趙　旭，尹躍虎（.內(nèi)蒙古大興安嶺林業(yè)科學(xué)技術(shù)研究所，呼倫貝爾 050；.內(nèi)蒙古大興安嶺森林調(diào)查規(guī)劃院，呼倫貝爾 050）

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雷竹林集約經(jīng)營對碳源匯的影響

趙旭1，尹躍虎2
（1.內(nèi)蒙古大興安嶺林業(yè)科學(xué)技術(shù)研究所，呼倫貝爾 022150；2.內(nèi)蒙古大興安嶺森林調(diào)查規(guī)劃院，呼倫貝爾 022150）

摘 要：隨著雷竹林經(jīng)濟(jì)效益增加，雷竹林面積逐年增加，集約經(jīng)營強(qiáng)度也在不斷提升。文章以1990～2010年間采取粗放經(jīng)營措施的碳儲量作為基線，將實(shí)際生產(chǎn)中雷竹林采取粗放和集約經(jīng)營兩種經(jīng)營方式下的碳儲量變化作為實(shí)際變化，對比分析得出集約經(jīng)營對雷竹林碳儲量的影響。

關(guān)鍵詞：雷竹林 碳儲量 基線

以重施肥和冬季地表覆蓋技術(shù)為核心的集約經(jīng)營措施使得雷竹的竹筍產(chǎn)量大大提高，極大地提高了農(nóng)民的經(jīng)濟(jì)收益。這種冬季地表覆蓋技術(shù)的核心是竹林地表冬季覆蓋稻草、竹葉等有機(jī)物質(zhì)，通過有機(jī)物料隔絕冷空氣侵入土壤和有機(jī)物料腐爛中產(chǎn)生熱量來使土壤保持較高溫度，從而達(dá)到提前出筍的目的。然而，林地有機(jī)材料覆蓋可以使得立竹度過大或過小、立竹胸徑下降、生物量分配比例失調(diào)、立竹年齡分配比例不合理、葉面積指數(shù)下降、土壤機(jī)械結(jié)構(gòu)持水性能下降、土壤酸化［1］、土壤養(yǎng)分失衡［2］、重金屬含量提升［3］、土壤微生物區(qū)系變化［4］。對臨安市樣地進(jìn)行調(diào)查，得出重度、中度及輕度影響的雷竹林所占比例分別為13.34%、26.66%及46.67%，未退化雷竹林僅占13%～33%［5］。文章通過查閱臨安市雷竹林的相關(guān)研究及實(shí)測數(shù)據(jù)，設(shè)置基線情景和實(shí)際情景，通過對兩種情景下植被和土壤碳儲量的變化的對比，分析集約經(jīng)營對雷竹林碳儲量的影響。

1 研究數(shù)據(jù)及方法

1.1 研究數(shù)據(jù)來源

雷竹林植被碳儲量：根據(jù)李艷紅［6］等對臨安市林地有機(jī)材料覆蓋退化雷竹林地地上部分生物量研究得出，退化雷竹林地上部分單位面積生物量為1.74萬kg/ hm2，把雷竹的碳轉(zhuǎn)化系數(shù)設(shè)為0.5，則雷竹林地上部分碳儲量為8.68Mg/hm2，生長正常雷竹林地上部分生物量為2.5萬kg/hm2，地上部分碳儲量為12.49Mg/hm2。將覆蓋雷竹林地面積等同于經(jīng)過多年重施肥后的退化雷竹林面積，剩余的雷竹林面積等同于生長正常雷竹林的面積。

雷竹林土壤碳密度：根據(jù)周國模等［7］對臨安市雷竹林土壤有機(jī)質(zhì)含量在覆蓋前后的變化值，得出覆蓋0、1、2、3、5年后在0～25 cm土壤層有機(jī)碳含量分別為8.88 g/kg、9.73 g/kg、10.35 g/kg、10.98 g/kg、11.01 g/kg。隨著覆蓋年限的增加，土壤有機(jī)碳的增長率分別為9.6%、6.4%、6.1%、0.3%，可以看出，在覆蓋5年后土壤有機(jī)碳的變化很小，趨于穩(wěn)定。根據(jù)對臨安市雷竹林148個土壤剖面容重的測量，平均土壤容重為1.434 g/cm3，直徑大于2 mm的平均礫石體積百分比采用1%。假設(shè)將覆蓋后的雷竹林土壤有機(jī)碳含量取覆蓋5年的值，則由以上數(shù)據(jù)可以計(jì)算出雷竹林覆蓋前與覆蓋后土壤碳密度，分別為31.516 t/hm2與39.076 t/hm2。

1.2 研究方法

將臨安市雷竹林全部采用粗放經(jīng)營模式下碳儲量的變化作為基線情景，將實(shí)際生產(chǎn)中采取集約和粗放兩種經(jīng)營模式下的碳儲量變化作為實(shí)際情景。

雷竹林植被碳儲量根據(jù)面積與單位面積碳儲量的乘積取得，土壤碳儲量根據(jù)面積與土壤碳密度的乘積取得。

2 結(jié)果與分析

2.1 雷竹森林管理面積

由圖1可以看出，臨安市雷竹林面積在1990～2010年間呈遞增趨勢，從1990年的3 635 hm2增加到2010年的2.16萬hm2，尤其在1990～2006年間，平均年增長1 108 hm2，主要是由于雷竹筍的經(jīng)濟(jì)效益增加，很多農(nóng)民將稻田占用種植雷竹，2006年以后，雷竹面積趨于穩(wěn)定，只有少量增長。1990年，臨安市有少量林農(nóng)使用雷竹覆蓋技術(shù)來提高雷竹筍的產(chǎn)量，隨著使用技術(shù)后產(chǎn)量的提高，覆蓋技術(shù)得到推廣，雷竹覆蓋面積逐年增加，2007年面積達(dá)到4 333 hm2。

