劉國粹，陳少雄，王志超，張利麗，杜阿朋

( 國家林業(yè)局 桉樹研究開發(fā)中心，廣東 湛江 524022 )

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三種整地措施下尾巨桉人工林碳儲量及其分配格局

劉國粹，陳少雄，王志超，張利麗，杜阿朋*

( 國家林業(yè)局 桉樹研究開發(fā)中心，廣東 湛江 524022 )

以不煉山+人工穴墾、不煉山+機械帶墾和煉山+機械全墾3種不同整地組合下的2.5年生尾巨桉人工林為對象，對其碳儲量及其分配格局進行研究。結(jié)果表明：(1)3種整地組合下尾巨桉各器官碳含量平均值為44.37%～57.42%，大小順序為葉>干>枝>根>皮，帶墾最大(51.21%)，煉山全墾最小(49.95%)；不同整地組合尾巨桉人工林林下地被物層的碳含量均無顯著差異(P>0.05)；土壤層(0～100 cm)碳含量均隨土層深度的增大而減小，各層土壤平均碳含量總體趨勢表現(xiàn)為帶墾>煉山全墾>穴墾。(2)穴墾、帶墾、煉山全墾措施下喬木層總碳儲量依次為18.01、30.49和23.56 t·hm-2，各器官碳儲量大小順序為干>根>葉>枝>皮；除皮外，其余器官碳儲量排序均為帶墾>煉山全墾>穴墾。(3)尾巨桉人工林生態(tài)系統(tǒng)的總碳儲量表現(xiàn)為帶墾(197.03 t·hm-2)>煉山全墾(161.16t·hm-2)>穴墾(144.77 t·hm-2)；不同整地措施碳儲量分配格局均為土壤層>植被層>枯落物層。土壤層和喬木層碳儲量均是帶墾最大，在整個生態(tài)系統(tǒng)碳儲量中處于主導(dǎo)地位，占整個系統(tǒng)碳儲量在93% 以上；不同整地組合措施對枯落物層的碳儲量無顯著影響。因此，從提高尾巨桉林分系統(tǒng)碳儲量方面考慮，在雷州半島及相似立地條件地區(qū)進行尾巨桉人工林造林時宜采取不煉山+機械帶墾的整地組合方式。

整地措施, 尾巨桉人工林, 碳含量, 碳儲量, 碳分配

全球變化及其影響已成為國際社會十分關(guān)注的政治經(jīng)濟和生態(tài)環(huán)境問題。森林生態(tài)系統(tǒng)作為陸地生態(tài)系統(tǒng)的主體，存儲了整個陸地生態(tài)系統(tǒng)2/3以上的有機碳(Marland & Marland，2003)，在減少大氣CO2濃度上升、減緩全球溫室效應(yīng)方面具有不可替代的作用。而人工林作為我國森林的主要組成部分，具有很大的碳匯潛力，為我國森林碳匯做出了重要貢獻(xiàn)(方精云，2000)。人工林的碳匯研究對評價其碳匯潛力及“碳貿(mào)易”具有重要意義。

人工林碳儲量的影響因素主要有自然因素(氣候、地形地勢、氮沉降)和人為因素(土地利用方式、經(jīng)營管理、人口密度)(楊曉菲等，2011)，人類活動對人工林碳儲量的影響更為顯著(Hurtt et al，2002；周廣勝等，2002；吳建國等，2004)。經(jīng)營和管理水平被認(rèn)為是影響人工林生態(tài)系統(tǒng)碳儲量的最重要因素(馮瑞芳等，2006)。整地和采伐剩余物處理是人工林經(jīng)營管理中兩個重要的技術(shù)環(huán)節(jié)(梁鳳山等，2010；胡振宏等，2013)。整地規(guī)格的提高可促進桉樹、杉木人工林的生長，同時也會造成水土流失的加劇和造林成本的增加(陳應(yīng)彪等，2014；崔永忠等，2009；馬祥慶等，2000)；凋落物是林地土壤有機碳的主要來源，采伐剩余物的處理可以增強或降低土壤有機碳轉(zhuǎn)化速率，能夠在短期內(nèi)觀察到土壤碳庫和碳循環(huán)的變化(王華等，2010)。可見，整地措施、采伐剩余物處理方式可對林分生產(chǎn)力、土壤碳循環(huán)產(chǎn)生影響，進而對整個人工林生態(tài)系統(tǒng)的碳固定、儲存和排放產(chǎn)生重要影響。

