盧立華,農(nóng) 友,李 華,楊予靜,明安剛,雷麗群,何日明,陳 琳

1 中國(guó)林業(yè)科學(xué)研究院熱帶林業(yè)實(shí)驗(yàn)中心,憑祥 532600 2 廣西友誼關(guān)森林生態(tài)系統(tǒng)國(guó)家定位觀測(cè)研究站,憑祥 532600 3 中國(guó)林業(yè)科學(xué)研究院森林生態(tài)環(huán)境與保護(hù)研究所,北京 100091

以氣候變暖為特征的全球氣候變化,對(duì)生態(tài)系統(tǒng)、植物種群、乃至整個(gè)生物圈都會(huì)產(chǎn)生巨大影響[1- 3],氣候變暖已成為世界各國(guó)面臨的重大挑戰(zhàn)之一[4]。在導(dǎo)致全球氣候變暖的諸多因素當(dāng)中,90%以上來(lái)自溫室氣體的排放[5],而CO2為重要的溫室氣體,因此,有效地控制大氣中CO2濃度對(duì)減緩氣候變暖具有重要意義。

森林作為陸地上最大的生態(tài)系統(tǒng),其面積雖僅占陸地總面積的26%,但所固持的碳總量卻高達(dá)1146Pg[6],約占全球植被碳儲(chǔ)量的86%[7],土壤碳儲(chǔ)量的73%[8]。森林每年固定的碳總量約占整個(gè)陸地上生物固碳總量的2/3[9],可見(jiàn),森林在固存CO2、適應(yīng)和減緩氣候變化、維持全球碳平衡中發(fā)揮著十分重要的作用[10- 13],通過(guò)造林和再造林增加陸地生態(tài)系統(tǒng)碳儲(chǔ)量是調(diào)節(jié)與控制大氣CO2最有效的途徑[14]。

巖溶生態(tài)系統(tǒng)作為陸地生態(tài)系統(tǒng)的重要組成部分[15-16],在全球碳循環(huán)中同樣發(fā)揮著重要的作用[17- 19]。因此,對(duì)巖溶生態(tài)系統(tǒng)碳的研究亦較活躍,已開(kāi)展了植被自然恢復(fù)過(guò)程中的土壤有機(jī)碳庫(kù)特征[20]、石漠化對(duì)土壤碳庫(kù)[21]、不同植被類(lèi)型的碳格局[22]、植被類(lèi)型對(duì)土壤有機(jī)碳、氮[23]、植被恢復(fù)模式與林齡及豆科植物對(duì)巖溶生態(tài)系統(tǒng)碳儲(chǔ)量[24-28]等研究。結(jié)果表明,植被恢復(fù)都能提高巖溶生態(tài)系統(tǒng)的碳儲(chǔ)量,但以科學(xué)的混交模式效果更佳。但對(duì)于生境較為嚴(yán)酷的中度石漠化生態(tài)系統(tǒng)的研究卻少有涉及,情況不明。為此,開(kāi)展了本研究,以期探明植被恢復(fù)模式對(duì)中度石漠化生態(tài)系統(tǒng)碳儲(chǔ)量的影響。研究結(jié)果將為石漠化山地植被恢復(fù)與生態(tài)重建的樹(shù)種與模式選擇提供依據(jù),同時(shí),對(duì)石漠化生態(tài)系統(tǒng)的碳匯能力提升與碳計(jì)量等具有重要意義。

1 材料與方法

1.1 研究區(qū)概況

研究區(qū)位于廣西天等縣駝堪鄉(xiāng)(107°15′21″—107°23′14″E,23°04′55″—23°07′01″N),屬南亞熱帶季風(fēng)氣候區(qū),低山丘陵地貌。年平均氣溫20.6℃,年平均降水量1429 mm,10℃積溫6000—7000℃,最冷月均溫10℃以上。全縣面積2159.25 km2,其中石灰?guī)r溶面積占77.4%,是廣西巖溶面積所占比例最高、石漠化最嚴(yán)重的市縣之一。因研究區(qū)人、畜活動(dòng)較頻繁,原生植被破壞嚴(yán)重,殘存的植物種類(lèi)較少,灌木類(lèi)僅偶見(jiàn)紅背山麻桿(Alchorneatrewioides)、桃金娘(Rhodomyrtustomentosa)、野牡丹(Melastomacandidum)等。草本類(lèi)偶有五節(jié)芒(Miscanthusfloridulus)、蔓生莠竹(Microstegiumvagans)、腎蕨(Nephrolepisauriculata)等。

