全 文 ： 缪晓乐，蒋菊生，王春燕，彭宗波，李建华，崔志富. 不同年龄橡胶树枯落物碳归还量及年释放量比较[J]. 生态科学, 2012, 31(6)：
625-630.
MIAO Xiao-le, JIANG Ju-sheng, WANG Chun-yan, PENG Zong-bo, LI Jian-hua, CUI Zhi-fu. Comparison of annual returned carbon
content of litters and annual carbon emission of the rubber trees of different ages[J]. Ecological Science, 2012, 31(6)：625-630.
不同年龄橡胶树枯落物碳归还量及年释放量比较1
缪晓乐 1，蒋菊生 2*，王春燕 2，彭宗波 2，李建华 2，崔志富 1 ,2
1. 海南大学，海口 570228
2. 海南省农垦科学院，海口 570206
【摘要】以橡胶树 PR107 为材料, 在海南省中部的琼中黎族苗族自治县大丰农场进行了为期 1 年的观测,分别于不同月份研究了 5
个年龄段(8～24a)的橡胶树枯枝叶凋落量及其凋落物中碳归还含量。结果表明:(1)8a、12a、15a、19a、24a 橡胶人工林收集的凋落
物各器官含碳量之间差异不显著。（2）8a、12a、15a、19a、24a 橡胶人工林凋落物碳的年归还量分别为 2.41 t/hm2、2.48 t/hm2、2.85
t/hm2、3.56 t/hm2、3.79 t/hm2。随着树龄的增大，其凋落物碳归还量也随之增加。（3）调查样地的凋落物碳年释放量各个树龄分别
为 0.12 t/hm2、0.21 t/hm2、0.27 t/hm2、0.19 t/hm2、0.27 t/hm2 。随着树龄的增加，凋落物释放量基本呈现增大的趋势。
关键词：碳储量；橡胶树；树龄
doi:10.3969/j.issn. 1008-8873.2012.06.005 中图分类号：s794.1;s718.55 文献标识码：A 文章编号：1008-8873(2012)06-625-06
Comparison of annual returned carbon content of litters and annual carbon
emission of the rubber trees of different ages
MIAO Xiao-le1, JIANG Ju-sheng2, WANG Chun-yan2, PENG Zong-bo2, LI Jian-hua, CUI Zhi-fu1,2
1. Hainan University, No. 58, People Street, Haikou 570228, China
2. Hainan Agricultural Reclamation Academy of Science, No. 13, Haixiu East Street, Haikou 570206, China
Abstract: Choosing the rubber tree PR 107 as the subject, we conducted one-year observation on Dafeng Farm of Li and Miao
Autonomous County in the central part of Hainan Province. The observation, in different months, researched into the quantity of fallen
branches and leaves and the quantity of carbon returned from the litters of the rubber trees of five different age groups (8-24a). The results
showed that the difference between the carbon content of each organ of the litters collected in 8a, 12a, 15a, 19a, and 24a rubber plantation
was not distinct. The annual returned carbon content of the litters of 8a, 12a, 15a, 19a and 24a rubber plantation was 2.41, 2.48, 2.85, 3.56
and 3.79 t/hm2, respectively. As the age of the tree increased, the annual returned carbon content of the litters increased. The annual carbon
emission of litters in the research area was 12, 0.21, 0.27, 0.19 and 0.27 t/hm2 at each tree age. As the age of the tree increased, the carbon
emission of litters showed an increasing tendency
Key words: Carbon storage; rubber trees; tree age

收稿日期：2012-02-27 收稿，2012-06-25 接受
基金项目：现代农业产业技术体系建设专项资金资助、编号：CARS-34-GW10
作者简介：缪晓乐(1987—)，男，硕士研究生，研究方向：产业生态学
*通讯作者，蒋菊生，E-mail：jjs18188@163.com

第 31 卷 第 6 期 生 态 科 学 31(6): 625-630
2012 年 11 月 Ecological Science Nov. 2012

1 引言(Introduction)

