Page 132 - 《广西植物》2026年第6期

６ 期 凌雷等: 林龄和密度对洮河流域云杉人工林碳储量的影响 １ ０ ４ ７

Ａｂｓｔｒａｃｔ: Ｉｎ ｔｈｅ ｃｏｎｔｅｘｔ ｏｆ ｇｌｏｂａｌ ｃａｒｂｏｎ ｎｅｕｔｒａｌｉｔｙ ａｎｄ ｒｅｇｉｏｎａｌ ｅｃｏｌｏｇｉｃａｌ ｓｅｃｕｒｉｔｙ ｒｅｑｕｉｒｅｍｅｎｔｓꎬ ｔｈｅ ｏｐｔｉｍｉｚａｔｉｏｎ ｏｆ ｔｈｅ
ｃａｒｂｏｎ ｓｉｎｋ ｆｕｎｃｔｉｏｎ ｏｆ Ｐｉｃｅａ ａｓｐｅｒａｔａ ｐｌａｎｔａｔｉｏｎｓ ｉｎ ｔｈｅ Ｔａｏｈｅ Ｒｉｖｅｒ ｂａｓｉｎ ｈａｓ ｂｅｃｏｍｅ ｉｎｃｒｅａｓｉｎｇｌｙ ｃｒｕｃｉａｌ. Ｔｏ ｅｘｐｌｏｒｅ
ｔｈｅ ｄｉｓｔｒｉｂｕｔｉｏｎ ｃｈａｒａｃｔｅｒｉｓｔｉｃｓ ａｎｄ ｉｎｆｌｕｅｎｃｉｎｇ ｆａｃｔｏｒｓ ｏｆ ｉｔｓ ｃａｒｂｏｎ ｓｔｏｒａｇｅꎬ ｔｈｉｓ ｓｔｕｄｙ ｆｏｃｕｓｅｄ ｏｎ Ｐ. ａｓｐｅｒａｔａ ｐｌａｎｔａｔｉｏｎｓ
ｗｉｔｈｉｎ ｔｈｅ Ｔａｏｈｅ Ｒｉｖｅｒ ｂａｓｉｎꎬ ｅｓｔａｂｌｉｓｈｉｎｇ ｐｌｏｔｓ ｗｉｔｈ ｖａｒｙｉｎｇ ｓｔａｎｄ ａｇｅｓ (ｙｏｕｎｇ ａｎｄ ｍｉｄｄｌｅ ｆｏｒｅｓｔｓ) ａｎｄ ｄｅｎｓｉｔｉｅｓ (９２５－
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２ ８００ ｔｒｅｅｓｈｍ ). Ｉｔ ｓｙｓｔｅｍａｔｉｃａｌｌｙ ｍｅａｓｕｒｅｄ ａｎｄ ｃｏｍｐｒｅｈｅｎｓｉｖｅｌｙ ｅｖａｌｕａｔｅｄ ｔｈｅ ｃａｒｂｏｎ ｓｔｏｒａｇｅ ａｎｄ ｄｉｓｔｒｉｂｕｔｉｏｎ
ｃｈａｒａｃｔｅｒｉｓｔｉｃｓ ｏｆ ｄｉｆｆｅｒｅｎｔ ｏｒｇａｎｓ (ｔｒｕｎｋꎬ ｂｒａｎｃｈꎬ ｌｅａｆꎬ ｂａｒｋꎬ ｒｏｏｔ) ｗｉｔｈｉｎ ｔｈｅ ｔｒｅｅ ｌａｙｅｒꎬ ｔｈｅ ｌｉｔｔｅｒ ｌａｙｅｒꎬ ａｎｄ ｄｉｓｔｉｎｃｔ
ｓｏｉｌ ｈｏｒｉｚｏｎｓ (０－ １０ ｃｍꎬ １０－ ２０ ｃｍꎬ ２０－ ４０ ｃｍꎬ ４０－ ６０ ｃｍꎬ ６０－ ８０ ｃｍ). Ｉｔ ｐｒｏｖｉｄｅｄ ａｎ ｉｎ￣ｄｅｐｔｈ ａｎａｌｙｓｉｓ ｏｆ ｔｈｅ
ｍｅｃｈａｎｉｓｍｓ ｂｙ ｗｈｉｃｈ ｓｔａｎｄ ａｇｅ ａｎｄ ｄｅｎｓｉｔｙ ｉｎｆｌｕｅｎｃｅｄ ｃａｒｂｏｎ ｓｔｏｒａｇｅ. Ｔｈｅ ｒｅｓｕｌｔｓ ｗｅｒｅ ａｓ ｆｏｌｌｏｗｓ: (１) Ｔｈｅ ｔｏｔａｌ ｃａｒｂｏｎ