1.2 試驗(yàn)設(shè)計(jì)

在對(duì)研究區(qū)進(jìn)行全面踏查的基礎(chǔ)上,選擇具有區(qū)域代表性、立地條件基本一致的34年生任豆(Zeniainsignis)、蜆木(Buerretiodendronhsienmu)、頂果木(Acrocarpusfraxinifolius)多樹(shù)種同齡等比例中齡混交林,及在區(qū)域石漠化治理中應(yīng)用較廣的任豆純林(10年生)和吊絲竹(Dendrocalamusminor)純林(9年生)(分別以M、Z、D為代號(hào))及與它們對(duì)應(yīng)的同齡封育林為對(duì)照(分別以MCK、ZCK、DCK為代號(hào)),各設(shè)置3個(gè)面積為20 m×30 m的調(diào)查樣地,共18塊樣地。吊絲竹(D)為喬木狀禾本科植物,為便于敘述,文中亦稱(chēng)為喬木。M、Z的株行距均為2 m×3 m,初植密度1666株/hm2,D為4 m×5 m,初植密度為500叢/hm2,封育林按全封方式管理。2016年8月下旬對(duì)樣地進(jìn)行調(diào)查,M、Z、D林分現(xiàn)存密度分別為：1185、1320株/hm2及465叢/hm2,郁閉度分別為0.90、0.75、0.8。試驗(yàn)地概況見(jiàn)表1。

表1 試驗(yàn)地概況

D,吊絲竹純林,Pure plantations ofDendrocalamusminor；DCK,與吊絲竹純林同齡的封育對(duì)照林,The enclosed forests at the same-age withDendrocalamusminorpure plantations；Z,任豆純林,Pure plantations ofZeniainsignis；ZCK,與任豆純林同齡的封育對(duì)照林,The enclosed forests at the same-age withZeniainsignispure plantations；M,任任豆×蜆木×頂果木混交林,Mixed plantations ofZeniainsignis,Buerretiodendronhsienmu, andAcrocarpusfraxinifolius；MCK,與任豆×蜆木×頂果木混交林同齡的封育對(duì)照林,The enclosed forests at the same-age withZeniainsignis,Buerretiodendronhsienmu, andAcrocarpusfraxinifoliusmixed plantation

1.3 測(cè)定內(nèi)容與方法

1.3.1喬木生長(zhǎng)量測(cè)定及生物量計(jì)算

利用測(cè)樹(shù)圍尺測(cè)定樣地內(nèi)胸徑≥5 cm的喬木胸徑,用測(cè)高儀測(cè)定樹(shù)高。并分別采集任豆、吊絲竹不同器官分析樣各200 g及混交林各樹(shù)種相同器官等比例的混合樣共200 g,用于測(cè)定喬木各器官的含水率與碳密度。同時(shí),基于每木調(diào)查數(shù)據(jù),利用石山林回歸方程[29]計(jì)算它們喬木各器官生物量。

1.3.2灌木和草本生物量及凋落物現(xiàn)存量測(cè)定

在每個(gè)樣地4個(gè)角及中心位置各設(shè)置1個(gè)2 m×2 m樣方,在每個(gè)樣方左下角各設(shè)置1個(gè)1 m×1 m小樣方,每個(gè)樣地共設(shè)5個(gè)樣方,5小樣方。然后,調(diào)查每個(gè)樣方內(nèi)所有灌木、草本種類(lèi)、株數(shù)、株高、覆蓋度等,采用收獲法將各個(gè)樣方的所有灌木、草本整株挖起,并分開(kāi)放置,除去根部泥土后,按地上、地下部分別稱(chēng)重與記錄。將小樣方內(nèi)全部凋落物收集并稱(chēng)重,同時(shí),分別采集灌木、草本地上、地下部及凋落物的分析樣各200 g,用于測(cè)定它們的含水率與碳密度。根據(jù)樣方中灌木、草本地上、地下部生物量平均值及小樣方凋落物現(xiàn)存量平均值,計(jì)算單位面積灌木、草本地上、地下部生物量及凋落物現(xiàn)存量。

