全 文 ：基金项目：福建省种苗科技攻关项目（闽林科［2009］4号）。
作者简介：林宇（1971- ），男，福建福清人，工程师，硕士，从事沿海防
护林研究，E-mail:1972904422@qq.com。
收稿日期：2013-04-03
厚荚相思（Acacia crassicarpa）原产于澳大利亚、巴布亚
新几内亚等地，一般生长在海拔200m以下，8°~20°S，其适
应性广泛，耐瘠薄和干旱，干形通直，病虫害少，具根瘤菌，
能够改良土壤，是沿海防护林中除木麻黄外又一具有潜力
的树种[1-3]。木麻黄（Casuaina equisetifolia）是目前我国东南
沿海防护林最主要的树种，具有耐干旱和盐碱，防风固沙能
力强和生长迅速等特点，但也存在林分老化、生长衰退和二
代更新困难等问题[4-6]。
近年来由于全球碳排放持续增加，对生态环境产生了
重大影响，全球变暖、生态恶化、臭氧空洞等一系列生态问
题日益严重。作为陆地上最大的碳库，森林生态系统在全球
碳循环中扮演着重要的角色 [7-9]。森林凋落物中易变碳的含
量丰富，且容易被分解，同时森林凋落物碳归还对全球气候
变暖和CO2浓度上升等有重要影响[10-11]。目前，有关沿海防
护林凋落物碳归还的研究鲜见报道。该研究通过对滨海沙
地9年生厚荚相思和木麻黄人工林凋落物收集养分测定和
分析，研究其碳归还规律，以期为合理评价森林生态系统
固碳效益和我国应对未来的国际气候变化谈判提供基础
数据。
1 试验地概况
试验地位于福建省长乐大鹤国有防护林场（119 ° 40 ′
43 ″ E，25 ° 57 ′ 59 ″N），属南亚热带海洋性季风气候，雨量
充沛，气候温和，年平均温度 19℃，最高气温为 35℃，
最低气温为0℃，无霜期326 d，平均湿度77％，年降水量
1 382.3 mm，总风向为东风，平均风速4.2 m/s，台风多发生
在每年7～8月，年均4～6次。试验地地处平均海拔10 m，
土壤为滨海风沙土，土层深厚，土壤肥力差，保水能力低，天
滨海沙地厚荚相思和木麻黄人工林凋落物碳归还规律
林 宇
福建省长乐大鹤国有防护林场，福建 长乐 350212
摘 要：通过对滨海沙地 9 年生厚荚相思和木麻黄人工林凋落物收集、养分测定和分析，研究它们的碳归还规律。结果表
明：厚荚相思和木麻黄人工林年凋落物量分别为 7 616 kg/hm2和 8 218 kg/hm2；厚荚相思凋落物碳的年归还量为 3 863
kg/hm2，略高于木麻黄的 3 825 kg/hm2；凋落叶是凋落物的主要成分；厚荚相思凋落物碳归还季相动态规律为夏季 > 春季
> 冬季 > 秋季，春季和冬季变化不明显；木麻黄人工林表现为夏季 > 春季 > 秋季 > 冬季。2个树种的春季凋落物碳归
还量差异不明显，夏季明显高于其他 3个季节。凋落叶碳归还是森林生态系统碳回归的主要途径。运用 Duncan法检验，
木麻黄凋落物碳的归还量在夏季和冬季与其他 3季相比为差异显著（P<0.05），厚荚相思和木麻黄在相同季节凋落物碳的
归还量差异不显著。研究结果能够为科学评价森林生态系统固碳效益提供依据。
关键词：厚荚相思；木麻黄；凋落物；碳归还；滨海沙地
中图分类号：S718.5 文献标识码：A 文章编号：1002-204X（2013）05-0035-04
Seasonal Dynamics of Litter Carbon Return inAcaciacrassicarpaandCasuainaequisetifoliaPlantations in
Coastal Sandy Soil
LIN Yu（Changle Dahe State-owned Protection Forest Farm of Fujian Province，Changle Fujian 350212）
AbstractBy he litter collection，nutrient measurement and analysis in 9-year-old ofA. crassicarpa andC. equisetifolia
plantations on coastal sandy，to study their carbon return rules. The results showed that the annual litter biomass ofA.
crassicarpa andC. equisetifolia plantations were 7 616 kg/hm2 and 8 218 kg/hm2，respectively. The litter carbon annual
returns ofA. crassicarpa was 3 863 kg/hm2，slightly higher than theC. equisetifolia（3 825 kg/hm2）. Leaves were the main
components for the litter. The seasonal dynamics rules of litter carbon returns inA. crassicarpa were summer > autumn >
winter > spring，spring and winter change were not obvious. The seasonal dynamics rules of litter carbon returns inC.
equisetifolia were summer > spring > autumn > winter. Two species litter carbon returns difference quantity was not obvious
in spring；the summer was obviously higher than other three seasons. Litter leaves were the predominant litter component for
all stands on there forest ecosystem carbon returns. Using Duncan test method showed that return the number of litter
carbon amounts in the summer and winter compared with the other three seasons were significantly different （P < 0.05）on
C. equisetifolia plantation，litter carbon in the same season return amount were not significant difference onA. crassicarpa
andC. equisetifolia plantations. The results can provide a basis for scientific evaluation of forest ecosystem carbon
sequestration benefits.
