林业所在杉木生物量与碳储量模型构建及分配格局气候响应研究领域取得新进展

　　森林在全球碳循环中扮演着碳源、汇、库的角色,是陆地生态系统的最大碳库。人工林的碳汇作用被认为是减缓全球变化的一种可能机制和最有希望的选择。生物量和碳储量已成为评价人工林生态系统结构和功能以及林分质量的重要指标。杉木(Cunninghamia lanceolata (Lamb.) Hook)是我国主要乡土人工造林树种，其生物量与碳储量精准评估及分配格局驱动因素研究对我国人工林碳储量核算及碳汇林培育与管理具有重要意义。
　　鉴于杉木人工林生物量和碳储量在产区层面评估模型缺乏及其分配规律驱动因素认识不足问题，中国林业科学研究院林业研究所人工林定向培育创新团队基于四川、广西、江西和福建杉木密度试验林固定观测样地保护行109株活立木的树干、树皮、枝、叶和根生物量与碳含量实测数据，采用似乎不相关回归方法对异速生长方程联立方程组参数进行联合估计，建立了不同产区、不同林龄和不分产区杉木可加性生物量、碳储量模型，进而采用多元线性混合效应模型解析了树木大小、林龄和气候因子对杉木单木生物量分配分数和碳储量分配分数的影响。研究发现：（1）不同产区杉木生物量、碳储量模型通用性存在地域差异，位于中亚热带东区的福建和江西生物量模型可进行相互预测，南亚热带广西的碳储量模型通用性最好，而四川和福建的碳储量模型仅适用于本地碳储量预测；不同龄级模型间相互预测性能较差。（2）所构建的不分产区通用生物量模型R2a为0.7335~0.9669，通用碳储量模型R2a为0.8029~0.9826，根据交互检验结果，通用模型可较好地实现不同产区的杉木人工成熟林生物量和碳储量预测。（3）林龄是影响杉木单木生物量分配的最重要因素；含碳率在不同器官和区域之间存在显著差异，各器官含碳率表现为南亚热带广西>中亚热带西区四川>中亚热带东区福建。（4）树干生物量分数与生长季最高温度、夏季平均温度和夏季最高温度呈显著正相关，而叶片生物量分数则呈相反的趋势；优势木的生物量分配格局比被压木更稳定性。（5）气候因素和树木大小之间的相互作用认识利于未来气候变化背景下杉木人工林生物量和碳积累趋势的预测，在未来气候变暖的背景下，杉木将以牺牲叶片生物量为代价，将更多的生物量分配给树干，而培育杉木大径材有利于维持稳定的生物量分配模式。
　　相关研究结果以题为“不同产区杉木生物量与碳储量模型”和“Influence of forest age, tree size, and climate factors on biomass and carbon storage allocation in Chinese fir forests”发表在《林业科学》(EI)和《Ecological Indicators》(Top期刊, IF=7)上。林业所博士研究生吕梓晴为第一作者，段爱国研究员为通讯作者，张建国研究员指导并参与研究工作。该研究得到“十四五”国家重点研发计划项目“杉木用材林定向培育技术研究(2021YFD2201301)”的支持。（吕梓晴）
　　　　　中国林科院 　2024-10-09

关键词 陆地生态系统  生物量与  碳储量  杉木  用材林  图片