長較快，杉木純林喬木層生物量的快速生長，迅速增加了植被層生物量碳的累積；二是杉木純林豐富的灌草植被不僅增加了地被層碳貯量，而且由于凋落物輸入的增加，進而增加了土壤碳的累積；三是較輕的自然稀疏強度為喬木層維持了較高的保留密度(表1)，也是喬木層碳貯量高于混交林和紅錐純林的重要原因。然而，混交林由于林分樹種組成的改變，引起喬木層生物量生長的變化，2個主要喬木樹種的平均生物量較杉木純林小，從而導致混交林喬木層生物量碳低于杉木純林。這一結論與諸多前人研究所得出的混交林的碳貯量大于純林的結論并不一致[14, 23- 24]，影響喬木層生物量生長和碳貯量累積的因素較多，不僅與造林模式有關，還取決于純林樹種的選擇和混交林樹種的配置方式。

3種人工林中，以紅錐純林碳貯量最小，為135.2 t/hm2， 僅相當于杉木純林和混交林碳貯量的76.2%和91.5%，主要原因有二，一是相對于杉木純林和混交林，紅錐土壤有機碳含量最低，而土壤有機碳含量較小的差異就會引起土壤碳貯量較大的不同，紅錐純林較低的土壤有機碳含量直接導致了紅錐純林較低的土壤碳貯量。其二，紅錐純林自然稀疏嚴重，保留喬木密度較小，再加上林冠郁閉度高，林下植被和凋落物少，共同導致了其生物量碳的累積。

本研究的結果表明，就紅錐和杉木兩個樹種而言，營造純林有利于杉木人工林生態(tài)系統(tǒng)碳的累積，而不利于紅錐生物量的累積， 而營造紅錐和杉木的混交林有利于紅錐生物量碳和土壤碳的累積，而不利于杉木對碳素的吸收和固定。從表1也可以看出，混交林中，紅錐胸徑及樹高生長量均高于紅錐純林中紅錐的胸徑和樹高的生長量，杉木恰好相反，由此可見，造林模式對人工林生物量碳和土壤碳的累積均有影響。就造林后的前26年而言，營林中若選取紅錐營建碳匯林，選擇混交模式更有利于林分碳的累積；而對杉木而言，營建純林對碳的吸存更有利。至于26年以后，杉木生長量是否會慢慢進入衰退期，而紅錐的生長量在一定時期后會超越杉木，從而導致后期各林分碳貯量大小順序開始發(fā)生變化，需要進一步觀測和研究。但從目前研究的結果來看，至少有一點需要引起人們的關注，無論林分碳貯量發(fā)生怎樣的變化，營林中對碳匯林造林模式的選擇，不僅需要考慮樹種固碳特性，還應選擇科學的樹種搭配。

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andCunninghamialanceolatain subtropical China

MING Angang1,2,3, LIU Shirong2,*, MO Huihua1,3, CAI Daoxiong1,3, NONG You1,3, ZENG Ji1,3, LI Hua1,3, TAO Yi1,3

1ExperimentalCenterofTropicalForestry,ChineseAcademyofForestry,Pingxiang532600,China

2InstituteofForestEcology,EnvironmentandProtection,ChineseAcademyofForestry,Beijing100091,China

3GuangxiYouyiguanForestEcosystemResearchStation,Pingxiang532600,China

Abstract：The focus has been on afforestation and re-afforestation as new methods for improving carbon sequestration, by optimizing the mode of afforestation and adjusting the forest tree species composition. Carbon content and storage of different components, including tree, shrub, herb, litter, and soil layers and their allocations of a 26-year-old Castanopsis hystrix (PCH), Cunninghamia lanceolata (PCL), and mixed C. hystrix × C. lanceolata (MCC) stands in subtropical China were studied using quadrat sampling combined with biomass measurements. The results showed that the average carbon content of different organs in C. lanceolata and C. hystrix were 492.1—545.7 g/kg and 486.7—524.1 g/kg, respectively. Significant differences were found among different organs in the same tree species(P<0.05). The average carbon content of C. hystrix(539.3 g/kg)was higher than C. lanceolata. Carbon content of the ground cover was PCH>MCC>PCL. Soil content in 0—100 cm showed significant differences among the three stands, which was ranked as PCL>MCC>PCH(P<0.05). The carbon storage in the total ecosystem was ranked as PCL(169.49 t/hm2)> MCC(141.18 t/hm2)> PCH(129.20 t/hm2. Significant differences were found among different components in the same stand, and among different stands of the same components (P<0.05). Afforestation significantly affected the carbon storage and allocation in plantations, and the mixed stand benefited from increased carbon biomass and soil carbon for C. hystrix; while monoculture stand benefited from the biomass and soil carbon for C. lanceolata Therefore, we should select the afforestation mode based on the carbon acumination characteristics of tree species regarding carbon sequestration forests, because mixed stands do not always fix more carbon compared with pure forests.

Key Words:Subtropical China; Castanopsis hystrix; Cunninghamia lanceolata; pure forest; mixed forest; carbon storage

DOI:10.5846/stxb201405211041

*通訊作者Corresponding author.E-mail: liusr9311@163.com

收稿日期:2014- 05- 21; 網(wǎng)絡出版日期:2015- 07- 27

基金項目:國家“十二五”農村領域科技計劃項目(2012BAD22B0105)；中央級公益性科研院所基本科研業(yè)務費專項資金(CAFYBB2014QA033)；廣西自然科學基金項目(2014GXNSFBA118100)；中國林業(yè)科學研究院熱帶林業(yè)實驗中心主任基金項目(RL2011-02)

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