地球有生命开始，绿色植物通过光合作用把 CO2
固定起来。工业革命以来，生态系统的破坏导致生物
圈的固碳能力不断的被消弱。同时，煤炭，石油诸如
此类的化石燃料的滥用将非活动状态的碳大量的释
放出来[1-4]。如果任由温室气体的含量持续升高，势
必会导致全球气候变暖，引起气候变化的幅度超过生
态系统自动调节的阀值，最终引起地球各个圈层的全
面崩溃[5]。由于形势严峻，研究全球的固碳调控机制
并遏制温室气体浓度的持续升高已成为世界共识。
森林本身蓄积着巨大的碳库（约占全球植被碳库
86%以上）森林生态系统每年固定的碳储量约占整个
陆地生态系统 2/3 [6]。因此，森林生态系统对解决全
球气候变化起着不可估量的作用。研究森林生态系统
系统的碳储量对区域性环境变化的预测具有一定的
指导意义。
近年来，石油价格的不断攀升，世界对天然橡胶
的需求量不断的增加，天然橡胶产业得到世界的关
注。橡胶产业除了是我国热带地区一个重要的产业，
也是我国热带地区最大的人工林生态系统之一[7-9]。
随着生态服务功能的概念盛行，其固碳的生态价值更
显突出。而橡胶人工林枯落物既是橡胶林生态系统的
组成部分，又是橡胶人工林生态系统土壤固碳的重要
来源，对于保持橡胶人工林生态系统平衡有着密切的
关系。近年，它更被放在全球碳过程的背景下进行研
究 ，它使碳从生物库向土壤库转移。土壤是最大的
碳库，约为 2000 P g ，是大气碳库的 2 倍多，植被
碳库的 4倍，正是凋落物在维持土壤碳库平衡中起到
了关键作用。所以橡胶人工林枯落物的碳归还量及年
释放量对于估算橡胶人工林生态系统的碳储量起着
非常重要的作用[7-9]。本研究拟通过对 8 a、12 a、15 a、
19a 和 24 a 5 个不同树龄橡胶林枯落物的碳储量和
释放量的初探，为橡胶林生态系统的固碳研究提供部
分参考依据。

2 试验地概况(General situation)

试验区位于海南省琼中黎族苗族自治县的大丰农场
（19°16′N、109°45′E），平均海拔 191 m。该区域属
热带海岛季风气候类型，历年平均气温 23.6-23.9℃，
日平均气温≥15℃的活动积温 7500-8500℃，最冷
月平均气温 16.9-18℃，年降水量 1560-1900mm。
土壤类型为砖红壤，酸性土壤（pH =4.89-5.73），
试验区为第二代胶园，单一人工群落，结构简单，
采用宽行密植模式，行距 3×7 m，林下以多年生
草本植物及当年生草本植物居多，如弓果黍
（ Cyrtococcum patens ）、 巢 蕨 （ Neottopteris
nidus）、叶下珠（Phyllanthus simplex）、假臭草
（Eupatorium catarium）、地胆头（Elephantopus
scaber）、竹叶草（Oplismenus compositus）等，
少见灌木、亚灌木。

3 研究方法(Material and methods)

3.1 橡胶林凋落量测定
样地内设定按对角线 5 点取样法设 5 个样点，每
个 样 点 的 面 积 大 小 为 1 m2 ， 遮 阴 网 固 定
1M×1M×0.1M(深)的收集框架，每月集中收集一次，
将叶、枝、花、果分开，随机选取样品于 105℃下烘
干，称重，从而得出橡胶人工林各月和年凋落物量。
用重铬酸钾-硫酸氧化法测定有机碳含量[9-13]。并根据
各样地面积大小计算凋落物总量，并计算总碳汇量。