Key wordsAcacia crassicarpa；Casuaina equisetifolia；Litter；Carbon returns；Coastal sandy soil
宁夏农林科技，Ningxia Journal of Agri. and Fores. Sci.&Tech. 2013，54（05）：35-3835
然植被少，林下常见零星植被有茅莓（Rubus parvifolius）、硕
苞蔷薇（Rosa breateata）、马缨丹（ Lantana camara）等[12-13]。
2 材料与方法
2.1 试验材料
以2003年春营造的厚荚相思和木麻黄为研究对象。
厚荚相思苗木母本由中国林业科学院热带林业研究所提
供，木麻黄苗木由福清三山苗圃提供。初植密度为 2 500
株 /hm2，造林时施基肥（复合化肥）每穴 30 g，并于当年 9
月追肥每穴100 g，之后正常抚育 2年。林分生长指标差
异性多重比较见表1。
2.2 试验方法
在厚荚相思和木麻黄人工林中各随机设置3个有代表
性的试验地作为重复区，每个小区面积400 m2（20 m×20
m）。在各重复小区中按对角线均匀安置6个50 cm×50 cm
的尼龙网（孔径1 mm）收集框。从2011年10月至2012年
9月，每月底收集1次框内的凋落物，按枝、叶、花、果和虫
粪等分类烘干并测定生物量。同时，采集各组成样品经粉
碎、过筛，装瓶待测并做记录。
采用全自动碳氮分析仪（Elemental Analyzer Vario
ELIII）测定凋落物各组分的含碳率。
数据采用Excel和DPS软件分析处理。
3 结果与分析
3.1 凋落物总量和各组成月动态变化
由表2可知，厚荚相思和木麻黄人工林年凋落物量分
别为7 616.60 kg/hm2和8 218.07 kg/hm2。月动态变化中，厚
荚相思人工林凋落物量呈双峰模式，与郭剑芬等[14-15]的研究
结果相似，其凋落物总量高峰出现在当年3月（1 552.60
kg/hm2）和6月（1 357.86 kg/hm2），1~3月份呈上升趋势，3月
份达到最高值，4~5月份下降明显，随后又迅速上升，到6
月份又形成一个小高峰，然后开始逐步下降。木麻黄人工林
凋落物量的月动态变化呈单峰模式，其峰值出现在7月份，
为2 048.67 kg/hm2，比厚荚相思最大月凋落物量高31.95%，
7月以后逐渐下降。凋落叶是凋落物的最主要成分。凋落枝
的生物量在7月份达到最大，这与沿海地区7月份台风多
发有关。
3.2 凋落物各组成含碳量和碳年归还规律
森林生态系统中的凋落物是乔木层地面碳回归的重要
途径，在正常的生物循环中凋落物承担着乔木层与地面和
土壤的碳交换。由表3可知，厚荚相思凋落物碳的年归还量
为3 863 kg/hm2，比木麻黄的3 825 kg/hm2稍微多一点。厚
叶 枝 总 叶 枝 果 总
1 160.67 2.00 162.67 24.00 4.00 46.67 74.67
2 1303.33 77.33 1380.66 40.00 2.67 312.00 354.67
3 1545.93 6.67 1552.60 69.33 4.00 254.67 328.00
4 398.00 2.67 400.67 557.33 25.33 336.00 918.66
5 90.67 16.00 106.67 733.47 14.67 177.33 925.47
6 1320.53 37.33 1357.86 560.60 29.33 116.00 705.93
7 995.33 232.00 1227.33 1880.67 126.67 41.33 2048.67
8 453.33 64.00 517.33 964.00 70.67 28.67 1063.34
9 346.67 37.33 384.00 904.00 65.33 23.33 992.66
10 330.40 23.73 354.13 306.00 59.33 86.67 452.00
11 56.00 2.67 58.67 105.33 2.67 58.67 166.67
12 88.67 25.33 114.00 66.67 15.33 105.33 187.33
总 7089.53（93.1%） 527.07（6.9%） 7616.60（100%） 6211.40（75.6%） 420.00（5.1%） 1586.67（19.3%） 8218.07（100%）
月份
厚荚相思 木麻黄
