台灣北部地區主要人工林土壤碳貯存量之估算

Abstract

本研究於台灣北部地區選擇九種主要的人工林樹種，包括針葉樹林之柳杉、台灣杉、巒大杉、扁柏、紅檜、肖楠，與闊葉樹林之相思樹、油桐、台灣櫸等，研究區域之海拔高度介於200-2000 m之間，隨著海拔高度的增加，其氣候條件變化從亞熱帶到溫帶，依不同樹種或不同樹齡在分布區域內各採集3個土壤樣體，每個土壤樣體採集不同深度之土壤至母岩，分析土壤中之有機碳含量、總體密度及含石量，並利用分析結果估算土壤樣體中的碳庫。結果顯示土壤碳貯存量在樹種間有顯著差異(p < 0.05)，土壤碳貯存量與樹齡大小無顯著相關。油桐碳貯存量最低，在不同深度之碳貯存量分別為2.2 kg C 30cm-1 m-2，4.0 kg C 50cm-1 m-2，與4.0 kg C m-1 m-2；扁柏碳貯存量最高，在不同深度之碳貯存量分別為12.0 kg C 30cm-1 m-2，15.9 kg C 50cm-1 m-2，與21.1 kg C m-1 m-2；其他樹種土壤碳貯存量居中。不同的樹種凋落物的碳氮比不同，顯示出不同樹種對於土壤有機碳累積的貢獻不同。土壤碳貯存量與海拔高度呈顯著正相關(p < 0.05)，這是由於在不同海拔高度下，氣溫和雨量共同支配著土壤有機質的動力學變化。土壤pH值與土壤碳貯存量呈顯著負相關(p < 0.05)。臺灣北部各人工林土壤中的碳有50%以上貯存在表土30 cm土層中，有70%以上貯存在表土50 cm土層中。這研究顯示除了樹種因子外，還有其他環境因子也會影響人工林土壤有機碳的累積。土壤全氮量累積與分布，與土壤有機碳累積的情形相似，影響土壤全氮量的因子，也與影響土壤有機碳累積的因子相似。在台灣北部地區的森林，單以不同的土綱估算土壤碳貯存量，有其不確定性，由本研究結果，在高海拔地區的土壤有機碳貯存量相對較高。本研究推估土壤碳貯存量之不確定性因子：各樹種的生長時間不同，以我們採樣的方式，僅能表示生態系統演變過程中的一個短暫的時間點，在這之後可能因各森林生態系統碳吸存的潛力不同，土壤碳貯存量的差異會再改變；土壤化育的過程中，成土因子對於土層厚度、含石量和總體密度的影響，造成土壤有機碳貯存量的空間變異大。