论文部分内容阅读
人工林生态系统是全球碳循环的重要组成部分，林型和林龄对人工林的碳固存有显著影响。为研究我国南亚热带典型人工林生态系统碳储量、碳分配和土壤碳稳定性，评价不同林型的固碳能力，本文以广东鹤山森林生态系统国家野外科学观测研究站共和样地的尾叶桉林、厚荚相思林、红锥林、10树种混交林等4种林型和1种自然恢复的草坡为研究对象，采用相邻格子法定期对固定样方进行调查，分析不同林型的碳储量大小、分析不同林型的植被生物量碳分配格局和土壤碳稳定性，探讨不同植物功能群（林下植被层和乔木层）对凋落物及细根的分解和土壤易分解有机碳的影响。本文主要研究结果如下: 1、人工林种植早期（6龄期），人工林生态系统总的碳储量（植被碳+土壤表层0-20cm的土壤碳）林型间无显著差异，但均高于草坡;速生树种尾叶桉林和厚荚相思林高于乡土树种红锥林和10树种混交林。各林型总的碳储量分别为:尾叶桉林77.60 Mg·ha-1、厚荚相思林75.66 Mg·ha-1、红锥林63.76 Mg·ha-1、10树种混交林59.23 Mg·ha-1、草坡44.75 Mg·ha-1，其中土壤(0-20cm)有机碳储量分别为:尾叶桉林31.06 Mg·ha-1，厚荚相思林31.27 Mg· ha-1，红锥林39.09 Mg·h-1，10树种混交林33.45 Mg·ha-1，草坡29.79 Mg·ha-1。这一结果表明人工林能加速碳固存，尤其是速生树种人工林，而这种差异主要表现在植被生物量碳储量中。 2、乔木生物量碳在根与地上部分的分配格局（乔木根生物量碳与地上部分生物量碳的比值）受林龄和林型影响显著。根与地上部分生物量碳的比值尾叶桉林显著高于其他林型。不同林龄之间，尾叶桉林和10树种混交林随林龄增加而降低，厚荚相思林随林龄增加而增加。红锥林在1-3龄间增加，3-6龄时降低。另外，林下植被的碳贡献在不同林型之间也有显著差异，6龄期林下植被对植物生物量碳的贡献比例依次为:草坡(99.97％)＞10树种混交林(46.58％)＞红锥林(40.28％)＞尾叶桉林(20.72％)＞厚荚相思林(18.66％)。 3、林型对土壤有机碳储量和碳稳定性（水稳性团聚体和易氧化有机碳）影响较小，各林型之间没有显著差异。同时，草坡与4种不同人工林的土壤有机碳储量随林龄的变化格局均一致，种植当年到4龄期显著下降，4龄到6龄期显著增加。这一结果说明主要是灌草调控了土壤有机碳的变化。 4、林下灌草显著影响了尾叶桉林的碳周转，环割对尾叶桉林碳周转的影响很小，这可能是林下灌草调控土壤有机碳变化的机理之一。林下灌草去除对凋落物和细根分解有显著影响，但是该影响因林龄、物种和细根径级的不同而有所差异。在8龄林中，灌草去除显著减缓了尾叶桉凋落物及1-2级细根的分解速率。在27龄林中，灌草去除显著减缓了尾叶桉凋落物和3-5级细根的分解速率，同时也减缓了芒萁凋落物与细根的分解速率。林下灌草对易分解有机碳的影响也有两种格局:在8龄林中，灌草去除显著降低了土壤易分解有机碳周转速率;在27龄林中，灌草去除显著降低了土壤易分解有机碳的含量。乔木环割对尾叶桉凋落物、细根和芒期凋落物与根的分解速率以及土壤易分解有机碳的周转都没有显著影响。