当前世界环境

介绍

喜马拉雅山脉是世界上最年轻的山脉，约占印度地理总面积的18%。森林(占印度森林覆盖面积的50%)是喜马拉雅地区重要的自然资源基地，其中最重要的是温带阔叶林，主要由不同种类的橡树(Quercus物种)。¹橡树(栎属)是印度喜马拉雅地区湿润温带森林的主要顶极树种²在海拔1000-3500米之间广泛分布着约35种栎属植物。五种常绿橡树即。Quercus glauca(phaliyant / harinj),问:leucotrichophora(banj),问:lanuginosa(rianj),问:多花植物(tilonj / moru)问:semecarpifolia(棕色/哈尔苏)自然生长在喜马拉雅西部。^3.Bargali出版社。(2013)报告称，橡树是北阿坎德邦Kumaun地区饲料、薪柴和木材的优势树种。橡树林是燃料木材和饲料的来源，与天然泉水和野生动物有关。

根据⁴Bisht出版社。(2013)西喜马拉雅地区的优势饲料树种为白栎，花栎采用,半山杨、杨梅、印度七叶树、尼泊尔桤木、棕榈榕、桑树(沙木)。其中最突出的种类是问:Floribanda;因此，它被考虑用于研究。这是一棵中等大小的树;平均高度15米，最高24米。⁵库马尔出版社。(2011)也报道了在14种树种中问:leucotrichophora在加尔瓦尔喜马拉雅地区的木材、柴火和叶饲料中发现优势，效果最好。两岁以下的幼苗非常耐阴，此后，树需要适度到充分的光照。它需要适度肥沃的土壤，在页岩和粘土壤土中生长良好，但在干燥的地方生长不好。它对火灾和浏览很敏感。

木材非常重，重约1020公斤米³。心材和边材的热值分别为19,100和19,400 kJ kg^－1分别⁶因此它是一种很好的燃料木材。它不是一种好的木材，因为它扭曲和分裂严重，但偶尔用于低档建筑和农具。黑杰克橡树是一种常青树，生长在喜马拉雅山脉。它是一种大或中等大小的乔木，具有革质暗绿色的叶子，锋利的齿状叶子，长6-16厘米。叶的下侧有浓密的白色绒毛。由于其丰富，是这些地区非常重要的饲料树。在Mahakali森林司的Dehimando Panchayat，所有私人拥有的饲料树中有78%是这种树。⁷

一些研究报告了印度森林和多用途树木的固碳潜力^{8、9、10、11、12、13所示}然而，关于通过现有农田树木进行碳固存评估的已发表文献很少。《联合国气候变化框架公约》已经认识到种植多用途树木作为一种温室气体缓解备选办法的重要性，以及监测、保护和增加陆地碳储量的必要性。此外，人工林的生产可以减轻从天然森林中提取木材的压力，对不同树种(林业和农林复合系统下)的固碳潜力进行了大量的估算，但这是第一次尝试对北阿坎德邦喜马拉雅西部地区的橡树进行每年固碳潜力的估算，并估计了每年的总固碳量和模拟期结束时的总碳量。

材料与方法

目前的研究是在北阿坎德邦保里加尔瓦尔巴尔萨尔的北阿坎德邦园艺与林业大学的V.C.S.G.园艺学院校园进行的。它位于北纬78.59′:20.28′，北纬79.00′:30.05′，海拔2000米。温度范围从零下4度到28.0度^oC，这个丘陵地区的降雨量在10000毫米以上。校园占地174.94公顷;其中114.3公顷是混交林松果体roxburghii、橡树(栎属3种)、柏树(杜鹃arbereum)， kafal (蜡果杨梅耐)等，以及250多种草本植物和灌木。数据是在校园不同位置的10个地块上选择的，大小为5x5米。在给定的地块中，只有橡树(问:floribanda)树与CBH(胸围)一起计算^3.Bargali出版社。(2013)。树木的数量估计约为825棵/公顷。(图1)

图1:研究区域的地图。 点击此处查看图

CO2FIX的细节

本研究中用于模拟单一树种碳动态的CO2FIX模型可以处理不同树龄的树木。此外，除了土壤碳动态外，CO2FIX还分别输出地上和地下树木成分群(即物种群)的生物量和碳。在这项研究中，我们对北阿坎德邦保里地区喜马拉雅西部茂密森林中现有橡树的固碳潜力进行了估算。CO2FIX v3.2模型可供学术/研究机构免费使用(http://www.efi.int/projects/casfor/CO2FIX/register32.php)。CO2FIX已用于估计印度选定树种的碳储存和固碳潜力。¹⁴CO2FIX模型已经在菲律宾的森林生态系统、墨西哥中部的混合松橡树林、哥斯达黎加的多层AFS和热带雨林以及赞比亚的林地中进行了测试和验证。¹⁵

