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Effects of Thinning on the Biomass and Carbon Storage in Pinus massoniana Plantation

抚育间伐对马尾松人工林生物量与碳贮量的影响


对广西大青山林区不同间伐强度下25年生马尾松人工林碳贮量进行研究。结果表明: 间伐措施有利于提高马尾松乔木层生物量和碳贮量,不利于林下地被物和凋落物生物量和碳的累积,重度、中度和轻度间伐下马尾松林乔木层碳贮量分别高出对照11.47%,11.78%和14.49%,林下植被层分别低于对照20.82%,19.80%和0.20%,凋落物层分别低于对照15.81%,2.87%和27.31%; 间伐对土壤层碳贮量和生态系统碳贮量总量无显著影响,但有降低土壤碳贮量和增加生态系统碳贮量总量的趋势,土壤碳贮量分别低于对照4.15%,1.83%和5.53%,生态系统碳贮量总量分别高出对照2.62%,4.19%和3.58%,但差异均未达到显著水平; 间伐措施对各器官碳贮量在乔木层的分配无显著影响,各处理均表现为树干(53.38%~60.12%)>树根(15.70%~16.74%)>树皮(12.88%~14.38%)>树枝(7.53%~9.12%)>树叶(2.27%~2.88%)。

The biomass and carbon storage of 25-year-old Pinus massoniana plantations in different thinning intensities were investigated in the Daqingshan mountain in Guangxi. The results showed that thinning increased the biomass and carbon storage in tree layer, but decreased the biomass and carbon storage in the understory layer and litter layer. Carbon storage of tree layer with intensive thinning, intermediate thinning and mild thinning was greater than that of control by 11.47%, 11.78% and 14.49%, respectively. The understory layerhad less carbon storage than the control by 20.82%,19.80% and 0.20%, respectively. The litter layer had less carbon storage than the control by 15.81%,2.87%, and 27.31%, respectively. Thinning tended to decrease carbon storage in the soil layer while to increase the total carbon storage in the ecosystem. The soil carbon storage with various thinning intensities was less than that of control by 4.15%,1.83% and 5.53%, respectively, and the total carbon storage in the ecosystem was less that that of control by 2.62%, 4.19% and 3.58%, respectively. Thinning had no significant effect on the distribution of carbon storage in the tree layer, and different thinning intensities had the same distribution order, that is, stem (53.38%-60.12%) >root (15.70%-16.74%) >bark (12.88%-14.38%) >branch (7.53%-9.12%) >leaf (2.27%-2.88%).


全 文 :书第 49 卷 第 10 期
2 0 1 3 年 10 月
林 业 科 学
SCIENTIA SILVAE SINICAE
Vol. 49,No. 10
Oct.,2 0 1 3
doi: 10.11707 / j.1001-7488.20131001
收稿日期: 2012 - 08 - 03; 修回日期: 2013 - 08 - 20。
基金项目: 林业公益性行业科研专项(201104006) ; 国家“十一五”林业科技支撑计划专题广西子专题(2006BAD24B03013) ; “十一五”
