免费文献传递   相关文献

Carbon density and its spatial distribution in Quercus acutissima plantations under different thinning intensities.

不同间伐强度下麻栎人工林碳密度及其空间分布



全 文 :不同间伐强度下麻栎人工林碳密度及其空间分布*
成向荣1 摇 虞木奎1**摇 葛摇 乐1 摇 张春祥2 摇 王摇 婉1
( 1中国林业科学研究院亚热带林业研究所, 浙江富阳 311400; 2安徽省滁州市南谯区红琊山林场, 安徽滁州 239000)
摘摇 要摇 选择江淮山地丘陵区分布较广的麻栎人工林进行间伐试验,通过样地调查,分析不
同间伐处理 5 年后麻栎林分的碳密度及其空间分布特征.结果表明: 与对照(CK)相比,间伐
15% (T15)、间伐 30% (T30)和间伐 50% (T50)处理的树木碳密度分别增加 9. 1% 、29. 6%和
28. 4% ,不同间伐处理树木碳密度在各器官的分配特征均为树干>根系>树枝>树皮>树叶.随
着间伐强度的增加,林地凋落物碳密度逐渐降低,土壤(0 ~ 50 cm)碳密度略有增加,但凋落物
和土壤碳密度在间伐与未间伐处理之间均未达到显著差异.林分总碳密度大小为 T30>T50>T15
>CK,总碳密度分别比 CK增加 16. 3、14. 5 和 3. 6 t C·hm-2,但间伐与未间伐处理之间没有显
著差异. T15、T30和 T50间伐处理的土壤呼吸均高于 CK,仅 T30处理与 CK之间差异显著.在江淮
山地丘陵区,间伐有利于麻栎人工林碳密度的增加,其中以间伐 30%最适宜林分碳储量的
累积.
关键词摇 麻栎摇 间伐摇 碳密度摇 生物量
文章编号摇 1001-9332(2012)05-1175-06摇 中图分类号摇 S753. 5摇 文献标识码摇 A
Carbon density and its spatial distribution in Quercus acutissima plantations under different
thinning intensities. CHENG Xiang鄄rong1, YU Mu鄄kui1, GE Le1, ZHANG Chun鄄xiang2, WANG
Wan1 ( 1 Institute of Subtropical Forestry, Chinese Academy of Forestry, Fuyang 311400, Zhejiang,
China; 2Hongyashan Forest Farm, Chuzhou 239000, Anhui, China) . 鄄Chin. J. Appl. Ecol. ,2012,
23(5): 1175-1180.
Abstract: Quercus acutissima is a tree species widely planted in Jianghuai hilly lands. In this
study, the Q. acutissima plantations after five years of different thinning [15% ( T15 ), 30%
(T30), 50% (T50) and un鄄thinning (CK)] were selected, and a sampling plot investigation was
made to analyze the carbon density and its spatial distribution in these plantations. In treatments
T15, T30 and T50, the tree carbon density increased by 9. 1% , 29. 6% and 28. 4% , respectively,
as compared with CK. The carbon density in tree organs was in the order of stem > root > branch >
bark > leaf. With increasing thinning intensity, the carbon density in litters decreased while that in
0- 50 cm soil layer had a slight increase, but no significant difference was observed between
thinning and un鄄thinning. The total carbon density of the Q. acutissima stands under different
thinning intensities was in the order of T30 > T50 > T15> CK, with an increase of 16. 3, 14郾 5 and 3郾 6
t C·hm-2 in treatments T15, T30 and T50, respectively, as compared with CK, but there were no
significant differences among the treatments. In treatments T15, T30 and T50, soil respiration was
also higher than that in CK, and the difference was significant between treatments T30 and CK.
Overall, thinning was helpful to the enhancement of carbon storage in the Q. acutissima plantations
in Jianghuai hilly lands, and 30% thinning could be the best.
Key words: Quercus acutissima; thinning; carbon density; biomass.
*国家引进国际先进林业科学技术项目(2008鄄4鄄50)和林业公益性
行业科研专项(20070403)资助.
**通讯作者. E鄄mail: yumukui@ sina. com
2011鄄09鄄13 收稿,2012鄄03鄄01 接受.