桉樹作為公認(rèn)的速生豐產(chǎn)林樹種，其固碳功能也不容小覷，在中國南方地區(qū)造林面積已達(dá)到410萬hm2，是華南地區(qū)重要戰(zhàn)略樹種之一。桉樹輪伐期較短(紙漿材僅4～5 a，在2～3年生時生長最快)、經(jīng)濟效益顯著，因此桉樹也成為目前經(jīng)營強度最大的人工林樹種之一。長期的不科學(xué)、傳統(tǒng)經(jīng)營方式(煉山、全墾整地、過量施肥、連栽等)已對桉樹林分生長和林地土壤肥力產(chǎn)生重要影響(導(dǎo)致生長量降低、地力下降)(梁宏溫等，2009；馬祥慶等，2000；楊尚東等，2013)，進而影響桉樹人工林生態(tài)系統(tǒng)的碳儲量及分配格局。整地、砍雜、煉山等高強度的人為干擾，對其整個生態(tài)系統(tǒng)碳儲量格局有很大影響。本研究在雷州半島同一立地條件下，以傳統(tǒng)經(jīng)營的煉山+機械全墾整地組合方式的2.5年生尾巨桉 (E.urophylla×E.grandis) 林分為對照，對比分析其與不煉山條件下機械帶墾和人工穴墾2種整地組合方式的相同林分在林分生長、植被碳含量和林地土壤碳含量的差異，進而揭示3種整地與采伐剩余物處理組合方式對尾巨桉人工林生態(tài)系統(tǒng)碳儲量及其分布格局的影響，為合理、準(zhǔn)確評估桉樹人工林碳匯能力提供理論基礎(chǔ)和數(shù)據(jù)參考，進一步為我國桉樹人工林的固碳造林培育技術(shù)和可持續(xù)經(jīng)營提供科學(xué)依據(jù)和技術(shù)支持。

1　研究地區(qū)與研究方法

1.1 研究區(qū)與試驗地概況

研究區(qū)位于廣東湛江桉樹林生態(tài)系統(tǒng)國家定位觀測研究站(21°30′ N，111°38′ E)。屬北熱帶海洋性季風(fēng)氣候，年均氣溫23.1 ℃，年降水量1 567 mm，低丘地貌，海拔為80～220.8 m，土壤主要為淺海沉積物磚紅壤和玄武巖磚紅壤(鐘繼紅，2005)。

試驗林地為平地，面積3 hm2，前茬為鄧恩桉(E.dunnii)林分。2012年5月對試驗林地采用3種整地模式(面積各1 hm2)進行整地造林。①煉山+機械全墾(煉山全墾-CK)：清理刨除林地樹兜，其他采伐剩余物及雜灌燒除，而后機械全面整地(深度40 cm)，最后再機械開溝(寬40 cm，深30 cm)造林；②不煉山+機械帶墾(帶墾)：保留樹頭、采伐剩余物及雜灌，利用機械開溝帶墾(寬40 cm，深30 cm)，開溝前人工砍雜(不移出林地)；③不煉山+人工穴墾(穴墾)：樹頭及林地剩余物處理同帶墾，人工挖穴種植(長40 cm，寬40 cm，深30 cm)。造林幼苗均為尾巨桉32-29無性系組培苗，株行距為1.5 m × 4 m，初始造林密度為1 666株·hm-2，造林時未施基肥，分別于樹齡3月、1.5 a時追施桉樹專用肥各1次(3月時150 g·株-1，1.5 a時300 g·株-1)。樹齡為2.5 a時林分基本特征見表1。