广西林业科技项目(桂林科字 2009[08]); 中国林业科学研究院热带林业实验中心主任基金项目(RL2011-02)。
抚育间伐对马尾松人工林生物量与碳贮量的影响
明安刚1,2 张治军3 谌红辉2 张显强2 陶 怡2 苏 勇4
(1. 中国林业科学研究院森林生态环境与保护研究所 北京 100091; 2. 中国林业科学研究院热带林业实验中心 凭祥 532600;
3. 国家林业局昆明勘察设计院 昆明 650216; 4. 南宁树木园 南宁 530031)
摘 要: 对广西大青山林区不同间伐强度下 25 年生马尾松人工林碳贮量进行研究。结果表明: 间伐措施有利
于提高马尾松乔木层生物量和碳贮量,不利于林下地被物和凋落物生物量和碳的累积,重度、中度和轻度间伐下马
尾松林乔木层碳贮量分别高出对照 11. 47%,11. 78% 和 14. 49%,林下植被层分别低于对照 20. 82%,19. 80% 和
0. 20%,凋落物层分别低于对照 15. 81%,2. 87%和 27. 31% ; 间伐对土壤层碳贮量和生态系统碳贮量总量无显著
影响,但有降低土壤碳贮量和增加生态系统碳贮量总量的趋势,土壤碳贮量分别低于对照 4. 15%,1. 83% 和
5. 53%,生态系统碳贮量总量分别高出对照 2. 62%,4. 19%和 3. 58%,但差异均未达到显著水平; 间伐措施对各器
官碳贮量在乔木层的分配无显著影响,各处理均表现为树干(53. 38% ~ 60. 12% ) >树根(15. 70% ~ 16. 74% ) >树
皮(12. 88% ~ 14. 38% ) >树枝(7. 53% ~ 9. 12% ) >树叶(2. 27% ~ 2. 88% )。
关键词: 抚育间伐; 马尾松; 人工林; 生物量; 碳贮量; 分配
中图分类号: S753. 53 文献标识码: A 文章编号: 1001 - 7488(2013)10 - 0001 - 06
Effects of Thinning on the Biomass and Carbon Storage in Pinus massoniana Plantation
Ming Angang1,2 Zhang Zhijun3 Chen Honghui2 Zhang Xianqiang2 Tao Yi2 Su Yong4
(1. Institute of Forest Ecology,Environment and Protection,CAF Beijing 100091; 2. Experimental Center of Tropical Forestry,CAF
Pingxiang 532600; 3. China Forest Exploration & Design Institute on Kunming Kunming 650216; 4. Nanning Arboretum Nanning 530031)
Abstract: The biomass and carbon storage of 25-year-old Pinus massoniana plantations in different thinning intensities
were investigated in the Daqingshan mountain in Guangxi. The results showed that thinning increased the biomass and
carbon storage in tree layer,but decreased the biomass and carbon storage in the understory layer and litter layer. Carbon
storage of tree layer with intensive thinning,intermediate thinning and mild thinning was greater than that of control by
11. 47%,11. 78% and 14. 49%,respectively. The understory layerhad less carbon storage than the control by 20. 82%,
19. 80% and 0. 20%,respectively. The litter layer had less carbon storage than the control by 15. 81%,2. 87%,and
27. 31%,respectively. Thinning tended to decrease carbon storage in the soil layer while to increase the total carbon
storage in the ecosystem. The soil carbon storage with various thinning intensities was less than that of control by 4. 15%,