摇 摇 森林在调节全球气候、维持全球碳平衡中发挥
着重大作用,其作为一个重要的“碳汇冶已经得到了
广泛的认同和证实[1-2] . 随着人工林面积和蓄积量
的持续增加,人工林在全球碳循环中占据了越来越
重要的位置.而加强人工林的经营与管理是实现和
促进其碳汇功能的重要手段[3-4] . 间伐作为一种重
要的营林技术措施,可通过调控林分密度改善林分
环境、促进林木生长,同时,对林内环境也有重要影
应 用 生 态 学 报摇 2012 年 5 月摇 第 23 卷摇 第 5 期摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇
Chinese Journal of Applied Ecology, May 2012,23(5): 1175-1180
响.目前,而国内外相关研究多集中在间伐对林木生
长[5]、林地土壤养分[6]、林下植被多样性[7]等的影
响方面,而间伐对林地碳储量和土壤呼吸影响的研
究较为薄弱.近年来,国外有关间伐等营林措施对林
地碳吸存和碳释放的研究逐渐增加[3],而国内相关
报道较少[8] .因而,加强人工林经营管理对森林碳
汇功能的影响研究,对促进我国碳汇人工林的发展
十分必要.
麻栎(Quercus acutissima)为深根、喜光树种,主
要分布在暖温带和亚热带地区,因其耐干旱,萌芽能
力强,在山区、丘陵和岗地均可栽植,生产潜力大,用
途极其广泛[9] . 近年来,在江淮低山丘陵地区麻栎
人工林发展迅速,其中安徽省滁州市把麻栎能源林
作为林业产业的重点来发展,营造了大面积的麻栎
人工林,为栎炭加工和生物能源开发奠定了很好的
基础.目前有关麻栎高效培育和经营管理等方面已
开展了一些研究[9-10],但是主要关注麻栎地上部分
产出,对不同管理技术措施下林地碳储量及其空间
分布特征研究尚未见报道.为此,本文研究间伐对麻
栎人工林生物量及碳储量的影响,旨在揭示不同间
伐强度下麻栎林分的碳储量及其空间分布特征,为
进一步优化麻栎人工林高效培育技术,提高林分碳
汇功能提供科学依据.
1摇 研究地区与研究方法
1郾 1摇 研究区概况
试验地区位于安徽省滁州市南谯区红琊山林场
(32毅33忆 N,118毅04忆 E),海拔 100 ~ 300 m.该地区属
北亚热带季风气候,年均温 15郾 2 益,年降水量 1040
mm,降水主要集中在 6—9 月.土壤多为泥质岩和石
灰岩发育的黄棕壤,土层浅薄,约 50 cm. 主要人工
林树种有麻栎、枫香(Liquidambar formosana)、湿地
松(Pinus elliottii)等.供试麻栎人工林为 1999 年用 1
年实生苗营造的纯林,初植密度每公顷 6667 株.
1郾 2摇 研究方法
1郾 2郾 1 间伐试验 摇 间伐试验于 2006 年 12 月进行,
按照留优去劣、间密留匀、兼顾株间距的原则,对林
分进行间伐(主要除去平均木以下的个体),设置间
伐强度分别为:15% (T15)、30% (T30)和 50% (T50)
(以林分密度计),同时以未间伐样地为对照(CK).
每处理采用随机区组设计,设置 20 m伊20 m 的固定
样地 3 块.试验布设在同一坡面(西南向),地势平
缓,坡度小于 10毅.试验样地林分郁闭度均在 0郾 9 以
上,基本状况见表 1.
表 1摇 麻栎间伐林分基本状况
Table 1摇 Basic condition of Quercus acutissima plantations
(mean依SE)
间伐处理
Thinning treatment
树高
Tree height
(m)
胸径
DBH
(cm)
密度
Tree density
( trees·hm-2)
间伐前 Before thinning 7郾 9依0郾 4 5郾 3依0郾 3 5570依192
CK 10郾 1依0郾 5 6郾 4依0郾 6 5439依178
T15 10郾 5依0郾 5 6郾 9依0郾 3 4534依136
T30 10郾 9依0郾 4 7郾 9依0郾 4 3467依115
T50 11郾 7依0郾 4 9郾 6依0郾 5 2500依52
T15:间伐 15% Thinning 15% ; T30:间伐 30% Thinning 30% ; T50:间伐
50% Thinning 50% ; CK:对照 Control郾 下同 The same below郾
1郾 2郾 2 林分生物量测定 摇 2011 年 8 月,对样地内林
木进行每木检尺,每个样地内选择 2 株平均木,每处
理 6 株.采用全挖法测量全株生物量,在野外分段测
定叶、枝、干、皮和根的鲜质量,同时各组分分别取小
样约 1000 g,密封后带回实验室,75 益下烘至恒量,
测定含水率,换算出各器官干物质量及全株干生物
量,然后根据样地林分密度推算不同间伐处理下林
分的生物量.此外,林下灌木和草本植被稀疏,忽略
不计.
