当前世界环境

介绍

自前工业化时代以来，人为温室气体排放一直在惊人地增加，主要是由人口增长和工业化驱动的。今天，世界面临着人为引起的气候变化的挑战或担忧，这对各大洲的经济和社会进步产生了不利影响。政府间气候变化专门委员会(政府间气候变化专门委员会)在其第五次评估报告中强调，需要在现有的缓解措施基础上作出更多的努力。减缓涉及一定程度的共同效益和不良副作用带来的风险，但这些风险不像气候变化风险那样可能产生严重、广泛和不可逆转的影响，从而增加了近期减缓努力带来的效益(IPCC, 2015年)。《京都议定书》是一项国际法律文书，它制定了成员国采取综合方法解决气候变化问题的规则，并制定了具有法律约束力的议定书，要求发达国家将其温室气体排放量相对于1990年的水平平均减少5.2%。鉴于《京都议定书》承认森林是重要的碳汇之一，而且研究证据表明，树木和林分在其主要茎材、树皮、树枝、树叶和根中封存碳长达数十年，对不同树种进行研究以评估其碳封存潜力，有助于确定最佳土地利用做法的优先次序，以确保可持续性和各国之间的利益分享(京都，1997;Nizami, 2012; Adnan and Nizmai,2014)。此外，认证减排量(CERs)通常被称为碳信用额，其中每个单位相当于减少了1公吨的CO₂E有助于量化森林或种植园等碳汇的作用。树种的固碳潜力因树种、气候、土壤和管理而异。研究证据还表明，人工林作为全球碳汇具有重要影响。树种轮作和人工林树龄对不同树种的碳储量潜力起着重要的控制作用。长轮栖物种，如柚木(大地构造。)与持续时间较短的物种相比，具有较长的碳锁定期，并且具有额外的优势，即大多数柚木都在室内使用，从而进一步延长了锁定期(Sreejesh)et al .,2013)。这可能是东南亚、非洲、南美和中美洲柚木种植园广受欢迎的原因。这种以柚木为基础的全球碳汇肯定会增加，因为在过去20年里，来自天然林的大部分柚木供应已经减少，人们对建立柚木人工林的兴趣越来越大。

在印度，柚木具有不连续的分布，从其西部极限在Aravallies西部24°42'N，最北端极限到Jhansi(25°33')，从那里它延伸到东部的Mahanadi河(Brandis, 1906)。Nilambur人造柚木林为全世界的森林工作者所熟知。在奥里萨邦，柚木已被引入或种植在不同农业气候带的大多数地区。然而，1910年由英国人种植的芭芭拉柚木林在该州的柚木研究和发展中占有特殊的地位。考虑到无性系人工林在提高森林物种生产力和提高碳储存潜力方面发挥着至关重要的作用，本研究以柚木无性系种子园(CSO)为研究对象。本研究旨在了解13个柚木无性系的生物量积累和碳储量。本研究的目的是捕捉不同柚木无性系间碳储存潜力的差异。这将有助于研究人员推荐以柚木为主要成分的种植园或综合土地利用实践的最佳无性系。

材料与方法

试验在印度奥里萨邦安圭尔造林研究站的一个32年树龄无性系柚木人工林进行。实验场地位于北纬21°01′17.8”和东经84°55′19.6”之间，海拔440米。它被放置在拉丁广场设计(LSD)中，有13个重复。实验材料由13个柚木(Tectona茅L.)作为治疗方法。1981年，无性系以4毫米× 4米的间距种植。这些无性系收集自奥里萨邦Purunakote和Raigoda种源的13多棵树。试验共有169棵树，隶属于ORANP1、ORANP2、ORANP3、ORANP4、ORANP5、ORANP6、ORANP7、ORANR1、ORANR2、ORANR3、ORANR4、ORANR5和ORANR6 13个不同的无性系。(ORAN) p1 ~ p7为普鲁纳科特种源无性系，(ORAN) r1 ~ r6为拉伊戈达种源无性系。

阀杆体积

按照标准程序记录了重要的生长参数，如胸径和单株树高。胸高直径(DBH)用卡尺在两个方向测量，并计算其平均值，单位为cm。利用高度计从地面至主梢顶测量树木高度，以米表示。然后，根据印度森林调查(FSI, 1996)给出的公式计算奥里萨邦的每棵树的茎体积，即。

VUB (m^3.) = -0.0645+ 0.2322d²H

VUB =树皮下的体积

D=树皮上的胸径

H=树的高度

每公顷茎的体积是用每棵树茎的平均体积乘以每公顷植物的数量来计算的。用m表示^3./公顷。观测结果已连续两年记录下来，以评估年增量和累积。

木质生物质

不同无性系的茎体积乘以木材密度(Bohre)et al .,2013年,雷耶斯et al .,1992;皮尔逊和布朗，1932)获得茎木生物量。在这里，由于没有关于实际木材密度的资料，参考了世界农林业中心物种数据库，即610-750公斤/米^3.。在得到两个输入的阀杆体积值后，对得到的阀杆体积值取平均值。树木总生物量计算公式如下:

总乔木生物量(t ha-1) =树干生物量(t ha-1) ×生物量膨胀因子(BEF)。

这里用1.5作为生物量膨胀系数(Brown and Luge, 1992)。

碳股票

总碳储量采用转换因子0.5计算。将该转换因子乘以总生物量(t ha-1)并估算总碳储量(t ha-1) (Roy et al.， 2001;Brown and Lugo, 1982;Malhi et al.， 2004; Nizami, 2012;Adnan et al.， 2014)。

总碳储量(t ha-1) =总生物量(t ha-1) ×转换因子(CF)。

然后将碳含量乘以44/12来估算CO₂(阿米尔et al .,2015)

结果与讨论

在本研究中，根据不同无性系的茎体积计算值估算茎和树生物量(表1)。不同柚木无性系间茎总生物量和树总生物量差异显著。无性系ORANP2的茎体积最高，为219.33m^3.而在32龄时，ORANP2、ORANP3、ORANP6、ORANP7和ORANR3等无性系的茎体积产量基本持平。ORANP1的茎体积最小，为62.79m^3./公顷)。茎体积产生的差异归因于个体基因组成的差异。由于这些无性系来自安圭尔地区的普鲁纳科特和赖戈达两个不同种源，因此环境参数对单株无性系的生长发育影响不大。表型是基因型和环境的产物(Zobel和Talbert, 1984)。在这里，基因型之间的变异对获得下一代果园具有重要意义。帕拉尼萨米(2009)，萨克塞纳et al。(1971)和Kharche(1974)也报道了同一种源的柚木不同无性系之间的变异。

表1:不同柚木无性系的生物量产量和碳储存潜力(Tectona茅Linn.f)。

克隆	阀杆容积(m)	茎生物量(t/ha)	林木总生物量(t/公顷)	总碳储量(t/公顷)	有限公司2内容(吨/公顷)
ORANP1	62.79	42.70 (±4.82)	64.05 (±7.23)	32.02 (±3.62)	128.77 (±13.26)
ORANP2	219.33	149.15 (±16.48)	223.72 (±24.72)	111.86 (±12.36)	440.21 (±45.32)
ORANP3	145.40	98.87 (±11.37)	148.30 (±17.06)	74.15 (±8.53)	303.74 (±31.27)
ORANP4	105.10	71.47 (±8.13)	107.20 (±12.19)	53.60 (±6.10)	217.10 (±22.35)
ORANP5	101.21	68.83 (±7.84)	103.24 (±11.76)	51.62 (±5.88)	209.49 (±21.57)
ORANP6	127.02	86.37 (±9.61)	129.56 (±14.42)	64.78 (±7.21)	256.85 (±26.44)
ORANP7	131.60	89.49 (±0.46)	134.23 (±15.68)	67.11 (±7.84)	279.30 (±28.75)
ORANR1	119.78	81.45 (±9.00)	122.18 (±13.50)	61.09 (±6.75)	240.46 (±24.75)
ORANR2	87.37	59.41 (±7.01)	89.12 (±10.52)	44.56 (±5.26)	187.29 (±19.28)
ORANR3	153.40	104.31 (±12.02)	156.47 (±18.03)	78.23 (±9.01)	321.05 (±33.05)
ORANR4	119.77	81.45 (±9.30)	122.17 (±13.95)	61.09 (±6.97)	248.44 (±25.57)
ORANR5	122.97	83.62 (±9.87)	125.43 (±14.80)	62.72 (±7.40)	263.59 (±27.13)
ORANR6	148.08	100.70 (±11.46)	151.05 (±17.19)	75.52 (±8.59)	306.09 (±31.51)

32年树龄柚木人工林13个不同无性系的总生物量积累呈现出一个有趣的趋势(表1)。在13个柚木无性系中，ORANP2的生物量最高，为223.72m^3.ORANP1最小值为6405 m /ha^3./ha的生物量积累。这一结果与Buvaneswaran的研究结果一致et al。(2006)和Bohreet al。(2013)。这说明ORANP2具有较高的遗传价值。有关总碳储量和CO的数据₂不同柚木无性系的含量也有显著差异，这与不同无性系树木总生物量的变化趋势一致。13个柚木无性系的总碳储量在32.02 ~ 111.86t/ha之间。同样的，总CO₂各无性系的含量变化范围为128.77 ~ 440.21t/ha。这些发现与Kraenzal的发现非常相似et al。(2003)和Bohreet al。(2013)。

柚木不同无性系的年均生长量(Mean Annual Increment, MAI)、茎生物量、树总生物量、总碳储量和碳含量的数值见表2。通过对数据的检验，发现上述计算参数的年平均贡献是显著的，并且在不同的克隆之间是不同的。不同柚木无性系的林木总生物量在1.91 ~ 4.76t/ha之间。ORANR3在这一年龄表现出最大的年平均生物量增量，而ORANP1在生长和性能上都落后于其他无性系。不同无性系的总碳储量和含碳量的变化趋势相似。