表 2 凋落物主要成分生物量 kg/hm2
厚荚相思 9.048 Aa 10.513 3 Aa 68.4 Aa 0.040 8 Aa
均值 显著性 均值 显著性 均值 显著性 均值 显著性
树种
树高（m） 胸径（cm） 保存率（%） 单株材积 （m3）
表 1 生长指标差异性多重比较（LSD）
木麻黄 9.255 Bb 8.688 3 Bb 76.1 Aa 0.028 4 Bb
注：小写字母不相同表示差异显著（P < 0.05），大写字母不相同表示差异极显著（P < 0.01），下同。
林 宇 滨海沙地厚荚相思和木麻黄人工林凋落物碳归还规律 54卷 05期36
3.3 凋落物碳归还季相动态变化及多重比较
根据福建省季节特点，一年四季对应的月份如下：春季
（3~5月）、夏季（6~8月）、秋季（9~11月）和冬季（12月、1
和2月）。如图2所示，厚荚相思人工林凋落物碳归还量季
相动态规律为夏季>春季>冬季>秋季，春季和冬季变化
不明显；木麻黄人工林凋落物碳归还量季节变化规律是夏
季>春季>秋季>冬季。在夏季厚荚相思和木麻黄2个树
种凋落物碳归还量明显高于其他3季，大于秋季和冬季碳
归还量之和，这可能与夏季台风多发以及植物新陈代谢旺
盛促使衰老器官脱落有关。
荚相思凋落叶的含碳量 50.92%，大于凋落枝的含碳量
47.99%，结合其年凋落物量，计算出两者的年碳归还量分别
为3 610 kg/hm2和253 kg/hm2，分别占凋落物总碳年归还量
的93.45%和6.55%。木麻黄碳的年归还量主要由树枝、树
叶和果实 3个部分组成，各部分的年归还量分别为 193、
2 936 和 696 kg/hm2，占总归还量的比例分别为 5.05%、
76.76%和18.2%。可见在木麻黄人工林凋落物碳的年归
还量中，凋落果碳的年归还量比例很大，超过凋落枝碳归
还量3倍多，是碳循环的重要组成部分。凋落物及各组成
碳归还规律见图1。
图 1 凋落物及各组成碳归还量月动态变化
图 2 厚荚相思和木麻黄人工林凋落物碳归还季相变化
生物量
（kg/hm2）
含碳量（%）
碳归还量
（kg/hm2）
生物量
（kg/hm2）
含碳量（%）
碳归还量
（kg/hm2）
生物量
（kg/hm2）
含碳量（%）
碳归还量
（kg/hm2）
厚荚相思 527 47.99 253 7089 50.92 3610 - - - 3863
木麻黄 420 45.94 193 6211 47.26 2936 1587 43.87 696 3825
枝 叶 果
总计
（kg/hm2）
表 3 凋落物各组成生物量、含碳率与碳年归还量
林 宇 滨海沙地厚荚相思和木麻黄人工林凋落物碳归还规律54卷 05期 37
由表4可知，厚荚相思人工林凋落物碳归还量在4个
季节差异不显著，与闽南山地马占相思碳归还规律相同，而
与卷荚相思和黑木相思林不同[15]；而木麻黄表现为夏季和
冬季分别与其他3个季节差异显著，春季和秋季差异不显
著。厚荚相思和木麻黄2个树种相同季节之间碳归还量差
异不显著。
4 小结
厚荚相思和木麻黄人工林年凋落物量分别为7616、8218
kg/hm2。凋落物各组成中厚荚相思叶和枝分别占93.1%和
6.9%，木麻黄叶、枝、果分别占75.6%、5.1%、19.3%。可见凋
落叶是凋落物的主要成分。2个树种含碳量介于 43.87%
~50.92%之间，与郑帷婕等[16]研究的乔木碳含量值 33.35%
~54.44%比较接近。凋落物碳年归还量的大小取决于凋落
物各组成的生物量及其含碳率，因此凋落叶碳的年回归是
森林生态系统碳归还的主要途径。厚荚相思凋落物碳的年
归还量为3 863 kg/hm2，略高于木麻黄的3 825 kg/hm2，它们
在4个季节动态变化不同：厚荚相思表现为夏季>春季>
冬季>秋季，木麻黄表现为夏季>春季>秋季>冬季，2树
种在春季凋落物碳的归还量差异不明显，夏季明显高于其
他季节。运用Duncan法检验，在夏季和冬季木麻黄凋落物
碳的归还量与其他3季差异比较显著，厚荚相思和木麻黄
在相同季节凋落物碳的归还量差异不显著。
森林生态系统是陆地上最大的碳库，占陆地总碳贮量
的56%[17]，它每年固定的碳含量约占陆地生态系统的2/3[18]。森
林生态系统的碳贮量主要有4部分：生物量碳、土壤有机
碳、凋落物碳和动物碳。该研究仅涉及凋落物碳，因此还有
必要对其他3部分碳贮量进行研究。
参考文献：
[1] 曾戍秀. 速生树种桉树与相思树人工林凋落物产量分析[J]. 吉林
农业，2011（6）：231-232.