1.2 研究方法

在3種整地組合下的尾巨桉林分中，分別選取3個標(biāo)準(zhǔn)樣地(20 m × 20 m)，共9個樣地，對標(biāo)準(zhǔn)地內(nèi)樣樹進行每木檢尺，測定樹高、胸徑等指標(biāo)，并選取9株平均標(biāo)準(zhǔn)木做解析木。

1.2.1 林木調(diào)查及生物量測定將選取的18株標(biāo)準(zhǔn)木(煉山全墾、穴墾、帶墾林分各6株)與地面齊平伐倒，測量胸徑、樹高，用“分層切割法”分別稱取地上部分(葉、枝、皮、干)和地下部分(根)的鮮重。樹冠部分將枝條和葉片全部剪下，稱取其全部鮮重。樹干剝皮后，2 m分段稱取干、皮鮮重，按分段截取2 cm圓盤取樣，相同部位的皮也進行取樣。根部采用人工全挖法，整體挖出后清理干凈表層土壤，稱取其鮮重，并按根系大小均勻取樣。將地上、地下各部分樣品帶回實驗室在80 ℃下烘干至恒重，稱取干重，根據(jù)干物質(zhì)率算出各器官的干物質(zhì)量，再測定其碳含量。

通過實測的18株標(biāo)準(zhǔn)木的樹高、胸徑數(shù)據(jù)以及生物量數(shù)據(jù)，建立各器官及整株的生物量(M)與變量樹高與胸徑的平方的乘積(D2H)之間相對生長方程(表2)。

1.2.2 林下植被生物量和凋落物現(xiàn)存量的測定在不同整地措施的3個20 m × 20 m標(biāo)準(zhǔn)樣地內(nèi)，沿對角線分別選取3個5 m × 5 m小樣方，記錄灌木的種類；在樣地里選取5個1 m × 1 m樣方，記錄草本種類。林下灌草采取“收獲法”分地上地下部分稱取鮮重，按不同植物種類比例分別取樣。選取5個1 m × 1 m樣方，用“全部收獲法”獲取樣方里全部枯落物，稱取鮮重并取樣。將所有樣品帶回實驗室在85 ℃下烘干至恒重，稱干重并算出干物質(zhì)量。

1.2.3 土壤樣品的采集在各樣方選取5個點，挖取1 m土壤剖面，按0～10、10～20、20～40、40～60、60～100 cm分5層，環(huán)刀取土，測量土壤容重。將同一樣方的相同土層混合，自然風(fēng)干后供測量含碳率用。

1.2.4 碳含量測定和碳儲量計算用重鉻酸鉀-水合加熱法測定85 ℃下烘干的植物樣品和自然風(fēng)干的土樣的含碳率。各部分植物的含碳率乘以其單位面積的生物量(干物質(zhì)量)得出植物碳儲量。土壤層(0～100 cm)碳儲量為各土層碳儲量之和。各層土壤的碳儲量:

Ti=Ci×Bi×Di

式中，Ti為某一土層的碳儲量(t·hm-2)，i為某一土層，Ci為土壤含碳率(%)，Bi為土壤容重(g·cm-3)，Di為土層厚度(cm)。

1.3 數(shù)據(jù)處理

利用SPSS 19.0軟件對數(shù)據(jù)進行單因素方差分析(one-way ANOVA)和Duncan檢驗(α=0.05)。采用Excel軟件進行作圖和制表，圖表數(shù)據(jù)為平均值 ± 標(biāo)準(zhǔn)誤。