1郾 2郾 3 树木碳密度测定 摇 将烘干的树木叶、枝、干、
皮和根样品进行研磨,过 60 目筛,采用重铬酸钾氧
化鄄外加热法测定各组分含碳率.通过树木各组分生
物量和含碳率(叶:0郾 519依0郾 004;枝:0郾 521依0郾 006;
干:0郾 502 依 0郾 003;皮: 0郾 492 依 0郾 004;根: 0郾 478 依
0郾 003),求出麻栎各器官的碳密度. 然后结合林分
密度,计算树木碳密度.
1郾 2郾 4 凋落物及土壤碳密度测定摇 在每个样地内随
机设置 4 个 1 m 伊 1 m 的小样方,收集样方内所有
凋落物(叶占 90%以上,包括已分解和半分解的)称
量,取 200 g 凋落物带回实验室,测定含水率,换算
为干质量. 通过小样方内干质量和凋落物含碳率
(0郾 435依0郾 002)推算单位面积凋落物碳密度. 在每
个样地内挖 3 个剖面,按照 0 ~ 15、16 ~ 30 和 31 ~ 50
cm分层取样,同一样地每层 3 个土样混合后装袋、
编号;同时,每层土壤用环刀取样,用于土壤容重测
定.土壤和凋落物有机碳含量均采用重铬酸钾氧化鄄
外加热法测定.土壤有机碳含量和容重见表 2.采用
排水法测定各土层石粒的体积含量,0 ~ 15、16 ~ 30
和 31 ~ 50 cm土层的石粒含量(cm3·cm-3)分别为
(0郾 276 依 0郾 029 )、 ( 0郾 324 依 0郾 013 ) 和 ( 0郾 342 依
0郾 008).土壤碳密度(SOC,t C·hm-2)采用下式计
算:
SOC =移
n
i
C i 伊 Hi 伊 B i 伊 (1 - Si) 伊 10
6711 应摇 用摇 生摇 态摇 学摇 报摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 23 卷
表 2摇 不同间伐强度麻栎林地土壤有机碳含量和容重
Table 2 摇 Soil organic carbon ( SOC) content and bulk density (BD) in Quercus acutissima plantations under different
thinning treatments (mean依SE, n=3)
间伐处理
Thinning
treatment
土 层 Soil layer (cm)
0 ~ 15
SOC
(g·kg- 1)
BD
(g·cm-3)
16 ~ 30
SOC
(g·kg- 1)
BD
(g·cm-3)
31 ~ 50
SOC
(g·kg- 1)
BD
(g·cm-3)
CK 17郾 88依0郾 73 1郾 40依0郾 04 10郾 48依0郾 51 1郾 44依0郾 03 7郾 50依0郾 25 1郾 45依0郾 03
T15 17郾 39依0郾 92 1郾 36依0郾 05 12郾 99依0郾 46 1郾 40依0郾 02 7郾 08依0郾 17 1郾 43依0郾 04
T30 17郾 60依0郾 81 1郾 33依0郾 03 13郾 00依0郾 27 1郾 38依0郾 02 9郾 42依0郾 23 1郾 48依0郾 03
T50 17郾 22依0郾 75 1郾 39依0郾 03 12郾 22依0郾 33 1郾 41依0郾 04 9郾 12依0郾 27 1郾 45依0郾 02
式中:C i为每层土壤有机碳含量( g·kg-1);Hi为每
一土层厚度(cm);B i为每层土壤容重(g·cm-3);Si
为土壤中石粒含量(cm3·cm-3).