2.2 植被碳儲量變化趨勢

臨安市雷竹林隨著年限的增加，面積呈逐漸增加的趨勢，雷竹林地上部分碳儲量隨面積的增加也逐年增高，如圖2所示，實(shí)際碳儲量從1990年的0.05Mt增加到2010年的0.31 Mt，年均增長率為23.15%，經(jīng)覆蓋管理后，1995、2000、2005年的碳儲量分別為0.12 Mt、0.20 Mt、0.28Mt，在2003～2006年間增長速度最快，2006年以后增長速度趨于穩(wěn)定。覆蓋后由于雷竹林地的退化，地上碳儲量與粗放經(jīng)營相比，隨著年限的增加呈減少的趨勢，因此，把持續(xù)的粗放經(jīng)營作為基線來看，在1990～2010年間，粗放經(jīng)營的碳儲量，即基線下碳儲量高于部分集約經(jīng)營下的實(shí)際碳儲量，1990、2000、2010年粗放經(jīng)營碳儲量分別為0.05 Mt、0.20 Mt、0.32Mt，分別高出部分集約經(jīng)營下實(shí)際碳儲量0 Gg、8.52 Gg與17.28 Gg。

圖1 雷竹林面積

圖2 雷竹林植被碳儲量變化趨勢

圖3 雷竹林土壤碳儲量變化趨勢

圖4 雷竹林碳儲量變化趨勢

2.3 土壤碳儲量變化趨勢

由圖3可以看出，1990～2010年期間，雷竹林土壤碳儲量變化趨勢與植被碳儲量相似，呈逐年增加的趨勢，2006年以后比較穩(wěn)定，但實(shí)際碳儲量高于以粗放經(jīng)營的基線碳儲量。部分雷竹林集約經(jīng)營下土壤碳儲量在1990、2000、2010年分別為0.12 Mt、0.44 Mt、0.71Mt，高于粗放經(jīng)營下土壤碳儲量0Gg、14.0 Gg、29.0Gg。

雷竹林實(shí)際與基線下土壤碳儲量變化趨勢與植被碳儲量變化趨勢相同，但植被和土壤中實(shí)際情況卻是和基線下的變化趨勢相反。主要原因是集約經(jīng)營相對于粗放經(jīng)營，施入的肥料使得雷竹林土壤有機(jī)碳含量隨著覆蓋年限的增加而遞增。

2.4 雷竹林森林管理碳儲量變化趨勢

由圖4可以看出，1990～2010年，臨安市雷竹林碳儲量逐年呈冪數(shù)增加，變化范圍在0.17～1.0 Mt之間，綜合考慮植被與土壤碳儲量之后，實(shí)際總碳儲量與基線總碳儲量之間的差別不明顯，平均每年前者比后者高6.0 Gg。

3 小結(jié)

1990～2010年間，雷竹林碳儲量逐年增加，植被實(shí)際碳儲量低于基線情景下的碳儲量，而土壤碳儲量變化相反，實(shí)際總碳儲量比基線總碳儲量年均高6.0 Gg。

近20年，從碳儲量大小來看，覆蓋技術(shù)相對于粗放經(jīng)營固碳效果不明顯，主要有兩大原因，一是覆蓋面積有限，臨安市覆蓋的雷竹林主要是農(nóng)用林，在農(nóng)田上造的竹林，而很大一部分雷竹林并沒有投入生產(chǎn)。二是雷竹林的生長速度快，而筍用竹的出筍率要求竹林更新較快，5年后就需全部伐掉，因此，該文使用退化林和生長正常雷竹林的植被和土壤碳密度對結(jié)果有一定影響。從長遠(yuǎn)看，覆蓋技術(shù)使得地上林木退化，土壤施肥過多也會引起土壤結(jié)構(gòu)的異變，因此，若長期施用這種技術(shù)，對雷竹林的生長及固碳功能可能會起到消極作用。

參考文獻(xiàn)

［1］ 孫曉，莊舜堯，劉國群，等.集約經(jīng)營下雷竹種植對土壤基本性質(zhì)的影響. 土壤，2009，41（5）：784～789

［2］ 徐祖祥，陳丁紅，李良華，等.臨安雷竹種植條件下土壤養(yǎng)分的變化.中國農(nóng)學(xué)通報(bào)，2010，26（13）：247～250

［3］ 楊芳，吳家森，錢新標(biāo)，等.不同施肥雷竹林土壤微生物量碳的動態(tài)變化.浙江林學(xué)院學(xué)報(bào)，2006，（1）：70～74

［4］ 劉，麗，陳雙林.有機(jī)材料林地覆蓋對雷竹林生態(tài)系統(tǒng)的負(fù)面影響研究綜述. 廣西植物，2009，29（3）：327～330

［5］ 劉麗，陳雙林，李艷紅.基于林分結(jié)構(gòu)和竹筍產(chǎn)量的有機(jī)材料覆蓋雷竹林退化程度評價.浙江林學(xué)院學(xué)報(bào)，2010，27（1）：15～21

［6］ 李艷紅，陳雙林，劉麗，等.林地有機(jī)材料覆蓋退化雷竹林地上部分生物量研究.中國農(nóng)學(xué)通報(bào)，2009，25（8）：102～107

［7］ 周國模，姜培坤，徐秋芳.竹林生態(tài)系統(tǒng)中碳的固定與轉(zhuǎn)化.北京：科學(xué)出版社，2010