2　結(jié)果與分析

2.1 不同整地措施下林分各層碳含量

2.1.1 桉樹喬木層各器官碳含量3種整地組合下尾巨桉各器官碳含量平均值在44.37%～57.42%之間波動(表3)，帶墾最大(51.21%)，煉山全墾最小(49.95%)。除葉差異不顯著外，其它均存在一定差異，干和根碳含量均是帶墾顯著大于煉山全墾和穴墾(P<0.05)，煉山全墾的枝碳含量(49.36%)顯著小于穴墾和帶墾(P<0.05)；對于皮而言，帶墾碳含量 (46.59%)顯著大于煉山全墾 (44.37%)，但二者均與穴墾無顯著差異(P>0.05)。3種整地組合措施下的各器官碳含量大小順序基本一致，不同器官間碳含量除樹干和樹枝之間差異不顯著外，其余器官均差異顯著(P<0.05)，樹皮最小，樹葉最大，各器官總體大小順序為葉>干>枝>根>皮。3種整地組合下尾巨桉地上部分平均碳含量分別為穴墾50.42%、帶墾51.21%、煉山全墾50.33%，與地下部分(根)相比，煉山全墾和穴墾均是地上部分顯著大于地下部分(P<0.05)，帶墾地上、地下部分碳含量差異不大。

表 1　不同整地措施的尾巨桉人工林地概況Table 1　Situation of Eucalyptus urophylla × E. grandis (DH-3229) plantations with different soil preparation measures

表 2　尾巨桉人工林生物量方程Table 2　Individual biomass regression model ofEucalyptus urophylla × E. grandis plantations

2.1.2 林下植被、枯落物層及土壤層碳含量3種整地組合方式下的林下地被物層的碳含量彼此均無顯著差異。從表3看出灌木層、草本層和凋落物層碳含量分別在48.72%～51.82%、43.77%～54.27%和50.29%～51.55%之間，灌木層和草本層的地上部分平均碳含量分別為51.64%和53.97%，均高于地下部分(灌木層48.91%，草本層44.02%)。3個地被物層次相比，凋落物層平均碳含量最高(50.95%)，灌木層次之(50.28%)，草本層最低(49.00%)。

表 3　不同整地方式下尾巨桉人工林植被各組成層次碳含量Table 3　Carbon content of each layer of Eucalyptusurophylla × E. grandis plantations with different soil preparation measures (%)

注：同一行統(tǒng)計數(shù)字后的小寫字母不同表示整地方式間差異顯著(P<0.05)，同一列統(tǒng)計數(shù)字后大寫字母不同表示器官間差異顯著(P<0.05)，數(shù)據(jù)表示方式為平均值±標(biāo)準(zhǔn)誤。下同。

Note: Means±SE followed by different small letters in the same line mean significant differences among different soil preparation measures(P<0.05), and different capital letters in the same column meant significant difference among different organs(P<0.05). The same below.

3個尾巨桉林地的土壤碳含量均呈現(xiàn)隨土層加深土壤碳含量降低的趨勢(表4)。穴墾尾巨桉土層10～20、20～40、40～60和60～100 cm碳含量分別比土層0～10 cm降低了9.29%、26.59%、52.26% 和60.11%，帶墾尾巨桉則相應(yīng)降低了15.16%、21.72%、42.64%和58.93%，全墾尾巨桉則分別降低了20.12%、35.00%、51.48%和67.03%。各土層土壤含碳量在7.77～24.86 g·kg-1之間變化，0～10 cm土層土壤碳含量顯著大于其它土層(P<0.05)，10～20和20～40、40～60和60～100 cm無顯著差異。同一土層不同整地組合措施下土壤碳含量存在一定差異，各層土壤平均碳含量總體趨勢表現(xiàn)為帶墾>煉山全墾>穴墾，但僅有0～10 cm和60～100 cm土層的帶墾與煉山全墾、穴墾有顯著差異(P<0.05)，其余3個土層不同整地組合方式間均無顯著性差異。

圖 1　不同整地措施下尾巨桉人工林喬木層各器官碳儲量及其分配　不同小寫字母表示整地方式間差異顯著(P<0.05)。Fig. 1　Carbon storages and allocations in different organs of Eucalyptus urophylla × E. grandis plantations with different soil preparation measures　Different small letters meant significant differences among different soil preparation measures (P<0.05). The same below.