1郾 2郾 5 土壤呼吸测定摇 2011 年 8 月 14—15 日,采用
LI鄄6400光合仪(LI鄄Cor 公司,美国)的土壤呼吸叶室
测定土壤呼吸.测定前一天在每种间伐处理的样地内
随机打入直径 11 cm、高 8 cm的 PVC圆环(打入土壤
5 cm深)6 个.次日的 9:00—11:00 进行土壤呼吸测
量,同时测定土壤 5 cm处土壤温度和土壤含水率.
1郾 3摇 数据处理
采用 Excel 2003 和 SPSS 16郾 0 软件进行数据分
析,采用 SPSS 16郾 0 中单因素方差分析 ( one鄄way
ANOVA)和 Duncan 多重比较进行差异显著性检验
(琢=0郾 05),采用 Pearson进行相关性分析.
2摇 结果与分析
2郾 1摇 不同间伐强度下树木各器官生物量的变化
由表 3 可以看出,3 种间伐强度下,麻栎树干生
物量均高于未间伐林分,其中 T30和 T50处理的树干
生物量显著增加.不同间伐处理的树枝和根系生物
量没有显著性差异,而 T50处理的树叶和树皮生物量
显著高于 CK. T15、T30和 T50处理的林分总生物量分
别比 CK 增加了 9郾 5% 、29郾 9% 和 29郾 6% . 由此可
见,麻栎林分间伐 5 年后,T30和 T50处理的总生物量
增加最为显著,尤其是 T30处理的树干生物量最高.
2郾 2摇 不同间伐强度下树木各器官碳密度的变化
由表 4 可以看出,3 种间伐强度下麻栎的树干
碳密度均高于 CK,且 T30和 T50处理的树干碳密度显
著增加. 树枝和树皮碳密度以 T50最高,T15和 T30处
理与 CK 之间没有显著性差异. 不同间伐处理的树
叶和根系碳密度没有显著性差异. T15、T30和 T50处理
的林木总碳密度分别比 CK增加了 9郾 1% 、29郾 6%和
28郾 4% ,其中 T30和 T50处理显著高于 T15处理和 CK.
不同间伐处理的树木碳密度在各器官的分配特征基
表 3摇 不同间伐强度下麻栎各器官的生物量
Table 3摇 Biomass of tree organs in Quercus acutissima plantations under different thinning treatments ( t·hm-2, mean依SE)
间伐处理
Thinning treatment
树干
Stem
树枝
Branch
树叶
Leaf
树皮
Bark
根系
Root
总和
Total
CK 56郾 2依2郾 1a 8郾 4依0郾 4a 3郾 7依0郾 9ab 3郾 7依0郾 8a 13郾 6依1郾 1a 85郾 5依2郾 5a
T15 65郾 1依0郾 7ab 6郾 9依0郾 6a 3郾 3依0郾 4a 3郾 5依0郾 9a 14郾 9依0郾 9a 93郾 6依1郾 4a
T30 76郾 7依3郾 2b 8郾 6依0郾 7a 3郾 9依0郾 2ab 4郾 3依0郾 7a 17郾 6依1郾 1a 111郾 3依1郾 7b
T50 73郾 5依0郾 9b 9郾 8依0郾 5a 4郾 2依0郾 2b 6郾 9依0郾 5b 15郾 5依1郾 2a 109郾 9依1郾 3b
同列不同字母表示处理间差异显著(P<0郾 05) Different letters in the same column indicated significant difference at 0郾 05 level郾 下同 The same be鄄
low郾
表 4摇 不同间伐强度麻栎各器官碳密度
Table 4摇 Carbon density of tree organs in Quercus acutissima plantations under different thinning treatments ( t C·hm-2,
mean依SE)
间伐处理
Thinning treatment
树干
Stem
树枝
Branch
树叶
Leaf
树皮
Bark
根系
Root
总和
Total
CK 28郾 2依0郾 9a 4郾 4依0郾 5ab 1郾 9依0郾 5a 1郾 8依0郾 5a 6郾 5依0郾 7a 42郾 9依1郾 5a
T15 32郾 7依0郾 6ab 3郾 6依0郾 3a 1郾 7依0郾 2a 1郾 7依0郾 4a 7郾 1依0郾 3a 46郾 8依0郾 3a
T30 38郾 5依0郾 7b 4郾 5依0郾 3ab 2郾 0依0郾 1a 2郾 1依0郾 3a 8郾 4依0郾 3a 55郾 6依0郾 9b
T50 36郾 9依0郾 5b 5郾 1依0郾 2b 2郾 2依0郾 1a 3郾 4依0郾 2b 7郾 4依0郾 6a 55郾 1依0郾 5b
77115 期摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 成向荣等: 不同间伐强度下麻栎人工林碳密度及其空间分布摇 摇 摇 摇 摇 摇
本一致,均为树干>根系>树枝>树皮>树叶.其中,树
干碳密度占树木总碳密度的 65郾 1% ~ 68郾 5% ,根系
碳密度占树木总碳密度的 14郾 2% ~16郾 0% .