1. 83% and 5. 53%,respectively,and the total carbon storage in the ecosystem was less that that of control by 2. 62%,
4. 19% and 3. 58%,respectively. Thinning had no significant effect on the distribution of carbon storage in the tree
layer,and different thinning intensities had the same distribution order,that is,stem ( 53. 38% - 60. 12% ) > root
(15. 70% - 16. 74% ) > bark (12. 88% - 14. 38% ) > branch (7. 53% - 9. 12% ) > leaf (2. 27% - 2. 88% ) .
Key words: thinning; Pinus massoniana; plantation; biomass; carbon storage; distribution
抚育间伐作为森林培育的重要经营措施,对森
林生态系统生态服务功能和演变过程有着重要影
响,在改善林木生长环境、促进林木生长、提高林分
生产力及林下植物多样性、改善土壤的理化性质、优
化林分结构和提高人工林生态稳定性等方面发挥着
重要作用 (潘辉等,2003; 段劼等,2010; 谌红辉
等,2010; Kammesheidt,1996; Niese et al.,1992;
马履一等,2006; 毛志宏等,2006; Paul,2002;
Zarmorch et al.,2004; 雷向东等,2005; 曹云等,
2005)。目前,国内外对抚育间伐的研究很多: 杜纪
林 业 科 学 49 卷
山等(1996)和李春明等(2003)研究了抚育间伐对
林分生产力的影响; Jessica 等 (2007 )、Thomas 等
(1999)、任立忠等(2000)、徐扬等(2008)和李春义
等(2007)研究了抚育间伐对人工林植物多样性的
影响; Edith 等(2004)和徐有明等(2002)研究了抚
育间伐对林木材质的影响; 熊有强等(1995)研究了
不同间伐强度对杉木 ( Cunninghamia lanceolata) 林
林下植被发育及生物量的影响。这些研究集中在抚
育间伐对林木生长、木材材性和林下植物多样性的
影响上,而抚育间伐对人工林碳贮量的影响研究鲜
有报道。
马尾松(Pinus massoniana)是我国南方主要工
业用材树种之一,广泛分布 在 16 个省区。间伐保
留密度是否合理,不仅关系到林木的生长,影响经
济效益,还关系到马尾松林下植物多样性、土壤养分
和林分固碳能力,进而影响马尾松人工林生态服务
功能和生态效益。因此,密度调控技术一直是人工
林科学管理和可持续经营中的难点和热点。本研究
在广西大青山林区开展不同间伐强度下马尾松人工
林生物量和碳贮量的研究,旨在探明抚育间伐对马
尾松人工林生物量与碳贮量的影响,为提高马尾松
人工林固碳能力和马尾松人工林的科学经营和可持
续发展提供参考。
1 研究区概况
研究区位于中国林业科学研究院热带林业实验
中心伏波实验场(106°5232″E,22°0158″N),属广
西大青山林区,海拔 545 m 左右,坡度 25°,年均气
温 19. 9 ℃,年降雨量1 400 mm。该地区接近北热带
北缘,属于南亚热带季风气候。土壤为花岗岩发育
成的红壤,土壤厚度大于 100 cm。
2 研究方法
2. 1 试验设计
1983 年春季,对杉木采伐迹地进行明火炼山、
穴状整地后,用 1 年生马尾松裸根苗造林,株行距
2 m × 1 m,造林当年开始抚育,连续抚育 3 年,每年
抚育 2 次。1991 年春季,采用随机区组设计,开展
间伐试验,设置重度、中度和轻度 3 个间伐强度和 1
个对照,共 4 个处理,重复 4 次,小区面积为 1 hm2,
间伐后,林分的保留密度分别为1 170,2 000,2 833
和3 700 株·hm - 2。2008 年 9 月,对 4 个处理分别选
择 3 个重复,共 12 个小区,每个小区设 4 块 20 m ×
30 m的调查样方,进行林分生物量及碳贮量的调查。
2. 2 马尾松乔木生物量的测定
在对样地进行每木检尺的基础上,绘制乔木胸
径分布图,根据径级分布图,以 2 cm 为一个径级,选
取标准木 8 株,将标准木伐倒,测定干、皮、枝、叶的
鲜质量,地下部分采用“全挖法”分主根和侧根 2 级
分别测定鲜质量。各器官取分析样品 200 g,带回实
验室在 80 ℃下烘干至恒质量,把各器官鲜质量换算
成干质量。然后用相对生长法估算乔木层生物量。
根据 8 株标准木的胸径、树高和各器官生物量的实