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ｓｔｏｒａｇｅ ｏｆ Ｐ. ａｓｐｅｒａｔａ ｐｌａｎｔａｔｉｏｎ ｅｃｏｓｙｓｔｅｍ ｉｎ ｔｈｅ Ｔａｏｈｅ Ｒｉｖｅｒ ｂａｓｉｎ ｒａｎｇｅｄ ｆｒｏｍ ３３６.２５ ｔｏ ５１２.３９ ｔｈｍ . Ｔｈｅ ｏｖｅｒａｌｌ
ｐａｔｔｅｒｎ ｅｘｈｉｂｉｔｅｄ ａ ｈｉｅｒａｒｃｈｙ ｏｆ ｃａｒｂｏｎ ｓｔｏｒａｇｅ: ｓｏｉｌ ｌａｙｅｒ > ｔｒｅｅ ｌａｙｅｒ > ｌｉｔｔｅｒ ｌａｙｅｒ. (２) Ｔｈｅ ｓｏｉｌ ｌａｙｅｒ ｃｏｎｓｔｉｔｕｔｅｄ ｔｈｅ
ｍｏｓｔ ｆｕｎｄａｍｅｎｔａｌ ｓｔａｂｌｅ ｃａｒｂｏｎ ｒｅｓｅｒｖｏｉｒ ｗｉｔｈｉｎ ｅｃｏｓｙｓｔｅｍｓꎬ ｈｏｌｄｉｎｇ ｃａｒｂｏｎ ｓｔｏｒａｇｅ ｒａｎｇｉｎｇ ｆｒｏｍ ２５６.８９ ｔｏ ３００.４５ ｔ
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ｈｍ . Ｔｈｉｓ ａｃｃｏｕｎｔｅｄ ｆｏｒ ６９.９０％ ｏｆ ｔｏｔａｌ ｃａｒｂｏｎ ｓｔｏｒａｇｅꎬ ｗｉｔｈ ｏｖｅｒ ６０％ ｏｆ ｓｏｉｌ ｃａｒｂｏｎ ｃｏｎｃｅｎｔｒａｔｅｄ ｗｉｔｈｉｎ ｔｈｅ ０－４０ ｃｍ
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ｓｏｉｌ ｌａｙｅｒ. (３) Ｔｈｅ ｃａｒｂｏｎ ｓｔｏｒａｇｅ ｉｎ ｔｈｅ ｔｒｅｅ ｌａｙｅｒ ｒａｎｇｅｄ ｆｒｏｍ ４３.１２ ｔｏ １９０.０２ ｔｈｍ ꎬ ｅｘｈｉｂｉｔｉｎｇ ｐｒｏｎｏｕｎｃｅｄ ｓｐａｔｉｏ￣
ｔｅｍｐｏｒａｌ ｈｅｔｅｒｏｇｅｎｅｉｔｙ ａｌｏｎｇｓｉｄｅ ａ ｓｉｇｎｉｆｉｃａｎｔ ‘ｍｉｄ￣ｍａｔｕｒｅ ｆｏｒｅｓｔ ｃａｒｂｏｎ ａｃｃｕｍｕｌａｔｉｏｎ ｐｅａｋ’. Ｃａｒｂｏｎ ｗａｓ ｐｒｅｆｅｒｅｎｔｉａｌｌｙ
ａｌｌｏｃａｔｅｄ ｔｏ ｔｈｅ ｔｒｕｎｋ (２２.４６％ － ４９.４２％) ａｎｄ ｒｏｏｔ (１９.３９％ － ２９.３５％) ａｍｏｎｇ ｔｈｅ ｖａｒｉｏｕｓ ｏｒｇａｎｓ. Ｉｔｓ ｄｉｓｔｒｉｂｕｔｉｏｎ
ｓｔｒａｔｅｇｙ ｗａｓ ｄｅｎｓｉｔｙ￣ｒｅｇｕｌａｔｅｄ: ｂｉｏｍａｓｓ ｉｎ ｈｉｇｈ￣ｄｅｎｓｉｔｙ ｓｔａｎｄｓ ｃｏｎｃｅｎｔｒａｔｅｄ ｉｎ ｔｈｅ ｔｒｕｎｋꎬ ｗｈｉｌｅ ｉｎ ｍｅｄｉｕｍ￣ｔｏ￣ｌｏｗ￣ｄｅｎｓｉｔｙ