1.3.3土壤樣品采集

在每樣地中,選代表性位置挖土壤剖面至基巖,按0—10 cm、10—20 cm、20 cm以下3個(gè)層次各打入4個(gè)容積為100 cm3的環(huán)刀,其中1個(gè)環(huán)刀土用于測(cè)定土壤容重,另3個(gè)環(huán)刀土取出混合均勻后用四分法取土約200 g用于測(cè)定土壤碳密度。同時(shí),在每個(gè)剖面的各個(gè)土層中分別用鋁盒取土約20 g測(cè)定它們的土壤含水率。

1.3.4碳含量測(cè)定與碳儲(chǔ)量計(jì)算

將植物樣品置于65℃烘箱中烘干后粉碎,土壤樣品置于室內(nèi)通風(fēng)處自然風(fēng)干磨碎過(guò)篩后做好標(biāo)記儲(chǔ)藏備用。植物和土壤的有機(jī)碳密度均采用重鉻酸鉀-水合加熱法測(cè)定。

植物碳儲(chǔ)量(t/hm2)=植物有機(jī)碳密度(kg/t)×單位面積生物量(t/hm2)÷1000

土層碳儲(chǔ)量(t/hm2)=土層容重(t/m3)×土層深度(m)×土層碳密度(kg/t)×(1-巖石裸露率)×(1-石礫含量)×10000 m2÷1000

土壤碳儲(chǔ)量=3個(gè)土層碳儲(chǔ)量之和

1.4 數(shù)據(jù)處理

采用Excel 2007進(jìn)行數(shù)據(jù)處理與作圖,利用SPSS 17.0統(tǒng)計(jì)分析軟件進(jìn)行方差分析與多重比較。

2 結(jié)果與分析

2.1 喬木層碳儲(chǔ)量

從表2見(jiàn),3種人工林的喬木層碳儲(chǔ)量為M(62.57)>D(15.46)>Z(11.32 t/hm2),以混交林(M)為最高,與任豆(Z)、吊絲竹(D)純林比較差異顯著(P﹤0.05)。因3種人工林的林齡不同,為使它們具有可比性,將它們的碳儲(chǔ)量換算為年平均碳儲(chǔ)量。表2顯示,年平均碳儲(chǔ)量亦是M(1.84)>D(1.72)>Z(1.13 t/hm2),年平均碳儲(chǔ)量處理間差異顯著(P﹤0.05)。其中：M、D與Z比較都差異顯著,而M、D間比較差異不顯著,但M比D高了6.98%。表2還發(fā)現(xiàn),不同處理的喬木層地上、地下部碳儲(chǔ)量分配比例各異,其中：地上部碳儲(chǔ)量分配比例以M最高,達(dá)85.14%,D最低,僅78.01%；而地下部則相反,以D最高,達(dá)21.99%,M最低,僅14.86%。

3種不同年齡封育林,僅MCK處理有0.25 t/hm2的喬木碳儲(chǔ)量。表明DCK、ZCK都仍處于灌草演替階段,MCK雖經(jīng)34年的封育,但僅有零星喬木出現(xiàn),尚處于喬灌叢初級(jí)演替階段。

表2 喬木層各組分碳儲(chǔ)量/(t/hm2)

同行不同字母表示處理間碳儲(chǔ)量差異顯著(P<0.05),括號(hào)前數(shù)據(jù)為碳儲(chǔ)量,括號(hào)內(nèi)數(shù)據(jù)為組分碳儲(chǔ)量占喬木層碳儲(chǔ)量的百分?jǐn)?shù)

2.2 地被物的碳儲(chǔ)量與分配

本研究的地被物包括了灌木層、草本層和凋落物層3個(gè)層次。從表3見(jiàn),6種處理地被物的碳儲(chǔ)量在0.84—4.98 t/hm2之間。不同處理地被物的碳儲(chǔ)量排序?yàn)椋篗CK(4.98)>ZCK(3.02)>M(2.63)>DCK(2.60)>Z(1.80)>D(0.84 t/hm2),處理間差異顯著(P<0.05),多重比較顯示,除DCK、M間差異不顯著外,其他處理間比較都差異顯著。地被物碳儲(chǔ)量在不同植物層次的分配量排序因處理不同有異,其中：D、Z、DCK處理均是草本層>灌木層>凋落物層；ZCK為灌木層>草本層>凋落物層；M和MC為灌木層>凋落物層>草本層。不同處理灌木層、草本層的碳儲(chǔ)量在地上、地下部分配量都以地上部高于地下部；而灌木層和草本層的碳儲(chǔ)量在地上、地下部分配比例處理之間則較接近,灌木層分別為67.19%—69.70%、30.30%—32.81%,極差2.51；草本層分別為68.07%—71.43% 、28.57%—31.93%,極差3.36。表明,在石漠化生態(tài)系統(tǒng)中,灌木層、草本層的碳儲(chǔ)量在地上、地下部的分配比例相對(duì)穩(wěn)定,恢復(fù)模式或恢復(fù)時(shí)間對(duì)它們的影響都不明顯。