2郾 3摇 不同间伐强度下凋落物碳密度的变化
随间伐强度增加,林地凋落物碳密度逐渐降低,
T15、T30和 T50处理凋落物碳密度分别比 CK 降低
0郾 9、1郾 5 和 1郾 7 t C·hm-2 .但不同间伐处理之间差
异没有达到显著性水平(图 1).
2郾 4摇 不同间伐强度下土壤碳密度的变化
随土层深度增加,不同间伐处理的碳密度逐渐
降低(表 5). 0 ~ 15 cm 土层不同间伐处理之间没有
显著差异;16 ~ 30 cm土层 T15、T30和 T50处理的土壤
碳密度显著高于 CK,但不同间伐强度之间土壤碳密
度差异不显著;31 ~ 50 cm 土层 T30和 T5 0处理碳密
度显著高于 T15和 CK.整个剖面(0 ~ 50 cm)T15、T30
和 T50处理的土壤碳密度分别比 CK 增加 0郾 7、5郾 2
和 4郾 1 t C·hm-2,但不同间伐处理之间差异未达到
显著性水平.
2郾 5摇 不同间伐强度下林分总碳密度的变化
不同间伐处理麻栎林分的总碳密度(树木碳密
度+凋落物碳密度+土壤碳密度)分别比 CK 增加
16郾 3、14郾 5 和 3郾 6 t C·hm-2,为 T30>T50>T15>CK,但
图 1摇 不同间伐强度下麻栎林地凋落物的碳密度
Fig. 1 摇 Litter carbon density in Quercus acutissima plantations
under different thinning densities郾
表 5摇 不同间伐强度下麻栎林的土壤碳密度
Table 5摇 Soil carbon density in Quercus acutissima planta鄄
tions under different thinning densities ( t C·hm-2, mean依
SE)
间伐处理
Thinning
treatment
土 层 Soil layer (cm)
0 ~ 15 16 ~ 30 31 ~ 50 0 ~ 50
CK 27郾 2依0郾 8a 15郾 3依0郾 6a 14郾 3依0郾 5a 56郾 8依1郾 6a
T15 25郾 7依0郾 8a 18郾 4依0郾 5b 13郾 3依0郾 3a 57郾 5依1郾 3a
T30 25郾 4依0郾 5a 18郾 2依0郾 4b 18郾 4依0郾 7b 62郾 0依1郾 2a
T50 26郾 0依0郾 9a 17郾 5依0郾 5b 17郾 4依0郾 6b 60郾 9依1郾 9a
图 2摇 不同间伐强度下麻栎林分的总碳密度
Fig. 2 摇 Total carbon density of Quercus acutissima plantations
under different thinning densities.
不同间伐处理之间没有显著差异(图 2). 随间伐强
度增加,土壤碳密度 /林分总碳密度和凋落物碳密
度 /林分总碳密度的比例略有降低,而树木碳密度 /
林分总碳密度的比例则由 CK 的 39郾 9%增加到 T50
处理的 45郾 2% (图未列出).这表明间伐有利于树木
碳储量的增加.各间伐处理林分的总碳密度组成中,
土壤碳密度比例最高(>50% ),其次为树木碳密度,
而凋落物碳密度比例较低,仅为林分总碳密度的
6% .
2郾 6摇 不同间伐强度下土壤呼吸的变化
3 种间伐强度下麻栎林地土壤呼吸均高于 CK,
且 T30处理与 CK之间差异显著.不同间伐强度之间
没有显著性差异.随间伐强度增大,土壤温度升高,3
种间伐强度下土壤温度均显著高于 CK.不同处理之
间土壤水分含量没有显著性差异(表 6).