土層Soillayer(cm)整地前Pre-cultivation整地方式Soilpreparationmeasures穴墾Dighole帶墾Furrowing煉山全墾Burningandfullcultivation0～1023.92±0.5119.48±2.17Ab24.86±0.45Aa23.66±0.30Aab10～2019.91±0.5617.67±1.05ABa21.09±2.69ABa18.90±0.75Ba20～4017.23±0.2214.30±1.19Ba19.46±1.53Ba15.38±1.58Ba40～6011.89±0.119.30±0.98Ca14.26±1.83Ca11.48±1.97Ca60～1009.86±0.157.77±0.28Cb10.21±0.19Ca7.80±0.34Cb

2.2 不同整地措施下林分各層碳儲量及其分配

2.2.1 喬木層碳儲量及其分配3種整地+采伐剩余物處理組合方式下2.5年生尾巨桉林分喬木層的碳儲量有顯著差異(P<0.05)，3種組合下以帶墾的喬木層總碳儲量最大，為(30.49±1.93) t·hm-2，煉山全墾次之，為(23.56±2.41) t·hm-2，穴墾最小，為(18.01±1.05) t·hm-2；3種組合下喬木層的各器官除皮外，其余器官排序均為帶墾>煉山全墾>穴墾。各器官碳儲量在喬木層的比率均以樹干最高，3種組合下喬木層樹干碳儲量在喬木層總碳儲量的比率分別為53.08%(穴墾)、51.65%(帶墾)和51.86%(煉山全墾)。樹皮碳儲量所占比例最小，比率均不足7%，分別為6.94%(穴墾)、6.30%(帶墾)和6.32%(煉山全墾)。3種不同整地措施下各器官碳儲量占喬木層比例相當(dāng)，各器官碳儲量分配大小順序均為樹干>樹根>樹枝>樹葉>樹皮(圖1)。

圖 2　不同整地措施下尾巨桉人工林林下植被碳儲量Ⅰ. 灌木層地上部分; Ⅱ. 灌木層地下部分； Ⅲ. 草本層地上部分； Ⅳ. 草本層地下部分； Ⅴ. 枯落物層。Fig. 2　Carbon storages of understory vegetations in Eucalyptus urophylla× E. grandis plantations with different soil preparation measures　 Ⅰ. Shurb layer aboveground; Ⅱ. Shurb layer belowground； Ⅲ. Shurb layer aboveground； Ⅳ. Shurb layer belowground； Ⅴ. Litter layer.

2.2.2 林下地被物碳儲量及其分配由圖2可見，3種整地組合下灌木層無論是地上還是地下部分的碳儲量均差異顯著(P<0.05)，其大小排序均為穴墾>帶墾>煉山全墾?？梢姡S著整地規(guī)格的提高，灌木層(地上和地下)碳儲量呈減小趨勢。而3種整地組合下草本層和凋落物層碳儲量彼此差異均不顯著。在灌木層和草本層中，地上部分碳儲量均大于地下部分。3個層次的碳儲量大小順序為凋落物層>灌木層>草本層。

表 5　不同整地措施下尾巨桉人工林各土層土壤碳儲量Table 5　Carbon storages in different soil layers in Eucalyptusurophylla × E. grandis plantations with different soil preparation measures (t瘙簚hm-2)

2.2.3 土壤碳儲量及其分配穴墾、帶墾和煉山全墾整地措施下尾巨桉林分的土壤碳儲量分別為122.39、161.54、133.48 t·hm-2，帶墾顯著高于煉山全墾和穴墾。整地措施對土層0～10、20～40、60～100 cm有一定影響，帶墾的土壤碳儲量均比煉山全墾和穴墾高；整地措施對土層10～20、40～60 cm的土壤碳儲量無明顯影響。在不同整地措施下均是表層土壤碳儲量最大，隨著土層的加深碳儲量呈不斷減小趨勢(表5)。