ｓｔａｎｄｓꎬ ａｌｌ ｏｒｇａｎｓ ｇｒｅｗ ｍｏｒｅ ｅｖｅｎｌｙꎬ ｒｅｓｕｌｔｉｎｇ ｉｎ ｈｉｇｈｅｒ ｃａｒｂｏｎ ｓｅｑｕｅｓｔｒａｔｉｏｎ ｅｆｆｉｃｉｅｎｃｙ. (４) Ｔｈｅ ｃａｒｂｏｎ ｓｔｏｒａｇｅ ｉｎ ｔｈｅ
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ｌｉｔｔｅｒ ｌａｙｅｒ ｒａｎｇｅｄ ｆｒｏｍ １２.５３ ｔｏ ２１.９２ ｔｈｍ ꎬ ａｃｃｏｕｎｔｉｎｇ ｆｏｒ ３.５８％ ｔｏ ４.３０％ ｏｆ ｔｈｅ ｔｏｔａｌ ｃａｒｂｏｎ ｓｔｏｒａｇｅ. Ｈｏｗｅｖｅｒꎬ ｉｔｓ
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ｃａｒｂｏｎ ｃｏｎｔｅｎｔ ｗａｓ ｒｅｍａｒｋａｂｌｙ ｈｉｇｈ ａｔ ３０６.０４ ｔｏ ３８９.３２ ｇｋｇ ꎬ ｍａｋｉｎｇ ｉｔ ａ ｐｉｖｏｔａｌ ｈｕｂ ｃｏｎｎｅｃｔｉｎｇ ａｂｏｖｅ￣ｇｒｏｕｎｄ ａｎｄ
ｂｅｌｏｗ￣ｇｒｏｕｎｄ ｃａｒｂｏｎ ｆｌｏｗｓ. Ｔｈｉｓ ｓｔｕｄｙ ｃｏｎｆｉｒｍｓ ｔｈａｔ ｓｔａｎｄ ａｇｅ ａｎｄ ｄｅｎｓｉｔｙ ａｒｅ ｔｈｅ ｃｏｒｅ ｆａｃｔｏｒｓ ｄｒｉｖｉｎｇ ｃａｒｂｏｎ
ａｃｃｕｍｕｌａｔｉｏｎ ａｎｄ ｄｉｓｔｒｉｂｕｔｉｏｎ ｗｉｔｈｉｎ Ｐ. ａｓｐｅｒａｔａ ｐｌａｎｔａｔｉｏｎｓ ｅｃｏｓｙｓｔｅｍｓ. Ｂｙ ｉｍｐｌｅｍｅｎｔｉｎｇ ｓｕｓｔａｉｎａｂｌｅ ｍａｎａｇｅｍｅｎｔ
ｓｔｒａｔｅｇｉｅｓ ｃｅｎｔｒｅｄ ｏｎ ｄｅｎｓｉｔｙ ｒｅｇｕｌａｔｉｏｎꎬ ｔｈｅ ｃａｒｂｏｎ ｓｉｎｋ ｐｏｔｅｎｔｉａｌ ｏｆ Ｐ. ａｓｐｅｒａｔａ ｐｌａｎｔａｔｉｏｎｓ ｉｎ ｔｈｉｓ ｒｅｇｉｏｎ ｃａｎ ｂｅ
ｅｆｆｅｃｔｉｖｅｌｙ ｈａｒｎｅｓｓｅｄ. Ｔｈｅ ｒｅｓｕｌｔｓ ｐｒｏｖｉｄｅ ａ ｃｒｕｃｉａｌ ｔｈｅｏｒｅｔｉｃａｌ ｂａｓｉｓ ａｎｄ ｐｒａｃｔｉｃａｌ ｇｕｉｄａｎｃｅ ｆｏｒ ｏｐｔｉｍｉｚｉｎｇ ｔｈｅ ｃａｒｂｏｎ ｓｉｎｋ
ｆｕｎｃｔｉｏｎ ｏｆ ｐｌａｎｔａｔｉｏｎｓ ｉｎ ｔｈｅ Ｔａｏｈｅ Ｒｉｖｅｒ ｂａｓｉｎꎬ ｓａｆｅｇｕａｒｄｉｎｇ ｅｃｏｓｙｓｔｅｍꎬ ａｎｄ ａｃｈｉｅｖｉｎｇ ｒｅｇｉｏｎａｌ ｃａｒｂｏｎ ｎｅｕｔｒａｌｉｔｙ
ｏｂｊｅｃｔｉｖｅｓ.