测数据,分别建立样木各器官的生物量(W: kg)与
胸径(D: cm)和树高 (H: m) 的相对生长方程 (表
1),用以估测林分各器官的生物量。
表 1 各器官生物量相对生长方程
Tab. 1 Biomass allometric equation of various organs
器官 Organ
回归方程
Regression equation
样本量
Sample size
判定系数 R2
Coefficient of determination R2
F 显著性
Significance
树干 Stem W = 0. 008 1(D2H) 1. 070 3 8 0. 980 6 84. 002 7 0. 000 1
树皮 Bark W = 0. 006 7(D2H) 0. 921 7 8 0. 976 2 30. 725 5 0. 001 5
树枝 Branch W = 0. 000 03(D2H) 1. 478 5 8 0. 984 2 7. 754 2 0. 031 8
树叶 Leaf W = 0. 000 004(D2H) 1. 568 6 8 0. 971 4 11. 724 6 0. 014 1
根系 Root W = 0. 000 5(D2H) 1. 242 0 8 0. 992 7 34. 627 7 0. 001 1
全株 Whole tree W = 0. 008 5(D2H) 1. 123 4 8 0. 990 3 58. 292 4 0. 000 3
2. 3 林下植被生物量及凋落物现存量的测定
按“梅花五点法”在每个固定样地布设 5 块
1 m × 1 m 小样方,记录每个小样方内林下植物的种
名,分地上和地下部分,采用“收获法”分别测定其
鲜质量,同种植物的相同器官取混合样品,全部凋落
物测定生物量,取混合样品烘干至恒质量后,计算出
各组分的干质量。
2. 4 土壤样品的采集
在每个样地内选取具有典型性的地段设置 3 个
土壤剖面,分出腐殖质层后,按照 0 ~ 10,10 ~ 30 和
30 ~ 50 cm 进行机械分层,先用便携式土壤水分仪
(Hydrosense CS620,CD620)测定土壤体积含水率;
2
第 10 期 明安刚等: 抚育间伐对马尾松人工林生物量与碳贮量的影响
再对各土层用环刀取样,每层 3 个重复,测定土壤密
度; 同层土壤取混合样。将土壤样品带回实验室风
干,磨碎,过筛,装瓶用以测定土壤碳含量。
2. 5 样品中碳含量及碳贮量的测定
植物及土壤碳含量均采用重铬酸钾 -水合加热
法测定,数据统计采用 Excel 和 SPSS13. 0 软件包进
行。植被碳贮量用单位面积生物量与碳含量的乘积
估算; 土壤碳贮量用土层厚度、土壤密度和各土层
碳含量的乘积估算。
3 结果与分析
3. 1 不同间伐强度下马尾松林乔木层生物量和碳
贮量及其分配特征
对不同间伐强度下马尾松人工林乔木层生物量
及碳贮量的测定结果显示(表 2),重度间伐、中度间
伐、轻度间伐和对照区的马尾松林乔木层生物量分
别为 246. 08,246. 45,252. 47 和 220. 38 t·hm - 2,乔
木层 碳 贮 量 分 别 为 120. 92,121. 26,124. 20 和
108. 48 t·hm - 2。重度、中度和轻度间伐下马尾松林
乔木生物量分别高出对照 11. 62%,11. 83% 和
14. 56%,碳贮量分别高出对照区 11. 47%,11. 78%
和 14. 49%,而在重度、中度和轻度间伐处理间,轻
度间伐的乔木层生物量和碳贮量最大。从表 2 还可
以看出,除重度间伐的树皮生物量和碳贮量略小于
对照外,不同间伐强度马尾松林各器官生物量和碳
贮量均高于对照。可见,间伐措施有利于马尾松林
乔木层生物量和碳贮量的提高,但对各器官生物量
和碳贮量在乔木层的分配无显著影响。
表 2 不同间伐强度下乔木层碳贮量及分配特征
Tab. 2 Biomass and carbon storage and their distribution under different thinning intensity
项目
Items
碳含量
Carbon
content
(% )
重度间伐 Intensive thinning 中度间伐 Intermediate thinning 轻度间伐 Mild thinning 对照 Control
生物量
Biomass /
( t·hm - 2)
碳贮量
Carbon
storage /
( t·hm - 2)
比例
Rate
(% )
生物量
Biomass /
( t·hm - 2)
碳贮量
Carbon
storage /
( t·hm - 2)
比例
Rate
(% )
生物量
Biomass /
( t·hm - 2)
碳贮量
Carbon
storage /
( t·hm - 2)
比例
Rate
(% )
生物量
Biomass /
( t·hm - 2)
碳贮量
Carbon
storage /
( t·hm - 2)
比例
Rate
(% )
