【摘 要】
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本文以南水北调中线工程水源地、西南岩溶连片区分布最北部的河南省淅川县岩溶区为研究区域,以不同恢复年限（20a、28a、35a、40a、53a、70a）栓皮栎次生林为研究对象,基于“空间代替时间”方法,通过野外调查与室内实验相结合,分析不同恢复年限栓皮栎次生林群落结构特征变化规律,并采用标准木建模方法计算乔木层生物量,采用全收获法直接获取灌草、凋落物生物量,结合生物碳含量和土壤碳含量测定,计算不同恢
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本文以南水北调中线工程水源地、西南岩溶连片区分布最北部的河南省淅川县岩溶区为研究区域,以不同恢复年限（20a、28a、35a、40a、53a、70a）栓皮栎次生林为研究对象,基于“空间代替时间”方法,通过野外调查与室内实验相结合,分析不同恢复年限栓皮栎次生林群落结构特征变化规律,并采用标准木建模方法计算乔木层生物量,采用全收获法直接获取灌草、凋落物生物量,结合生物碳含量和土壤碳含量测定,计算不同恢复年限栓皮栎次生林群落碳密度,明确群落植物碳库中乔-灌-草不同层次及根、干、枝、叶等不同部位和土壤碳库不同层次碳密及分配格局,并估算岩溶区栓皮栎次生林植物群落固碳能力。研究结果为淅川县岩溶区石漠化治理及栓皮栎林增汇减排经营管理等方面提供科学依据。主要研究结果与结论如下:1、植物群落调查结果表明,在18个样地中,共调查到维管束植物63种,隶属40科,58属;总体上,物种组成相对较为简单,丰富度处于较低水平。随着恢复年限的增加,物种丰富度呈增加趋势,但增加的物种多属于单科单属单种;样地内各个层次物种多样性指数随着恢复年限增加表现出不同的特点,总体的变化趋势为缓慢上升;不同恢复年限的6个群落为极不相似水平,物种组成差异较大。2、群落生物量计算结果显示,恢复70年的栓皮栎次生林生物量最高,为306.08 t/hm2,恢复20的群落生物量最低,为128t/hm2。其中,乔木层生物量计算主要采用相容性生物量模型拟合的方法,结果表明以胸径、树高作为变量拟合的二元模型各项指标优于一元模型。不同层次随恢复年限增加,表现出不同的规律,乔木层生物量随着恢复时间增加而增加,灌木层生物量随着恢复时间的增加先增加后减少,草本层生物量随着时间的增加而逐渐减少,凋落物层生物量无明显规律。3、植被碳密度计算结果显示,群落中植被碳密度与生物量密切相关,随着植被恢复年限的增加而增加。乔木层碳密度所占比例在87.53%-94.68%之间,林下植被碳密度占比在5.32%-12.47%之间,表现为灌木层>枯落物层>草本层。分析乔木层碳密度分布格局发现,地上部分碳密度占总碳密度的比例在73.66%-78.42%之间,地下部分占比在21.58%-26.34%之间。地上部分中,树干占比最大,为57.99%-59.76%;其次为树枝,占地上部分碳密度比例为16.49%-21.14%;再次为树皮,占地上部分碳密度比例在15.30%-18.20%之间;树叶占比最小,为5.54%-5.57%,且随时间的变化不大。4、淅川县岩溶区栓皮栎次生林土壤平均含碳量（0-30cm）为54.69g/kg,其中恢复年限40a样地土壤含碳量最高,为69.58g/kg,恢复年限20a样地土壤含碳量最低,为43.26g/kg。不同恢复年限0-10cm土壤碳含量介于19.62g/kg-41.81g/kg（平均为28.59g/kg）,土壤有机碳密度为25.31t/hm2-45.57t/hm2（平均为32.35 t/hm2）,与西南喀斯特森林0-10cm土壤有机碳密度33.10t/hm2相当。淅川县岩溶区栓皮栎次生林土壤碳密度与西南岩溶区碳密度相当,都低于非岩溶区。5、淅川县岩溶区栓皮栎次生林群落碳密度为112.23t/hm2-197.09t/hm2,平均为146.19t/hm2,随着恢复年限的增加,栓皮栎群落碳密度呈增加趋势。其中,植被层碳密度占群落碳密度比例为50.28%-68.19%,且随着恢复年限增加占比呈逐渐上升趋势;土壤层碳密度所占比重则逐渐降低。分析群落固碳能力表明,岩溶区栓皮栎次生林土壤年固碳量低于植被年固碳量;植被及土壤年固碳速率随着恢复时间增加而降低,且土壤年固碳速率降低速度快于植被降低速度,差距随着恢复年限增加而增大。从总体上看,岩溶区栓皮栎次生林生长状况良好,固碳能力巨大,对大气CO2减排具有重要作用,适合作为淅川县乃至整个西南岩溶区石漠化治理主要造林树种进行推广。
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