表 6摇 不同间伐强度下麻栎林的土壤呼吸、土壤温度和土壤
水分特征
Table 6 摇 Soil respiration, soil temperature and soil mois鄄
ture in Quercus acutissima plantations under different
thinning densities (mean依SE)
间伐处理
Thinning
treatment
土壤呼吸
Soil respiration
(滋mol·m-2·s-1)
土壤温度
Soil temperature
(益)
土壤水分
Soil moisture
(m3·m-3)
CK 10郾 6依0郾 5a 26郾 1依0郾 1a 0郾 173依0郾 015a
T15 11郾 2依0郾 4ab 26郾 5依0郾 1b 0郾 172依0郾 011a
T30 12郾 8依0郾 6b 26郾 8依0郾 1c 0郾 165依0郾 009a
T50 11郾 3依0郾 9ab 26郾 8依0郾 1c 0郾 169依0郾 012a
3摇 讨摇 摇 论
麻栎林间伐 5 年后,不同间伐强度下的树高、胸
径和生物量均高于未间伐林分,尤其是 T30处理显著
增加了林分树干生物量和总生物量,相应增加了树
木碳储量. 这与马履一等[5]和 Horner 等[11]的研究
8711 应摇 用摇 生摇 态摇 学摇 报摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 23 卷
结果一致.而其他一些短期研究则认为,间伐减小了
林分密度,导致林分生产力下降[12-13] . Alam等[14]基
于模型分析表明,随间伐强度增加,100 年后芬兰森
林生态系统碳储量将会减少. 但间伐改善了林内光
照环境,促进林下植被发育,可以部分弥补间伐移出
木带走的碳储量[15] . 本研究中,间伐后树木碳密度
增加主要与林木个体生长显著增加有关. 而在高密
度林分中,树木个体生长受有限冠幅的限制,使得供
给树木生长的光合同化物减少[16] . 由于树种、立地
条件、间伐模式等差异,导致间伐后不同时间的试验
结果并不一致.因此,仍需加强间伐对树木碳储量长
期影响过程的研究.
间伐后林分密度减小,增加了林冠开阔度,地面
温度升高,因而会加快枯枝落叶的分解,减少凋落物
量[8] .本研究也发现,随间伐强度增加,麻栎林凋落
物碳密度逐渐降低,但间伐与未间伐处理之间没有
显著性差异.这与现有的一些研究结论一致. 例如,
Jandl等[3]证实,凋落物碳储量随间伐强度的增加而
减少. Campbell等[12]试验表明,黄松(Pinus pondero鄄
sa)间伐后凋落物生物量降低.但随着林木生长,研
究区间伐后麻栎林的凋落物可能会增加,因为 T30和
T50处理的树叶生物量高于 CK.
与未间伐林地相比,不同间伐处理麻栎林地土
壤碳密度略有增加,但各处理之间差异不显著. Nils鄄
en等[17]和 Kim 等[18]研究也发现,间伐对土壤有机
碳储量没有显著影响. 于海群等[19]研究表明,18 年
生油松(Pinus tabuliformis)人工林随间伐强度增大,
土壤有机质含量逐渐升高. Vargas 等[20]研究证实,
伐去林内直径小于 2 cm的林木,5 年后土壤有机碳
储量高于未间伐林地.还有研究指出,间伐后土壤温
度和湿度升高,土壤有机质分解加快,导致土壤有机
碳储量减少[21] . 本研究中,不同间伐处理间土壤有
机碳主要来源于地表凋落物,与林木根系没有显著
差异,是导致其土壤碳储量变异较小的主要原因.此
外,间伐残留的林木根系分解会增加土壤有机质含
量,但随间伐时间延长,根系残余物对土壤有机质的
影响减弱[17] .
间伐改变了林分冠层结构、土壤温度、土壤湿
度、根系密度以及土壤性质,进而影响土壤呼吸的变
化[22] .本研究中,T15、T30和 T50处理麻栎林地土壤呼
吸均高于 CK,但是仅 T30处理与 CK 之间差异显著.
