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杉木千年桐混交林碳汇评价及其与养分特征关系

王幼茹  
【摘要】:随着现代社会经济的快速发展,人们对木材的需求量急剧增加,而原始森林已被人们砍伐殆尽,于是便出现了大面积的人工纯林。但是,由于人们没有对长期经营的人工纯林采取有效措施,致使纯林林地地力衰退、土壤酸化、林分生产力下降等一系列问题。这些问题严重的威胁了林地的可持续发展,引起了国内外各国的广泛关注,在此种情况下,为了提高森林的经济、社会、生态等效益,营造混交林是当前国内外的必然选择。 杉木是我国的速生树种之一,也是我国南方最重要的造林树种,现已大规模栽植。然而大面积的连栽杉木人工纯林的弊端越来越凸显,学者们开始研究缓解杉木纯林连栽所带来的一系列问题,其中之一便是研究杉木与其他树种混交的效果。 以12年生杉木纯林、千年桐纯林及杉木千年桐混交林(混交比例约为1:1)为研究对象,测定了3种不同林分的生物量、土壤与乔木、灌木、草本及凋落物的有机碳和养分含量特征及森林生态系统的碳储量和养分储量。 生物量的研究结果表明,杉木纯林、千年桐纯林及混交林的乔木层、灌木层、草本层及凋落物总生物量分别为63.374t/hm~2、33.376t/hm~2及62.420t/hm~2。其中绝大部分的生物量来自乔木层,分别为60.771t/hm~2、30.432t/hm~2及60.259t/hm~2占总生物量的95.9%、91.2%及96.4%,其余的来自灌木、草本及凋落物。无论是总生物量还是乔木层生物量杉木纯林均稍高于混交林,这与林分密度、生境等多种因素有关。乔木层与灌木层生物量均是干材最高,而草本层则是根系最高;各林分凋落物均比较高,其中千年桐纯林最高,根系总生物量则是杉木纯林最高。 森林生态系统有机碳的研究结果表明,土壤有机质含量总趋势为上层中层下层,3月较高,6月较低,且混交林稍高于纯林;植物有机碳含量凋落物层乔木层灌木层草本层,纯林9月份最高,12月份最低,混交林3月最高,9月最低;就季节而言,纯林土壤有机质平均含量高的月份,植物有机碳平均含量则会偏低,混交林植物有机碳的季节变化与土壤有机质基本一致。就林分而言,土壤有机质平均含量混交林杉木纯林千年桐纯林,植物有机碳平均含量杉木纯林千年桐纯林混交林。 森林生态系统养分的含量随季节和林分的不同而呈现出不同的变化规律。纯林土壤中的养分含量季节变化比较复杂,不同元素含量的高低随季节变化各不相同,但总体来讲3月和6月较高,混交林3月较高;植物中养分含量季节变化也比较复杂,基本为12月较高。土壤养分混交林含量较高,植物养分含量杉木纯林较高。植物中的养分含量与土壤有机质含量之间比较复杂,基本不呈现一定的规律性。钾和铁含量较高而镁和锰含量较低。 3种林分的碳储量总量表现为土壤高于植物,说明营养元素主要存在于土壤中。但是3种林分土壤碳储量及养分储量表现为杉木纯林混交林千年桐纯林。而植物的碳储量及养分储量混交林杉木纯林千年桐纯林,这主要是因为混交林的林分密度高于纯林,混交林植物数量多,则林分的碳储量和养分储量自然会比较高,但是林分密度是林木生长的重要因子,合理的林分密度能充分利用林地资源,能使林木得到充分的生长,而不合理的林分密度则会抑制林木的生长。 一般认为,森林生态系统生物量,不管是各层次生物量还是总生物量甚至各器官生物量,一般为混交林高于纯林;森林生态系统有机碳及养分含量及其储量,一般情况下也都是混交林要高于纯林,从而证明了混交林比较优越。然而本研究结果表明,杉木纯林效果较杉木-千年桐混交林更好,这可能与林地环境、种植密度及管理过程等有关。


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