树干 Stem 49. 38 ± 0. 09 142. 95 70. 59 58. 38 146. 62 72. 40 59. 71 149. 82 73. 98 59. 57 132. 08 65. 22 60. 12
树枝 Branch 47. 96 ± 0. 22 23. 00 11. 03 9. 12 20. 02 9. 60 7. 92 20. 85 10. 00 8. 05 17. 04 8. 17 7. 53
树叶 Leaf 49. 41 ± 0. 15 7. 04 3. 48 2. 88 5. 93 2. 93 2. 42 6. 19 3. 06 2. 46 4. 98 2. 46 2. 27
树皮 Bark 51. 98 ± 0. 68 29. 97 15. 58 12. 88 32. 63 16. 96 13. 99 33. 11 17. 21 13. 86 30. 01 15. 60 14. 38
主根 Main root 47. 10 ± 0. 13 33. 67 15. 86 13. 12 32. 23 15. 18 12. 52 33. 21 15. 64 12. 59 28. 34 13. 35 12. 31
侧根 Lateral root 46. 39 ± 0. 11 9. 44 4. 38 3. 62 9. 03 4. 19 3. 46 9. 29 4. 31 3. 47 7. 93 3. 68 3. 39
合计 Total 246. 08 120. 92 100. 0 246. 45 121. 26 100. 0 252. 47 124. 20 100. 0 220. 38 108. 48 100. 0
从乔木层各器官生物量和碳贮量的分配来看
(表 2),4 种间伐强度的马尾松林乔木层各器官生
物量和碳贮量在乔木层的分配顺序基本相同,均以
树干生物量和碳贮量的分配最大,碳贮量所占比例
依次为 58. 38%,59. 71%,59. 57%和 60. 12% ; 其次
是根 系,分 别 为 16. 74%,15. 98%,16. 06% 和
15. 70%,再次是树皮和树枝,树叶所占比例最小,各
处理均小于 3%。
3. 2 不同间伐强度下马尾松林林下植被及凋落物
层生物量与碳贮量
不同间伐强度下马尾松人工林林下植被生物量
及凋落物现存量测定结果显示(表 3): 重度和中度
间伐林下植被层生物量和碳贮量均低于对照区,而
轻度间伐与对照区接近,这与营林中间伐活动对林
下植被带来的干扰有关,与对照相比,其他处理尚处
在不同程度的恢复期。
而凋落物现存量与碳贮量的测定结果恰好与林
下植被层相反,重度间伐和中度间伐下凋落物现存
量与对照区接近,但轻度间伐下的凋落物现存量与
碳贮量显著低于对照区(P < 0. 05) (表 3)。除轻度
间伐外,其他处理间没有显著差异(P < 0. 05),表
明间伐处理对凋落物现存量和碳贮量并无显著影
响,轻度间伐导致凋落物现存量降低的原因还有待
进一步研究。
3. 3 不同间伐强度下马尾松人工林土壤碳贮量
土壤碳贮量测定结果表明(表 4),不同间伐强
度马尾松林地土壤碳贮量间差异不显著 ( P >
0. 05),以对照最高,为(111. 49 ± 29. 12) t·hm - 2,中
度间伐与对照无明显差异,为 (109. 45 ± 18. 86) t·
hm - 2,重度间伐和轻度间伐比较接近,分别为
(106. 86 ± 20. 67)和(105. 33 ± 26. 19) t·hm - 2。方
差分析表明,不同间伐强度马尾松林地的相同土层
碳贮量间差异也不显著(P > 0. 05),可见间伐措施
对马尾松林下土壤碳贮量并无显著影响,但有降低
土壤碳贮量的趋势,重度、中度和轻度间伐下马尾松
林土壤碳贮量分别低于对照 4. 15%,1. 83%和 5. 53%。
3
林 业 科 学 49 卷
表 3 不同间伐强度下林下植被及凋落物层生物量与碳贮量
Tab. 3 Biomass and carbon storage of the understory layer and litter layer under different thinning intensity
组分
Component
碳含量
Carbon
content
(% )
重度间伐
Intensive thinning
中度间伐
Intermediate thinning
轻度间伐
Mild thinning
对照
Control
生物量
Biomass /
( t·hm - 2)
碳贮量
Carbon storage /
( t·hm - 2)
生物量
Biomass /
( t·hm - 2)
碳贮量
Carbon storage /
( t·hm - 2)
生物量
Biomass /
( t·hm - 2)
碳贮量
Carbon storage /
( t·hm - 2)
生物量
Biomass /
( t·hm - 2)
碳贮量
Carbon storage /
( t·hm - 2)
林下植被地上部分
Aboveground of the
understory plants