3.2 凋落物量分解率测定
先把野外样地中的凋落物样品枯枝、落叶、果实
带回室内洗净后恒温（80℃）烘干至恒重，将枯枝、
落叶、果实分别称重，记录存档作为分解实验的起始
值。将样品混装进网眼为 1.2 mm×1.2 mm 的 40
cm×40 cm 尼龙网袋中，缝合。随机将样品平铺于地
面，用土壤虚埋，让其与土壤表面接触[14]。每月从
样地分别取出 3 个样品袋，将样品带回室内，去除杂
物，烘干至恒重后分别称重，测定失重量以及分解速
率。用重铬酸钾-硫酸氧化法测定有机碳含量[15-16]。

3.3 凋落物碳的年归还量和年释放量计算
碳年归还量：LC=åå
= =
12
1
4
1i j
Lij *Cij
其中 LC 为凋落物碳年归还量 （kg/hm2） ； Lij
为第 i 月第 j 组分的凋落物量（kg/hm2）；Cij 为第 i
月第 j 组分的凋落物的碳含量（%）。
碳分解率：Di =（Wi－Wi-1）/W0*100
其中 Di为第 i 个月分解率（%）；Wi-1 为第 1-i 个
626 生 态 科 学 Ecological Science 31 卷

月所取样品残留量（g）； Wi为第 i 个月所取样品残
留量（g）；W0为凋落物样品初始量（g）
年释放：MP=å å
= =
12
1
3
1
ijji *
i j
DR
其中凋落物年释放碳量 Mp（kg/hm2）；Rij 为第 i
月第 j 组分的凋落物归还碳量（g/hm2）；Dij 为第 i 月
第 j 组分的凋落物的分解率（%）。

3.4 数据统计方法
采用 Excel 2003 软件对数据进行整理和作图，用
SAS V9.0 软件进行统计分析，采用二因素方差分析
和新复极差法（Duncan）比较不同数据组间的差异。

4 结果与分析(Results and analysis)

4.1 不同年龄橡胶人工林凋落物碳年归还量
由表 1 知，橡胶人工林凋落物各组分年碳归占各
自年归还量的比值，落叶在 75.10%-79.23% ，
14.29-21.56% 、 落 花 在 1.09%-1.90% 和 落 果 在
2.32%-5.25%。由上可得，落叶在橡胶人工林生态系
统碳的归还量中起着举足轻重的作用。不同树龄橡胶
人工林凋落物碳年归还量在2 414.42-3 790.13 kg/hm2,
均值在 3 020.98 kg/hm2 ，不同树龄橡胶人工林凋落
物碳归还量大小表现为 24a >19a >15a >12a >8a。

4.2 不同年龄橡胶人工林凋落物各组分的分解率
由图 1 可见，经过一年的腐解，8a 橡胶人工林
凋落物中落叶、枯枝、落果的月分解率分别为
1.83%-21.27%、0.63%-12.07%、1.38%-9.03%。凋落
物各组分分解率的大小为落叶>落果>枯枝，其中 4-6
月落叶的分解率较大，而枯枝和落果的分解率在 7-10
月份较大。通过方差分析可知，7、8、9、10 和 11
月中凋落物分解率差异不显著，其余月份均呈现落
叶、落果、枯枝达到显著差异。
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分
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率

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po
si
ti
on
落叶 leaf
枯枝 Branch
落果 Fruit

图 1 8a 凋落物各组分碳的分解释放率的月变化
Fig.1 carbon components of 8a litter decomposition on
change in release rate

图 2 可知，12a 橡胶人工林凋落物中落叶、枯枝、
落 果 的 月 分 解 率 分 别 为 1.65%-19.88% 、
0.69%-13.26%、0.65%-9.68%。凋落物各组分年分解
率的大小为落叶>落果>枯枝，其中 4-8 月落叶的分解
率较大，而枯枝和落果的分解率在 8-10 月份较快。
除去 11 月，落叶、枯枝和落果达到显著差异。