Tian 等[23]研究发现,杉木(Cunninghamia lanceola鄄
ta)间伐后土壤呼吸速率提高了近 30% ,此后逐渐
降低,间伐 8 年后土壤呼吸与未间伐林地接近.这种
变化可能主要与根系活动有关. Tang 等[24]研究表
明,林分间伐后第 2 年的土壤呼吸比间伐前降低了
13% .土壤呼吸是一个受生物因素和非生物因素共
同影响的复杂过程.本研究发现,不同间伐处理下土
壤呼吸与土壤温度、根系生物量、林木生物量、林分
总生物量和土壤有机碳含量均呈正相关,与现有的
一些研究结果一致[25];而与土壤水分含量和凋落物
生物量呈负相关,这与多数研究结果相反. 实际上,
不同间伐处理的土壤水分含量和凋落物生物量并没
有显著差异.这表明间伐后林分生产力增加,促进了
光合产物向地下分配,而土壤温度升高,也使得土壤
微生物活性增强[6],因此,土壤呼吸增大. 由于土壤
呼吸过程的复杂性,本文仅对不同间伐处理的麻栎
林地土壤呼吸做初步探讨,今后应进一步加强间伐
与土壤呼吸关系的动态研究,以便深入揭示其影响
机理.此外,需深入开展林分碳平衡过程的研究,这
对于全面评价间伐对麻栎人工林碳汇功能的影响尤
为重要.
参考文献
[1]摇 Hu H鄄F (胡会峰), Liu G鄄H (刘国华). Roles of for鄄
est management in global carbon dioxide mitigation.
Chinese Journal of Applied Ecology (应用生态学报),
2006, 17(4): 709-714 (in Chinese)
[2]摇 Zhou X鄄Y (周晓宇), Zhang C鄄Y (张称意), Guo G鄄F
(郭广芬). Effects of climate change on forest soil
organic carbon storage: A review. Chinese Journal of
Applied Ecology (应用生态学报), 2010, 21 (7):
1867-1874 (in Chinese)
[3]摇 Jandl R, Lindner M, Vesterdal L, et al. How strongly
can forest management influence soil carbon sequestra鄄
tion? Geoderma, 2007, 137: 253-268
[4]摇 Waterworth RM, Richards GP. Implementing Australian
forest management practices into a full carbon accounting
model. Forest Ecology and Management, 2008, 255:
2434-2443
[5]摇 Ma L鄄Y (马履一), Li C鄄Y (李春义), Wang X鄄Q (王
希群). Effects of thinning on the growth and the diver鄄
sity of undergrowth of Pinus tabulaeformis plantation in
Beijing mountainous areas. Scientia Silvae Sinicae (林
业科学), 2007, 43(5): 1-9 (in Chinese)
[6]摇 Zhang D鄄H (张鼎华), Ye Z鄄F (叶章发), Fan B鄄Y
(范必有), et al. Influence of thinning on soil fertility
in artificial forests. Chinese Journal of Applied Ecology
(应用生态学报), 2001, 12(5): 672-676 ( in Chi鄄
nese)
[7]摇 Li R (李摇 荣), Zhang W鄄H (张文辉), He J鄄F (何
景峰), et al. Effects of thinning intensity on community
stability of Quercus liaotungensis forest on Loess Plateau.