表 6　不同整地措施尾巨桉人工林 生態(tài)系統(tǒng)碳儲量及其分配Table 6　Carbon storages and allocation of ecosystem inEucalyptus urophylla× E. grandis plantations with different soil preparation measures (t·hm-2)

2.3 桉樹人工林生態(tài)系統(tǒng)碳儲量及其分配

由表6可知，穴墾、帶墾、煉山全墾整地措施下尾巨桉人工林生態(tài)系統(tǒng)的碳儲量分別為144.77、197.03、161.16 t·hm-2。3種整地組合下尾巨桉人工林生態(tài)系統(tǒng)碳儲量分配格局中的0～100 cm土壤層的碳儲量和比例均是最大的，所占比例均超過81%；喬木層次之，所占比例均超過12%；再次是枯落物層，所占比例均超過1.34%。灌木層和草本層的碳儲量及比例雖均排序靠后但在3種整地組合中存在一定差異：帶墾和煉山全墾林分均是草本層>灌木層，穴墾林分則為灌木層>草本層。這可能是由于帶墾和煉山全墾下的尾巨桉林分生長明顯優(yōu)于穴墾，這使得其林下灌木受到的壓制程度較穴墾要高，導(dǎo)致了在灌木層與草本層在分配比例排序上的差異。3個林地的林下植被(灌木、草本、凋落物)碳儲量所占比例均很小(穴墾3.02%、帶墾2.53%、煉山全墾2.56%)，這是人工林生態(tài)系統(tǒng)碳儲量格局的相似之處，主要是由于人工林的密度和人為對林下植被干擾(如煉山、整地和撫育除雜等)造成的。

3　討論與結(jié)論

3.1 不同整地措施尾巨桉林各層碳含量

本研究得到3種整地措施下尾巨桉各器官含碳量在(44.37±0.50)%～(57.42±0.93)%之間，除葉外，帶墾尾巨桉其它器官碳含量均大于另2種整地措施，而穴墾和全墾差異不顯著。帶墾尾巨桉各器官的碳含量較大，可能是因為帶墾采伐剩余物的保留和整地的適度改變土壤的理化性質(zhì)(賈奎忠等，2011；Nilsen & Strand，2008)，進而促進了林木生長，導(dǎo)致其碳分配格局發(fā)生改變。喬木層各器官間碳含量差異較大，其大小順序為樹葉>樹干>樹枝>樹根>樹皮，這與鄧力等(2013)對短輪伐期桉樹人工林的研究結(jié)果一致；3種整地措施尾巨桉各器官碳含量普遍大于張治軍等(2009)在廣西白南林場(3年生和6年生桉樹41.47%～49.78%)和東門林場(43.15%～49.34%)測定的桉樹各器官碳含量，這可能是由于樣品測定方法(張治軍等采用的是干燒法，本研究采用的是濕燒法)、林分林齡及立地(廣西白南林場為坡地，本研究林地為平地)等差異造成的。本研究得到林下各植物層平均含碳量分別為灌木48.72%～51.82%、草本43.77%～54.27%、枯落物50.29%～51.55%，整地組合措施對林下各植被層碳含量無顯著影響?？萋湮飳又饕獊碓词菃棠緦涌葜Γ举|(zhì)化程度和碳含量都較高，使其碳含量高于灌木層和草本層(明安剛等，2014)；植物木質(zhì)化程度不同，也是灌木層碳含量高于草本層的原因。

本研究表明整地組合措施對土壤碳含量有一定影響。帶墾的平均土壤碳含量最大，分別為穴墾和煉山全墾的1.31和1.16倍。機械整地在一定程度上改善土壤的理化性質(zhì)(賈奎忠等，2011)，尤其是在雨水多土壤易板結(jié)的地區(qū)，整地顯得尤為重要。因此，過低強度的穴墾整地措施土壤碳含量較低。但整地前的煉山使得林地采伐剩余物的養(yǎng)分流失(馬祥慶等，2000)，不利于土壤有機質(zhì)的積累；將采伐剩余物留在林地內(nèi)可增加土壤碳含量(Nilsen & strand，2008)，這使得煉山全墾的土壤碳含量低于帶墾。不煉山+機械帶墾既滿足了林地土壤整地要求又最大程度增加了土壤有機碳的來源，故其土壤碳含量較大。

