巴西圣保罗及米纳斯吉拉斯西南部柑橘带甜橙(Citrus sinensis L. Osbeck)生物量与碳储量的异速生长方程估算研究

这篇研究通过构建异速生长方程（allometric equations），首次系统评估了巴西柑橘带甜橙树的生物量分配格局与碳储量特征。研究基于80棵样本树的实测数据（含Pera和Valencia品种及4个树龄组），开发出以树高（TH）、次级枝基面积（BASB）等为关键参数的生物量估算模型，揭示该区域1.62亿棵橙树储存840万Mg碳（平均52 kg/株），年固碳量达4.28 kg/株，为柑橘种植区碳汇功能评估提供了重要方法论和基线数据。

　　

Abstract
研究聚焦巴西圣保罗及米纳斯吉拉斯西南部柑橘带甜橙树的生物量与碳储量估算。通过建立异速生长方程，量化了全球最大橙汁产区柑橘树的固碳潜力，为农业碳汇管理提供科学依据。

Plain Language Summary
巴西柑橘产业正积极应对气候变化，本研究通过生物测量数据揭示：该区域橙树生物量中54%分布于枝条，28%在根系，年均固碳量达4.28 kg/株，每公顷果园可储存25 Mg碳，为碳交易市场提供量化工具。

Abbreviations
关键术语包括：BAPB（初级枝基面积）、BASB（次级枝基面积）、BAT（树干基面积）、CV（冠层体积）等21个标准化缩写，构建了完整的生物量-碳计量体系。

1 INTRODUCTION
全球变暖背景下，农业碳汇功能备受关注。巴西柑橘产业占全国温室气体（GHG）排放的28.5%（2020年），但现有碳储量数据存在显著差异：7年生果园储碳12.8 Mg ha^-1，而IPCC默认值21 Mg ha^-1可能低估实际潜力。西班牙研究显示柑橘园年固碳可达10 Mg ha^-1，凸显建立本地化估算模型的必要性。

2 MATERIALS AND METHODS
2.1 研究区与异速方程开发
在Cfa气候带的3个柑橘农场（图1），选取80棵样本树（含2品种×4树龄组），测量树高（TH）、冠层直径（CD）、树干直径（TD）等参数，通过破坏性采样获取叶片、枝条、树干和根系生物量（图2）。采用逐步回归筛选最佳预测变量，建立5个生物量方程（表4），其中TH和BASB在所有方程中均显著（p<0.001）。

2.2 柑橘带碳储量估算
将模型应用于1321棵样本树（代表1.62亿株≥3年生橙树），结合品种和树龄特异的碳含量数据（表2），计算区域碳储量。冠层体积（CV）因修剪管理未入选关键变量，与传统森林模型形成差异。

3 RESULTS AND DISCUSSION
3.1 生物量分配特征
样本树生物量22-224 kg/株（均值95 kg），枝条贡献54%（52 kg），根系28%（27 kg），叶片10%（9 kg），树干8%（7 kg）。Valencia品种生物量（109 kg）显著高于Pera（82 kg），灌溉条件使11-15年生树生物量提升至148 kg（图4）。

3.2 区域碳储量格局
柑橘带现存碳储量8.44百万Mg，其中>10年生树占76%。Pera、Valencia和其他品种分别储存32.7%、34.7%和32.6%（图9）。平均碳密度25.04 Mg ha^-1，显著高于IPCC默认值，年固碳速率2.04 Mg ha^-1 yr^-1（图10）。误差分析显示模型对小树生物量存在轻微高估趋势（图7）。

4 CONCLUSIONS
研究首次建立了适用于商业柑橘园的异速生长模型，证实TH+BASB组合的预测优越性（R²=0.918）。该区域橙树碳储量被长期低估，研究结果为碳补偿项目提供了方法论基础和区域基准值。未来需关注修剪管理和灌溉对碳分配的影响。

技术亮点

• 开发5个生物量方程，涵盖器官水平估算
• 揭示枝条为主要碳库（占54%）的创新发现
• 建立480株/ha密度下的碳储量新基准（25 Mg ha^-1）
• 数据开源（http://paineis.cnpm.embrapa.br/carbcitrus_biomass/）