44. 96 ± 0. 27 4. 85 ± 0. 37 2. 18 ± 0. 18 4. 85 ± 0. 42 2. 18 ± 0. 21 6. 65 ± 0. 54 2. 99 ± 0. 19 6. 52 ± 0. 66 2. 93 ± 0. 16
林下植被地下部分
Underground of the
understory plants
42. 99 ± 0. 88 3. 95 ± 0. 28 1. 70 ± 0. 14 4. 09 ± 0. 39 1. 76 ± 0. 17 4. 42 ± 0. 39 1. 90 ± 0. 13 4. 58 ± 0. 56 1. 97 ± 0. 19
凋落物 Ground litter 49. 03 ± 0. 29 8. 36 ± 0. 42 4. 10 ± 0. 20 9. 65 ± 0. 59 4. 73 ± 0. 28 7. 22 ± 0. 65 3. 54 ± 0. 30 9. 93 ± 0. 97 4. 87 ± 0. 47
表 4 不同间伐强度下土壤碳贮量
Tab. 4 Soil carbon storage under different thinning intensity t·hm - 2
土层
Soil layer
重度间伐
Intensive thinning
中度间伐
Intermediate thinning
轻度间伐
Mild thinning
对 照
Control
腐质层 Humus layer 16. 88 ± 4. 46 16. 15 ± 6. 00 17. 28 ± 7. 86 18. 23 ± 5. 11
0 ~ 10 cm 38. 65 ± 4. 19 37. 76 ± 5. 41 36. 65 ± 5. 60 37. 85 ± 9. 86
10 ~ 30 cm 29. 85 ± 6. 31 32. 01 ± 3. 79 31. 78 ± 5. 96 32. 78 ± 8. 36
30 ~ 50 cm 21. 48 ± 3. 44 23. 54 ± 2. 52 19. 62 ± 2. 05 22. 63 ± 5. 29
合计 Total 106. 86 ± 20. 67 109. 45 ± 18. 86 105. 33 ± 26. 19 111. 49 ± 29. 12
3. 4 不同间伐强度下马尾松人工林生态系统总碳
贮量
由表 5 可以看出,4 种间伐强度的马尾松林生
态系统碳贮量分别为 235. 76,239. 37,237. 97 和
229. 74 t·hm - 2,方差分析结果显示各间伐强度下马
尾松林生态系统碳贮量总量与对照之间没有显著差
异(P > 0. 05),但重度、中度和轻度间伐下马尾松林
生态系统碳贮量总量分别高出对照 2. 62%,4. 19%
和 3. 58%,表现出间伐处理有利于提高马尾松林生
态系统碳贮量总量的态势。
重度、中度和轻度间伐的马尾松林生态系统均
以乔木层碳贮量最大,分别占总贮量的 51. 29%,
50. 66% 和 52. 20% ; 其 次 是 土 壤 层,分 别 占
45. 33%,45. 72%和 44. 26% ; 林下植被层和凋落物
层碳贮量最小,林下植被层分别占生态系统碳贮量
的 1. 65%,1. 64% 和 2. 05%,凋 落 物 层 分 别 占
1. 74%,1. 98%和 1. 49% ; 对照以土壤碳贮量最大,
占 48. 53%,其次是乔木层,占 47. 22%,林下植被层
与凋落物层最小并接近,分别占 2. 13% 和 2. 12%。
表明间伐处理对碳贮量在生态系统各组分中的分配
产生明显的影响。
不同间伐强度林下各组分碳贮量均有所差异,3
种间伐强度下马尾松乔木层碳贮量均显著高于对
照,重度、中度和轻度间伐分别高出对照 11. 47%,
11. 78%和 14. 50; 重度、中度和轻度间伐下林分土
壤碳贮量分别低于对照 4. 15%,1. 83% 和 5. 53%,
但差异不显著; 而林下植被层和凋落物层碳贮量低
于对照,重度、中度和轻度间伐的马尾松林林下植被
层 碳 贮 量 分 别 低 于 对 照 20. 82%,19. 80% 和
0. 20%,凋落物层分别低于对照 15. 81%,2. 87%和
27. 31%。除轻度间伐林下植被碳贮量与对照差异
不显著外,其他差异均达到显著水平 ( P < 0. 05)。
表 5 不同间伐强度下马尾松人工林生态系统各组分碳贮量
Tab. 5 Carbon storage of Pinus massoniana plantation ecosystem under different thinning intensity
组分
Component
重度间伐 Intensive thinning 中度间伐 Intermediate thinning 轻度间伐 Mild thinning 对照 Control
碳贮量 Carbon
storage /( t·hm - 2)
比例
Rate(% )
碳贮量 Carbon
storage /( t·hm - 2)
比例
Rate(% )
碳贮量 Carbon