Chinese Journal of Applied Ecology (应用生态学报),
2011, 22(1): 14-20 (in Chinese)
97115 期摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 成向荣等: 不同间伐强度下麻栎人工林碳密度及其空间分布摇 摇 摇 摇 摇 摇
[8]摇 Wang Z鄄H (王祖华), Liu H鄄M (刘红梅), Wang X鄄J
(王晓杰), et al. Progress of management on carbon
storage of forest ecosystems. Journal of Northwest A&F
University (Natural Science) (西北农林科技大学学报
·自然科学版), 2011, 39(1): 83-88 (in Chinese)
[9]摇 Tang L鄄Z (唐罗忠), Liu Z鄄L (刘志龙), Yu M鄄K (虞
木奎), et al. Nutrient accumulation and allocation of
aboveground parts in Quercus acutissima plantations
under two site conditions in Anhui, China. Chinese
Journal of Plant Ecology (植物生态学报), 2010, 34
(6): 661-670 (in Chinese)
[10]摇 Liu Z鄄L (刘志龙), Yu M鄄K (虞木奎), Tang L鄄Z (唐
罗忠), et al. Provenance variation and preliminary
selection of Quercus acutissima seedlings. Forest
Research (林业科学研究), 2009, 22(4): 486 -492
(in Chinese)
[11]摇 Horner GJ, Baker PJ, Nally RM, et al. Forest struc鄄
ture, habitat and carbon benefits from thinning flood鄄
plain forests: Managing early stand density makes a
difference. Forest Ecology and Management, 2010,
259: 286-293
[12]摇 Campbell J, Alberti G, Martin J, et al. Carbon dynam鄄
ics of a ponderosa pine plantation following a thinning
treatment in the northern Sierra Nevada. Forest Ecology
and Management, 2009, 257: 453-463
[13]摇 Kariuki M. Modelling the impacts of various thinning
intensities on tree growth and survival in a mixed species
eucalypt forest in central Gippsland, Victoria,
Australia. Forest Ecology and Management, 2008, 256:
2007-2017
[14]摇 Alam A, Kilpel覿inen A, Kellom覿ki S. Impacts of
thinning on growth, timber production and carbon stocks
in Finland under changing climate. Scandinavian Jour鄄
nal of Forest Research, 2009, 23: 501-512
[15]摇 Boerner REJ, Huang JJ, Hart SC. Fire, thinning and
the carbon economy: Effects of fire and fire surrogate
treatments on estimated carbon storage and sequestration
rate. Forest Ecology and Management, 2008, 255:
3081-3097
[16]摇 Lundqvist L. Growth and competition in partially cut
subalpine Norway spruce forests in northern Sweden.
Forest Ecology and Management, 1994, 65: 115-122
[17]摇 Nilsen P, Strand LT. Thinning intensity effects on car鄄
bon and nitrogen stores and fluxes in a Norway spruce
(Picea abies (L. ) Karst. ) stand after 33 years. Forest
Ecology and Management, 2008, 256: 201-208
[18]摇 Kim C, Son Y, Lee WK, et al. Influences of forest
tending works on carbon distribution and cycling in a
Pinus densiflora S. et Z. stand in Korea. Forest Ecology
and Management, 2009, 257: 1420-1426
[19]摇 Yu H鄄Q (于海群), Liu Y (刘摇 勇), Li G鄄L (李国
雷), et al. Response of soil quality to thinning intensity
in young Pinus tabulaeformis plantations. Bulletin of Soil
and Water Conservation (水土保持通报), 2008, 28
(3): 65-70 (in Chinese)
[20]摇 Vargas R, Allen EB, Allen MF. Effects of vegetation
thinning on above鄄 and belowground carbon in a season鄄
ally dry tropical forest in Mexico. Biotropica, 2009, 41:
302-311
[21]摇 Piene H, Van Cleve K. Weight loss of litter and cellu鄄
lose bags in a thinned white spruce forest in interior
Alaska. Canadian Journal of Forest Research, 1978, 8:
42-46
[22]摇 Katayama A, Kumec T, Komatsu H, et al. Effect of
forest structure on the spatial variation in soil respiration
in a Bornean tropical rainforest. Agricultural and Forest
Meteorology, 2009, 149: 1666-1673
[23]摇 Tian DL, Yan WD, Fang X, et al. Influence of thinning
on soil CO2 efflux in Chinese fir plantations. Pedo鄄
sphere, 2009, 19: 273-280
[24]摇 Tang JW, Qi Y, Xu M, et al. Forest thinning and soil
respiration in a ponderosa pine plantation in the Sierra
Nevada. Tree Physiology, 2005, 25: 57-66
[25]摇 Han G鄄X (韩广轩), Zhou G鄄S (周广胜). Review of
spatial and temporal variations of soil respiration and
driving mechanisms. Chinese Journal of Plant Ecology
(植物生态学报), 2009, 33(1): 197-205 ( in Chi鄄
nese)
作者简介 摇 成向荣,男,1979 年生,博士,助理研究员. 主要
从事林业生态工程研究,发表论文 10 余篇. E鄄mail:chxrd@
sohu. com
责任编辑摇 李凤琴
0811 应摇 用摇 生摇 态摇 学摇 报摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 23 卷