表 1 不同树龄橡胶人工林凋落物年碳储量（kg/hm2 ）的及其组分所占比例
Table1 The composition and proportion (%) of litter carbon storage (kg/hm2 ) in rubber plantations at different ages
落叶(Leaf) 枯枝(Branch) 落花(Flower) 落果(Fruit)
树龄
(Age)
碳储量
(Carbon
storage)
比例
（Proportion)
碳储量
(Carbon
storage)
比例
（Proportion)
碳储量
(Carbon
storage)
比例
（Proportion)
碳储量
(Carbon
storage)
比例
（Proportion)
8 1817.09 75.26 544.69 22.56 24.63 1.02 49.98 2.07
12 1894.46 76.25 508.09 20.45 29.57 1.19 79.51 3.2
15 2190.08 76.81 609.04 21.36 36.78 1.29 114.91 4.03
19 2793.16 78.36 547.51 15.32 57.03 1.6 155.06 4.35
24 2998.37 79.11 576.48 15.21 66.71 1.76 199.36 5.26
6 期 缪晓乐，等.不同年龄橡胶树枯落物碳归还量及年释放量比较 627

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枯枝 Branch
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图 2 12a 凋落物各组分碳的分解释放率的月变化
Fig.2 carbon components of 12a litter decomposition on
change in release rate

图 3 可得，15a 橡胶人工林凋落物中落叶、枯枝、
落 果 的 月 分 解 率 分 别 为 0.76%-24.19% 、
0.54%-16.33%、0.58%-12.03%。凋落物各组分年分解
率的大小为落叶>落果>枯枝，落叶在 4-8 月的分解率
较大，而枯枝的分解率同样在 8-10 月份较快。除去
10 月，落叶、枯枝和落果均有显著性差异。
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落叶 Leaf
枯枝 Branch
落果 Fruit

图 3 15a 凋落物各组分碳的分解释放率的月变化
Fig.3 carbon components of 15a litter decomposition on
change in release rate

图 4 可得，19a 橡胶人工林凋落物中落叶、枯枝、
落 果 的 月 分 解 率 分 别 为 4.23%-15.29% 、
1.04%-20.90%、1.21%-10.69%。凋落物各组分年分解
率的大小为落叶>落果>枯枝，落叶在 4 月和 8 月的
分解率较大，而枯枝的分解率在 7-9 月份较快。
除 6、7 和 10 月以外，其他月份的落叶、枯枝落
果有显著性差异。
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落叶 Leaf
枯枝 Branch
落果 Fruit

图 4 19a 凋落物各组分碳的分解释放率的月变化
Fig.4 carbon components of 19a litter decomposition on
change in release rate

图 5 可知，24a 橡胶人工林凋落物中落叶、枯枝、
落 果 的 月 分 解 率 分 别 为 2.02%-13.23% 、
1.23%-8.65%、1.86%-12.65%。由此可以看出 29 a 橡
胶人工林凋落物经过一年的腐解作用，没有完全分
解。落叶在 3-7 月的分解率较大，而枯枝的分解率在
7-9 月份较快。并且随着分解时间的延长，各组分的
分解率越趋向接近。方差分析可得，11、12 月各组
分的分解率均差异不显著。
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落叶 Leaf
枯枝 Branch
落果 Fruit

图 5 24a 凋落物各组分碳的分解释放率的月变化
Fig.5 carbon components of 24a litter decomposition on
change in release rate

3.3 不同年龄橡胶人工林凋落物年释放量
表 2，8 a、12 a、15 a、19a 和 24 a 橡胶人工林
表 2 橡胶人工林凋落物碳素释放量（kg/hm2）
628 生 态 科 学 Ecological Science 31 卷

Table 2 The carbon release (kg/hm2) of litters in rubber plantation
树龄 1 月 2 月 3 月 4 月 5 月 6 月 7 月 8 月 9 月 10 月 11 月 12 月 总量
(Age) (Jan) (Feb) (Mar) (Apr) (May) (June) (July) (Aug) (Sep) (Oct) (Nov) (Dec) (Total)
8 24.53 32.68 3.07 5.61 9.05 6.11 3.15 10.67 18.17 6.63 2.22 1.27 123.16
12 48.36 53.23 3.55 6.96 10.13 7.24 5.63 19.75 20.13 9 1.79 1.6 187.37
15 52.36 71.98 3.71 13.5 5.73 9.45 7.11 15.68 21.47 7.16 2.03 0.99 211.17
19 60.23 103.06 5.7 6.99 9.39 5.26 5.06 21.41 32.73 12.28 2.94 3.52 268.57
24 65.47 96.59 6.6 7.99 7.34 9.42 11.16 20.06 26.78 12.16 1.21 3.27 268.05