表2:不同柚木无性系年平均生物量和碳积累速率

克隆	梅(立方米/公顷)	茎生物量(t/ha)	林木总生物量(t/公顷)	总碳储量(t/公顷)	碳含量(t/公顷)
ORANP1	2.09	1.27	1.91	0.95	3.50
ORANP2	7.13	4.35	6.53	3.26	11.97
ORANP3	4.92	3.00	4.50	2.25	8.26
ORANP4	3.52	2.15	3.22	1.61	5.90
ORANP5	3.40	2.07	3.11	1.55	5.70
ORANP6	4.16	2.54	3.81	1.90	6.98
ORANP7	4.53	2.76	4.14	2.07	7.59
ORANR1	3.90	2.38	3.57	1.78	6.54
ORANR2	3.04	1.85	2.78	1.39	5.09
ORANR3	5.20	3.17	4.76	2.38	8.73
ORANR4	4.03	2.46	3.68	1.84	6.75
ORANR5	4.27	2.61	3.91	1.95	7.16
ORANR6	4.96	3.03	4.54	2.27	8.32

总碳储量和碳含量的变化范围分别为0.95 ~ 2.38t/ha和3.50 ~ 8.73t/ha。Bohreet al。(2013)在这方面也报告了非常相似的结果。这种变化趋势表明，同一物种的无性系间生物量和碳储量存在差异。在进行大规模种植计划之前，需要适当注意选择合适的无性系。

表3:不同柚木无性系的年生物量和碳积累速率

克隆	CAI(立方米/公顷)	茎生物量(t/ha)	林木总生物量(t/公顷)	总碳储量(t/公顷)	碳含量(t/公顷)
ORANP1	6.36	3.88	5.82	2.91	10.67
ORANP2	16.03	9.78	14.67	7.33	26.89
ORANP3	16.81	10.25	15.38	7.69	28.19
ORANP4	11.10	6.77	10.15	5.08	18.61
ORANP5	10.77	6.57	9.85	4.93	18.07
ORANP6	10.48	6.39	9.59	4.79	17.57
ORANP7	17.48	10.66	16.00	8.00	29.33
ORANR1	8.59	5.24	7.86	3.93	14.40
ORANR2	12.65	7.72	11.58	5.79	21.22
ORANR3	18.56	11.32	16.98	8.49	31.13
ORANR4	12.85	7.84	11.76	5.88	21.56
ORANR5	17.83	10.88	16.32	8.16	29.91
ORANR6	15.56	9.49	14.24	7.12	26.10

不同柚木无性系的年生物量积累量在5.82 ~ 16.98t/ha之间(表3)。无性系ORANR3的年累积量最大，其次是ORANR5、ORANP7和ORANP3。这表明在年生物量积累速率方面存在不同的增长趋势。保罗的一项研究et al。(2010)报告了在印度条件下，柚木在30岁时的年生物量积累为4.4吨/公顷。目前的研究结果表明，即使在达到30岁之后，柚木仍在继续积累大量的生物量。然而，生物量积累的无性系间变异主要是由于基因型的高度影响。

关于年碳储存潜力及其多年来的趋势的知识对于森林学家或生态学家来说是至关重要的，原因有很多。这有助于树木和种植园管理方法的设计和执行。柚木作为一种具有较高商业价值的中等生长树种，其年碳储量潜力、无性系间和无性系内的变化以及多年来的碳储量变化趋势等信息，可以通过研究成果的验证，更容易在推广合适人工林时做出正确的决策。本调查的年净碳储量在2.91 ~ 8.16t/ha之间。同样，每年的总碳含量估计在10.67 ~ 31.13t/ha之间。科尔在等。(2010)也报告了他们在印度进行的研究工作中的类似发现。从研究结果可以清楚地看出，在当前形势下，选择合适的无性系对于履行商业和生态义务是非常重要的。含碳量潜力高的无性系应优先进行大规模种植。

结论

研究表明，柚木人工林具有较高的生物量积累和碳储量潜力。鉴于国内和国际市场对柚木的使用和需求的增加，引进了潜在的无性系，这种情况得到了进一步改善。克隆间变异对克隆材料的进一步研究和开发具有重要意义。32年树龄柚木人工林的年均累积量相当可观。它告诉我们柚木种植园如何促进碳封存。虽然ORANP2在净生物量和碳含量方面表现较好，但其他无性系如ORANR3、ORANR5、ORANP7和ORANP3在年贡献方面也发挥着巨大的作用。克隆在一个或多个方面彼此不同。因此，选择优质无性系对于满足生态和商业义务都很重要。

确认

作者感谢布巴内斯瓦尔大学林业学院Nirakar Bhola博士在整个研究工作中不断给予鼓励和指导。

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