Ｋｅｙ ｗｏｒｄｓ: ｓｔａｎｄ ａｇｅꎬ ｄｅｎｓｉｔｙꎬ ｃａｒｂｏｎ ｓｔｏｒａｇｅꎬ ｓｙｎｅｒｇｉｓｔｉｃ ｅｆｆｅｃｔｓꎬ Ｐｉｃｅａ ａｓｐｅｒａｔａ ｆｏｒｅｓｔｓ

森林生态系统在陆地碳循环中占主导地位ꎬ 导碳储量的长期动态(Ｌｉ ｅｔ ａｌ.ꎬ２０２３)ꎻ密度则通过
其碳储量约占全球陆地总量的 ４０％ ( 刘世荣等ꎬ 改变光、水、养分的竞争格局ꎬ影响生物量分配策略
２０２４)ꎬ在调节大气 ＣＯ 浓度和全球碳循环中发挥 与碳积累效率(Ｂｉｎｋｌｅｙ ｅｔ ａｌ.ꎬ２００９)ꎮ 例如ꎬ高密度
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着关键作用( Ｐａｎ ｅｔ ａｌ.ꎬ２０１１)ꎮ 人工林作为全球 林分在幼龄期可通过最大化叶面积指数( ｌｅａｆ ａｒｅａ
森林资源的关键构成部分ꎬ在增强陆地生态系统 ｉｎｄｅｘꎬＬＡＩ)提升碳汇能力(Ｋａｓｓｉｅｒꎬ２０１１)ꎬ但随林龄
碳汇功能、缓解区域气候变化及保障生态稳定性 增长ꎬ过度竞争可能导致碳向非结构性器官(如枝
等方 面 均 发 挥 着 关 键 的 战 略 作 用 ( 冯 瑞 芳 等ꎬ 叶)分配的比例增加ꎬ抑制树干生物量积累(Ｂｉｎｋｌｅｙ
２００６)ꎮ 随着中国林业生态工程的持续推进ꎬ人工 ｅｔ ａｌ.ꎬ２００４ꎻＴｈｏｒｐｅ ｅｔ ａｌ.ꎬ２０１０)ꎮ
林面积已升至全球首位ꎬ中、幼龄林的持续生长预 洮河流域位于青藏高原－黄土高原过渡带ꎬ是
示着 人 工 林 在 未 来 将 具 有 巨 大 的 碳 汇 潜 力 中 国 西 北 重 要 的 生 态 安 全 屏 障 ( Ｗａｎｇ ｅｔ ａｌ.ꎬ
(Ｏｍｏｓａｌｅｗａ ｅｔ ａｌ.ꎬ２０２２ꎻＺｈａｎｇ ｅｔ ａｌ.ꎬ２０２３)ꎮ 有效 ２０１５)ꎮ 该 区 域 广 泛 分 布 的 云 杉 林 ( Ｐｉｃｅａ
经营人工林已成为区域生态恢复和碳中和目标实 ａｓｐｅｒａｔａ)在维持区域生态平衡和提供生态系统服

现的重要途径(Ｃｈｅｎ ｅｔ ａｌ.ꎬ２０１９)ꎮ 务方面发挥着关键作用ꎮ 目前ꎬ对洮河流域人工
林龄和密度更是调控碳储量分配的核心驱动 云杉林碳储量分布特征及其驱动机制的研究ꎬ仍
因素ꎬ二者共同影响植被碳库的垂直分布格局和周 存在明显不足:一是大多聚焦单一林龄或密度梯
转效率(Ｋｕｒｔ ＆ Ｐｒｅｇｉｔｚｅｒꎬ ２００４)ꎮ 已有研究证实ꎬ林 度(Ｋａｓｓｉｅｒꎬ２０１１ꎻ冯宜明等ꎬ２０２３)ꎬ未能涵盖林分
龄通过调控林木生长阶段与生态系统功能发育ꎬ主 发育的动态变化ꎬ难以揭示碳储量的长期积累规