[2] 罗柳娟，韦理电，何斌，等. 尾巨桉和厚荚相思人工林水源涵养功
能研究[J]. 华南农业大学学报，2012，33（2）：220-224.
[3] 陈丛瑾，胡华宇，韦龙宾. 马占相思与厚荚相思树皮抽提物的比较
研究[J]. 经济林研究，2005，23（2）：13-16.
[4] 叶功富，徐俊森，潘惠忠，等. 木麻黄沿海防护林生长及其与立地
因子的关系[J]. 防护林科技，1996，23（2）：10-12，24.
[5] 祝榕. 木麻黄防护林土壤肥力特性与地力维持技术研究动态[J].
防护林科技，2005，69（6）：42-44.
[6] 吴志华，李天会. 沿海防护林树种木麻黄和相思生长和抗风性状
比较研究[J]. 草业学报，2010，19（4）：166-175.
[7] HOUGHTON R，SKOLE D. The earth as transformed by human
action[M]. Cambridge University Press，1990：393-408.
[8] 何宗明，陈光水，刘建斌，等. 杉木林凋落物产量、分解率与储量的
关系[J]. 应用与环境生物学报，2003，9（4）：352-357.
[9] 张清海，叶功富，林益明. 东南滨海沙地主要造林树种的生物量与
能量[J]. 南京林业大学学报：自然科学版，2007，3（13）：143-146.
[10] KIRSCHBAUM M U F. The temperature dependence of
organic-matter decomposition-still a topic of debate[J]. Soil Biology
and Biochemistry，2006，38：2510-2518.
[11] BORKEN W，DAVIDSON E A，SAVAGE K，et al. Drying
and wetting effects on carbon dioxide release from organic
horizons[J]. Soil Science Society of America，2003，67：1888-1896.
[12] 林宇. 主要气候因子对沿海沙地卷荚相思生长的影响[J]. 安徽农
业科学，2011 39（35）：21706 21709.
[13] 丁国昌，何宗明，林宇，等. 木麻黄迹地不同更新树种土壤剖面的
变化特征及表聚性特征[J]. 江西农业大学学报，2012，34（1）：66-71.
[14] 郭剑芬，陈光水，钱伟，等. 万木林自然保护区 2 种天然林及杉木
人工林凋落量及养分归还[J]. 生态学报，2006，26（12）：4091- 4098.
[15] 潘辉，黄石德，洪伟，等. 3 种相思人工林凋落物及其碳归还动态
[J]. 福建林学院学报，2010，30（2）：104-108.
[16] 郑帷婕，包维楷，辜彬，等. 陆生高等植物碳含量及其特点[J]. 生
态学杂志，2007，26（3）：307-313.
[17] DIXON R K. Carbon Pools and flux of global forest ecosystems
[J]. Science，1994，263：185-190.
[18] 沈方清，马钦彦，刘允芳，等. 森林生态系统碳收支情况研究进展
[J]. 江西农业大学学报，2006，28（2）：312-317.
责任编辑：高菲
表 4 凋落物碳年归还量差异性多重比较（邓肯法） kg/hm2
春 夏 秋 冬
均值 显著性 均值 显著性 均值 显著性 均值 显著性
厚荚相思 349.39 aA 523.35 aA 134.62 aA 280.28 aA
木麻黄 333.31 aB 598.35 aA 251.37 aB 91.81 aC
注：同列大写字母不同表示差异显著（P<0.01），小写字母不同表示差异显著（P<0.05）。
（上接第5页）
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且不同密度下百粒重与产量均呈现出极显著正相关[5]。说明
不同密度间产量构成因素对产量的影响大小存在差异性，
只有通过提高百粒重、增加穗行数、选择中等长穗、适当的
行粒数兼顾种植密度才能使产量达到较高水平。
参考文献：
[1] 李新，许志斌，佘奎军，等. 宁夏玉米产业的现状和发展[J]. 种子，
2009，28（9）：104-105.
[2] 王鹏文，戴俊英，赵桂坤，等. 玉米种植密度对产量和品质的影响
[J]. 玉米科学，1996，4（4）：44-46.
[3] 何代元，吴广成，刘强. 玉米主要农艺性状的相关通径分析[J]. 玉
米科学，2003，11（4）：58-60.
[4] 赵永萍，张保军，张正茂，等. 种植密度对冬小麦产量及其构成因
素的影响[J]. 西北农业学报，2009，18（6）：107-111.
[5] 洪德峰，张学舜，马毅，等. 黄淮海部分优良玉米品种产量及主要
农艺性状相关和通径分析[J]. 中国种业，2010（1）：48-49.
责任编辑：李晓瑞
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