输入CO2FIX模型的参数

与CO2FIX模型相关的主要输入参数是茎- cai(当前m的年增量)的队列明智值^3.哈^－1一年^－1)多年;叶、枝、叶和根相对于茎多年来的生长情况;叶、枝、根的周转率;以及站点的气候资料(年降水量(mm)和月最低和最高气温(mm))⁰模型的其他输入包括初始表层土壤有机碳(Mg C ha^－1)、树种的轮作长度、不同部位的碳含量百分比、木材密度和基线碳的初始值(Mg C ha^－1)，在现有的树木(如本例)进行模拟时，在不同的树木部分进行模拟。

运行CO2FIX模型所需的基本数据

为了模拟每公顷栎林下的碳储量，考虑的模块有生物量、土壤和碳核算模块。CO2FIX模型需要树木的一手和二手数据(CO2FIX术语中称为“CO2FIX”)来编制每公顷橡树林下的碳汇账户。主要数据包括林地现有树种的名称及其数量、胸径(DBH)(换算成CBH)，而次要数据包括橡树的树木生物量成分(茎、枝、叶、根)的生长率。基本参数即。树群的轮作长度、木材密度、碳含量已在表1中详细列出。利用所调查植物的胸径来近似求出立木的树龄。为了获得树干生长的增量数据，采用印度环境和森林部森林调查(FSI)、德拉敦(Dehradun)出版的《国家森林报告-2009》中的体积方程作为辅助数据。

表1:CO2FIX模型用于模拟不同树群的树木生物量组成的输入参数

树队列的参数化

树干体积方程，可在印度森林调查报告(2009)中找到，用于生成橡树的胸径(m)和茎体积(m)^3./tree)数据和木材密度数据来自联合国粮农组织(FAO)网站。这些数据集用于拟合茎体积-胸径关系的非线性函数。然后，通过乘以10个斑块中发现的平均树木数量，将这种树的绝对茎体积-胸径关系转换为公顷的茎体积-胸径关系。这个DBH已经转换回年龄，以获得公顷单位的茎体积-年龄关系。最终，通过取当年值与前一年值的差值，将该绝对茎容积值转换为茎容积的CAI (Current Annual Increment)值。因此，我们得到了橡树茎体积-年龄的CAI方程(表2)。利用Jhansi国家农林业研究中心(NRCAF)的不同树种(分为慢、中、快生长类别/队列)的叶、枝、根相对生长数据，找出慢生长时的叶、枝、根相对于茎的相对生长，并通过CO2FIX软件给出实例进行比较。这些相对比例在CO2FIX模型中被参数化，用于枝、叶和根的生长。

表2:当前年度增量(CAI)的茎 体积增长(m)3.哈－1一年－1)。 点击这里查看表格

土壤模块的参数化

各区月气温和降水的气候数据来自位于大学校园内的IMD(印度气象部门)分站，该分站以每棵橡树为基础作为通用CAI，橡树的估算数据来自印度新德里环境与森林部《2009年国家森林报告》《印度森林调查》。动态土壤碳模型YASSO描述了排水良好的土壤中土壤碳的分解和动态。土壤模块由3个凋落物室(非木质、粗木质和细木质)和5个分解室(萃取物、纤维素、木质素类化合物、腐殖质-1和腐殖质- 2)组成。凋落物在生物质模块中通过生物量周转产生。对于土壤碳模块，将凋落物分为非木本凋落物(叶和细根)、细木本凋落物(枝和粗根)和粗木本凋落物(茎和残根)。由于生物量模块不区分细根和粗根，因此根据枝凋落物与叶凋落物的比例将凋落物分为细根和粗根。

表3:利用CO2FIX模型模拟西喜马拉雅地区栎树种累积生物量和固碳量

结果与讨论

CO2FIX模拟橡树生物量/碳储量

100 a模拟期间树木生物量(地上和地下)由39.19 Mg DM ha增加到418.57 Mg DM ha^－1。CO2FIX模型的100年模拟结果预测生物质碳将从19.60 Mg C ha增加到209.21 Mg C ha^－1。我们的结果也与Subedi (2004)，¹⁶谁报告了地上生物量Quercus semicarpifolia在尼泊尔温带地区为272至479吨/公顷。

CO2FIX模拟土壤碳储量

土壤固碳速率呈增加趋势，为0.79 Mg C ha^－1一年^－1。土壤碳从17.45 Mg C ha增加到97.34 Mg C ha^－1100年的模拟。辛格也报告了类似的结果et al。(2011)¹⁷igp的农业土壤平均含有12.4-22.6毫克公顷^－1土壤表层1米深处的有机碳含量。

CO2FIX模拟现有栎林固碳潜力(CSP)