3.2 不同整地措施尾巨桉林各層碳儲量

本研究表明整地組合措施對喬木層碳儲量影響顯著，其大小順序為帶墾>煉山全墾>穴墾，對各器官碳儲量分配格局無顯著影響。植物層碳儲量以喬木層為主導(dǎo)，其碳儲量占植被層的80.47%～85.91%。3種整地措施下尾巨桉喬木層碳儲量均以干和根為主，占喬木層碳儲量比例分別為51.66%～53.08%、22.82%～25.39%。但對銀合歡(Leucaenaglauca)、山合歡(Albiziakalkora)、赤桉(Eucalyptuscamaldulensis)、大葉相思(Acaciamangium)和杉木林(Cunninghamialanceolata)的研究表明(崔永忠等，2009；馬祥慶等，2000)，機械全墾林分生長量比局部整地的高，與本研究結(jié)果不太一致，這是由于上述兩個林分研究中僅比較了整地對林分的影響而未考慮采伐剩余物處理方式差異帶來的影響。

本研究表明整地組合措施對灌木層和草本層碳儲量有一定影響，而對枯落物層無顯著影響。本研究中3種整地組合方式下林分灌木層碳儲量差異顯著：穴墾>帶墾>煉山全墾，整地規(guī)格越高，灌木層碳儲量越小。這是由于機械全墾和機械帶墾整地時較大程度破壞了灌木的根系，使其不容易再生，數(shù)量急劇減少，導(dǎo)致了灌木層的碳儲量明顯降低。

本研究表明整地組合對土壤總碳儲量有顯著影響，但對不同層次土壤碳儲量分配格局基本無影響。3種整地組合方式下的尾巨桉林地0～100 cm土壤碳儲量均是表層(0～10 cm)土壤碳儲量最大，隨著土層的加深不斷減小。這是由于土壤有機碳具有明顯的表聚現(xiàn)象(王棣等，2014)，深層土壤有機碳分解礦化速率較表層土壤顯著降低(Gill & Burke，2002)。3塊林地0～100 cm總土壤碳儲量也存在差異，不煉山+機械帶墾林地土壤碳儲量顯著最高(161.54 t·hm-2)，分別是煉山全墾和不煉山+人工穴墾林地的1.21和1.32倍，后二者差異不顯著。主要原因是不煉山+機械帶墾一方面通過整地改善了土壤理化性質(zhì)，促進植物的生長，增加了有機碳的來源(賈奎忠等，2011)；另一方面采伐剩余物的保留又最大程度地保留了土壤碳的來源。

3.3 不同整地措施尾巨桉林生態(tài)系統(tǒng)總碳儲量及分配

3種整地組合下尾巨桉人工林生態(tài)系統(tǒng)碳儲量分配均以土壤層碳儲量最高，植被層次之，枯落物層最小，這與前人對格木、刺槐等人工林的研究結(jié)果相一致(明安剛等，2014；申家朋和張文輝，2014)。3種整地組合下尾巨桉林分總碳儲量大小順序為帶墾(197.03 t·hm-2)>煉山全墾(161.16 t·hm-2)>穴墾(144.77 t·hm-2)。與同樣采取傳統(tǒng)煉山造林方式的江西(劉文飛等，2013)和桂東南(文麗等，2014)兩年生尾巨桉人工林總碳儲量(152.88和165.00 t·hm-2)相比，本研究中的煉山全墾與之相當(dāng)；帶墾(197.03 t·hm-2)明顯較大，分別是江西地區(qū)和桂東南地區(qū)的1.29倍和1.19倍，但同樣不煉山的穴墾卻明顯較小。這是整地與保留枯落物兩者相互作用的結(jié)果。因此，從提高桉樹林分碳儲量與改善土壤條件防止土壤肥力下降的角度考慮，在雷州半島及相似立地條件地區(qū)進行桉樹人工林造林時，宜采取不煉山+機械帶墾的整地與采伐剩余物處理組合方式。