storage /( t·hm - 2)
比例
Rate(% )
碳贮量 Carbon
storage /( t·hm - 2)
比例
Rate(% )
乔木层 Arbor layer 120. 92 ± 14. 38 51. 29 121. 26 ± 7. 21 50. 66 124. 21 ± 4. 98 52. 20 108. 48 ± 10. 48 47. 22
林下植被层 Understory 3. 88 ± 0. 35 1. 65 3. 93 ± 0. 29 1. 64 4. 89 ± 0. 28 2. 05 4. 90 ± 0. 43 2. 13
凋落物层 Litter 4. 10 ± 0. 20 1. 74 4. 73 ± 0. 28 1. 98 3. 54 ± 0. 30 1. 49 4. 87 ± 0. 47 2. 12
土壤 Soil 106. 86 ± 6. 13 45. 33 109. 45 ± 5. 91 45. 72 105. 33 ± 7. 15 44. 26 111. 49 ± 9. 54 48. 53
合计 Total 235. 76 ± 23. 71 100. 00 239. 37 ± 26. 13 100. 00 237. 97 ± 24. 12 100. 00 229. 74 ± 19. 56 100. 00
4
第 10 期 明安刚等: 抚育间伐对马尾松人工林生物量与碳贮量的影响
由此可见,间伐处理有利于提高马尾松林乔木层碳
贮量,而不利于林下地被物和土壤层碳的累积。
4 结论与讨论
重度、中度和轻度间伐及对照条件下马尾松林
25 年生时总碳贮量依次为 235. 76,239. 37,237. 97
和 229. 74 t·hm - 2,间伐处理能提高马尾松人工林生
态系统碳贮量总量,但差异未达到显著水平。但需
要指出的是: 在对各处理碳贮量总量的测定和计量
过程中,抚育间伐过程中被移除的碳贮量未计入碳
贮量总量,因而,各间伐处理碳贮量实际值应高于本
研究的测量值,但对照林碳贮量总量实际值与测量
值一致。若考虑抚育间伐中移除的,间伐措施对马
尾松人工林碳贮量的增加效应可能会更为显著。
间伐对马尾松人工林生态系统各组分碳贮量均
有不同程度的影响。研究表明,间伐有利于提高乔
木层碳贮量,重度、中度和轻度间伐马尾松林乔木层
碳 贮 量 分 别 高 出 对 照 区 11. 47%,11. 78% 和
14. 49%,乔木层碳贮量的升高,主要是间伐措施有
利于马尾松林木的生长,提高了林分的生长量和生
物量,各间伐处理间,以轻度间伐最有利于乔木层生
物量和碳贮量的提高。间伐处理有利于提高林分生
产力,这一结论在马尾松(谌红辉等,2010)、杉木
(张水松等,2005)、巨尾桉(Eucalyptus grandis × E.
urophylla ) (潘 辉 等, 2003 ) 和 红 锥 ( Castanopsis
hystrix)(李江才,2003)等多个树种上均有不同程
度的体现,采用适当的间伐处理或密度调控措施,以
提高林木的生长量,进而提高林分乔木层生物量和
碳贮量,是人工林增汇技术的一种有效途径。
研究结果显示,间伐强度对马尾松林各器官碳
贮量在乔木层的分配没有显著影响,重度、中度和轻
度间伐处理和对照处理乔木层均以树干碳贮量所占
比例最大,分别为 53. 38%,59. 71%,59. 57% 和
60. 12%,其次是根系,再次是树皮,然后是树枝,树
叶所占比例最小。相比之下,重度间伐下林分乔木
层碳贮量中,树干所占比例较小,主要是重度间伐下
的林木光照充足,侧枝发达,增加了碳在枝叶上的累
积,从而降低了主干在乔木生物量中的分配。
不同的间伐处理对马尾松林下土壤碳贮量并无
显著影响,相比之下,各间伐处理下的土壤碳贮量低
于对照,表明间伐措施有降低土壤碳贮量的可能,因
而间伐虽然提高了林木生长量,但对林分生态系统
碳贮量并无显著影响。间伐过程中,大量地移除木
材及采伐剩余物,降低了枯落物在林地的蓄积,从而
影响到土壤碳的输入,很可能是间伐降低土壤碳贮
量的主要原因,但目前并不明确,需作进一步研究。
各处理马尾松林下植被碳贮量和凋落物碳贮量
分别为 3. 88 ~ 4. 90 和 4. 10 ~ 4. 87 t·hm - 2,在生态
系统碳贮量中所占的比例很小,仅为 1. 65% ~
2. 13%和 1. 74% ~ 2. 12%,但林下植被和凋落物对
土壤碳贮量的积累和碳素在生态系统中的循环发挥
着重要作用。研究结果表明,间伐对林下植被碳贮
量和凋落物碳贮量的影响较为复杂,无明显规律,重
度、中度间伐林下植被层生物量和碳贮量均低于对
照区,而轻度间伐与对照区接近,这可能与营林中间
伐活动对林下植被带来的干扰有关。除轻度间伐
外,其他强度间伐林凋落物碳贮量与对照无显著差
异。轻度间伐导致凋落物现存量的降低,原因还有
待进一步研究。
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(责任编辑 于静娴)
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