现有栎林的CSP估计为1.9 Mg C ha^－1一年^－1(表3)CSP还受站点气候因子(月平均气温、总降水量及其月分布、蒸散量等)的影响。该地区较高的CSP归因于全年每个月的总降水量较高以及一定数量的降雨量。此外，Dinajpur位于山脚下，因此全年大气中有足够的水分，这是促进碳封存的积极催化剂。¹⁸这些结果与Pathak的观点一致等。(2011)¹⁹土壤中的有机质含量受到降雨的强烈影响。拉尔(2004)^20.在一些印度土壤中，有机碳浓度随着降雨量的增加而增加。此外，随着树木密度的增加，总生物量增加，因此碳固存率增加。孔萨格和默茨，(2013)²¹其中橡胶林的固碳效果最好(214 tC/ha)，其次是可可(65tC/ha)和橘子(76tC/ha)。诺瓦克和克兰(2001)²²报告称，美国目前在美国10个城市储存了7亿吨碳，总固碳率为2280万碳当量/年。

加瓦尔喜马拉雅地区现有橡树林的CSP估计是令人鼓舞的，因为它们将增加碳封存的森林车，并肯定会减少对森林的木材和其他商业需求日益增加的压力。由于其在丘陵地区的土壤结合特性，这是一种非常重要的生态友好的多用途树种，可用于木材，薪柴，纤维和饲料。

结论

研究地区有限面积水平上橡树的固碳潜力，不仅对了解树木的碳储存和固碳潜力，而且对科学规划和有效实施地区和国家一级的林业和农林业发展方案，促进国家发展具有重要意义。

对今后的研究工作提出几点建议，以更好地规划和发展国家。这种类型的研究可以包括其他参数/资源，如不同的树木，不同的地区，不同的州和不同的国家。

参考文献

1. [j]王晓明，王晓明(2012)西喜马拉雅地区栎树森林资源枯竭:放牧、燃料木材和饲料收集。]可持续森林管理的全球视角。
2. 《印度树木的造林》。卷》。克拉伦登出版社，牛津。
3. [杨建军，杨建军，李建军，等。(2013)印度北部阿坎德邦Nainital流域树种多样性及更新状况。]中华生物医学杂志Vol . 5: 270-280。
4. 毕晓东，王晓东，王晓东，等(2013)滇西北地区粮食-林产资源研究。Jaya pub House 114-124。
5. Kumar JIN, Sajish PR, Kumar RN, Patel K(2011)印度西部拉贾斯坦邦不同年龄Butea森林生态系统的生物量和净初级生产力。[J] .能源科学与技术，2001,21(1):1 - 7。
6. Hawkins T(1983)白桉在尼泊尔林业中的潜在作用，尼泊尔林业技术信息公报NEFTIB，森林部森林调查和研究处森林研究和信息中心，尼泊尔816-17。
7. Hawkins T, Malla RB(1983)农场饲料树:所有权和使用模式，尼泊尔林业。技术通报NEFTIB 9,25 -31。
8. 杨建平，陈建平，陈建平(1996)中国桉树的生物量生产和生根行为。在深深的土壤和河床砾石地都恩谷，印度。印度为122,2,128-136。
9. Ravindranath NH, Somashekhar BS, Gadgil M(1997)印度森林碳流。Clim Chang 35:297-320。
10. Haripriya GS(2001)印度木制品中碳储存的框架。环境发展维持229-251。
11. 李建平，李建平(2000)印度森林碳汇潜力研究。环境监测评价60:315-327。
12. 李春华，李春华，李春华，等(2003)林下林下小木桐生长、生物量、碳储量及养分分布。农业系统64:181-195。
13. Swamy SL, Puri S(2005)印度人工林和农林复合系统中林荫小木桐生物量生产和碳固存。农业系统64:181 - 195。
14. Kaul M, Mohren GMJ, Dadhwal VK(2010)印度不同树种的碳储存和固碳潜力。缓解适应策略[c]:489 - 510
15. Kaonga ML, Smith TBP(2012)利用CO2FIX模型模拟赞比亚东部林地碳库变化。农业系统86:213-223。doi: 1007 / s10457 - 011 - 9429 - 9。
16. Subedi MN(2004)在尼泊尔自然和半自然林分上调查的半栎林地上生物量。印度森林人8,858-866。
17. 李春华，李春华，李春华，等(2011)印度恒河农业生态系统土壤固碳潜力。中国生物工程学报，2016,33(2):523 - 528。
18. Ajit, Dhyani SK, Ramnewaj, Handa AK, Prasad R, Alam B, Rizvi RH, Gupta G, Pandey KK, Jain A, Uma(2013)印度恒河平原三个地区现有农林业系统潜在碳固存的建模分析。农业系统接受;doi 10.1007/s10457-013-9625。
19. Pathak H, Byjesh, Chakrabarti KB, Agarawal PK(2011)印度农业碳封存的潜力和成本:来自长期实验的估计。农田作物Res 120:102-111。
20. Lal R(2004)印度土壤固碳。Clim Chang 65:277-296。
21. 孔萨格R, Mertz JNO(2013)林木人工林固碳潜力。全球变化的减缓和适应战略[j] .科学通报，2012(1):1 -12。
22. 王晓明，王晓明(2001)城市树木的碳储存和固碳作用。环境污染116,381-389。