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Carbon storage and its distribution in Eucalyptusurophylla×E.grandisplantations under three different soil preparation measures

LIU Guo-Cui, CHEN Shao-Xiong, WANG Zhi-Chao, ZHANG Li-Li, DU A-Peng*

( China Eucalypt Research Centre, Zhanjiang 524022, China )

To evaluate the carbon storages and their allocations in 2.5-year-oldEucalyptusurophylla×E.grandis(DH-3229) plantation in Guangdong, three kinds of soil preparation(no controlled burning and dig hole, no controlled burning and furrowing, controlled burning and full cultivation) mode were selected, field investigation and indoor analysis methods were adopted to measure the carbon content in different organs. The main results were as follow: (1) The average carbon content in different organs of DH-3229was 44.37%-57.42%, and the carbon content sequence was leaf > truck > branch > root > bark. No significant difference (P<0.05) was observed in carbon content among the shrub, herb and litter layers of the DH-3229plantations with different soil preparation measures. Carbon content in the soil layer (0-100 cm) decreased with the increase of soil depth. (2) The carbon storage of no controlled burning and dig hole, no controlled burning and furrowing and controlled burning and full cultivation in tree layer were 18.01, 30.49 and 23.56 t·hm-2. Carbon storage in various organs showed the order: stem > root > leaf > branch > bark. Except for the bark, the order of carbon storage in other organs under three different soil preparation measures was furrowing soil preparation > all reclamation soil preparation > dig hole soil preparation. (3) The total ecosystem carbon storage of DH-3229plantations under different soil preparation measures was 144.77 t·hm-2(dig hole), 197.03 t·hm-2(burning) and 161.16 t·hm-2(all reclamation soil preparation), and the carbon storage or der of different soil preparation measures in different layers appeared: soil layer>vegetable layer>litter layer. Carbon storage allocations in tree and soil layer of furrowing soil preparation were significantly larger than all reclamation soil preparation and dig hole soil preparation. The carbon storages of tree stratum and soil layer were the dominant part in carbon storage of the whole ecological system, which accounted for more than 93% of the carbon storage in the ecosystem. However, different combinations of measures on soil preparation have no significant effects on C storage allocations in the litter layer. Therefore, it appears furrowing soil preparation may be a more appropriate method to improve carbon storage of the DH-3229in the Leizhou Peninsula or other areas with similar site conditions.

soil preparation measures,Eucalyptusurophylla×E.grandisplantations, carbon content, carbon storage, carbon allocation

10.11931/guihaia.gxzw201502016

2015-02-09

2015-06-17

國家自然科學(xué)基金青年基金(31300383)；中國林業(yè)科學(xué)研究院中央級公益性科研院所基本科研業(yè)務(wù)費專項 (CAFYBB2014QB024)；廣東湛江桉樹林生態(tài)系統(tǒng)國家定位觀測研究站運行補助(2016-LYPT-DW-126)[Supported by National Natural Science Foundation of China Youth Fund Project (31300383)； Special Fund for Basic Scientific Research Business of Central Public Research of Chinese Academy of Forestry (CAFYBB2014QB024)； National Positioning and Observation Research Station of Eucalyptus Forest Ecosystemrun Subsidy Project(2016-LYPT-DW-126)]。

劉國粹(1989-)，女，甘肅慶陽人，碩士，主要從事桉樹人工林生長固碳研究，(E-mail)gcliu518@163.com。

杜阿朋，博士，副研究員，主要從事森林生態(tài)等研究，(E-mail)dapzj@163.com。

Q948

A

1000-3142(2016)07-0768-08

劉國粹，陳少雄，王志超，等. 三種整地措施下尾巨桉人工林碳儲量及其分配格局 [J]. 廣西植物，2016，36(7)：768-775

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