凋落物碳年释放量的变化区间在 123.16-268.05
kg/hm2 之间，年平均值为 211.64 kg/hm2。总体上，
橡胶人工林的凋落物释放量随着树龄的增加呈逐渐
增大的趋势。不同年龄橡胶人工林凋落物释放量呈现
明显的月变化。不同年龄橡胶人工林凋落物的主要释
放量集中在 1-2 月和 8-9 月，这符合橡胶树的生物学
特性，同时也符合所选样地的当地气候（台风）影响。

4 讨论(Discussion)

8a、12a、15a、19a、24a 橡胶人工林凋落物碳的
年归还量分别为 2.41 t/hm2、2.48 t/hm2、2.85 t/hm2、
3.56 t/hm2、3.79 t/hm2。随着年龄的增大，其凋落物
碳归还量也随之增加。本研究发现落叶的碳归还量主
要集中在 1、2 月和 8、9、10 月；枯枝碳归还量主要
集中在 4、5 月和 8、9 月。落叶 1-2 月受温度影响导
致树叶大量凋落，8-10 月受台风影响，造成凋落物量
的增加。枯枝 4-5 月受到橡胶树的自然疏枝，后期同
样受到台风气候影响。橡胶人工林凋落物受到气候因
子影响较大。橡胶人工林凋落物各组分的含碳量大小
为落果>落叶>落花>枯枝。
结果发现橡胶人工林凋落物随着时间的推移，其
损失量与时间成正比关系—随时间的延长而增大。凋
落物的各个组成经过一年的腐解没有达到完全分解，
但落叶、落果和枯枝的分解速率却有所不同，分解速
率大小为：落叶>落果>枯枝。且随树龄的增加，各
组分年分解速率总体呈增大的趋势，其损失量同样与
时间成正比关系。
与前人研究南热带的几种人工林（马占相思、大
叶相思、荷木）相对比，同龄的橡胶人工林的碳归还
量低于马占相思（5.223 t/hm2）,高于大叶相思、湿地
松和荷木。其原因是马占相思是外来种，在南亚地区
的适应能力很强 ，生长速度快 ，另外是马占相思的
枯落物能对土壤的肥力有明显的改善作用。然而， 橡
胶树尽管也是外来引种， 但其生长过程伴随着人类
需要割胶而导致生长速度与马占相思相比而显得较
慢，因为胶乳的利用使其凋落物的营养元素比不上马
占相思。而荷木是本地种， 也是地带性顶极群落的
构成种， 凋落物量相对较小，这可能是乡土树种在
生长前期的一个特征[17-18]。
橡胶人工林的凋落物不仅仅具有固碳意义，是该
生态系统中的物质循环和能量流动的一个关键环节，
也是是大气层和土壤层甚至是其他圈层碳通量交换
的重要媒介。橡胶人工林凋落物归还量的大小决定土
壤养分。目前在我国在林地难以做到大面积施肥的情
况下，枯落物的归还量与土壤肥力，橡胶树的生产力
有着紧密的关系。而橡胶人工林凋落物的分解量决定
着土壤养分的有效性高低。据估计，植物凋落物分解
过程中每年释放的营养元素可满足 69%-87%的森林
生长量。在全球气候变暖研究背景下，橡胶人工林的
凋落物分解释放的 CO2 是碳素收支的重要组分，对
橡胶人工林生态系统碳循环产生重要影响[19-21]。所
以，研究橡胶人工林林生态系统凋落物对橡胶林生态
系统中的生态服务功能有着十分重要的意义。

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