表3還發(fā)現(xiàn),人工林和封育林灌木層、凋落物層的碳儲(chǔ)量都隨造林或封育時(shí)間的增加而提高,人工林以M>Z>D,封育林以MCK>ZCK>DCK。而草本層則相反,封育林以DCK>ZCK>MCK,這主要與封育林隨年齡的增加植被所處的演替階段不同所致；而人工林以Z>D>M,這主要因本區(qū)域草本植物以喜陽(yáng)者居多,林分郁閉度是影響草本數(shù)量的主要因素。任豆純林(Z)的葉片細(xì)小,枝條稀疏,林齡較小,林分郁閉度最低(0.75)；多樹(shù)種混交林(M)林齡最長(zhǎng),且林分結(jié)構(gòu)為多層次,林冠較濃密,林分郁閉度最高(0.90)；吊絲竹純林(D)葉片較大,但林分結(jié)構(gòu)為單層林,且林齡最小,郁閉度居中(0.80)。故草本碳儲(chǔ)量以Z最多,M最少,D居中。

表3 地被物碳儲(chǔ)量/(t/hm2)

同行不同小寫(xiě)字母表示處理間碳儲(chǔ)量差異顯著(P<0.05),括號(hào)前數(shù)據(jù)為碳儲(chǔ)量,括號(hào)內(nèi)數(shù)據(jù)為組分碳儲(chǔ)量占該層次碳儲(chǔ)量的百分?jǐn)?shù)

2.3 土壤碳儲(chǔ)量及分配

表4顯示,土壤碳儲(chǔ)量處理間差異顯著(P﹤0.05)。其中以M最高,達(dá)56.00 t/hm2,其他順次為MCK(55.63)>Z(53.44)>D(51.45)>ZCK(49.87)>DCK(47.15 t/hm2),多重比較表明,除M、MCK間差異不顯著外,其他處理間差異均顯著。表4還表明,無(wú)論人工林還是封育林,它們的土壤碳儲(chǔ)量都隨林齡的增加而提高,但人工林增加的數(shù)量大于封育林,其中：D比DCK高9.10%,Z比ZCK高7.16%,M比MCK高0.67%。表明,人工林和封育林的土壤碳儲(chǔ)量隨著植被恢復(fù)時(shí)間的增加差距在逐漸縮小,這可能與中度石漠化山地土壤的固碳潛力較低有關(guān)。

表4還發(fā)現(xiàn),不同土層的土壤碳儲(chǔ)量從上往下逐漸降低,同一處理不同土層的土壤碳儲(chǔ)量差異顯著(P﹤0.05)。不同處理土壤的碳儲(chǔ)量在各土壤層次的分配比例各異,0—10 cm為：37.91%—42.34%；10—20 cm為：30.40%—33.28%；20 cm以上為：27.26%—29.39%,亦表現(xiàn)為從上往下碳儲(chǔ)量分配比例下降。這與碳的輸入以凋落物分解為主有關(guān)。

表4 不同處理的土壤碳儲(chǔ)量/(t/hm2)

土壤最大厚度為37 cm。同行不同小寫(xiě)字母表示處理間碳儲(chǔ)量差異顯著(P<0.05),同列不同大寫(xiě)字母表示土層間碳儲(chǔ)量差異顯著(P<0.05)

2.4 生態(tài)系統(tǒng)碳儲(chǔ)量及分配

從圖1可見(jiàn),6種林分的生態(tài)系統(tǒng)碳儲(chǔ)量排序?yàn)椋篗(121.20)>D(67.75)>Z(66.56)>MCK(60.86)>ZCK(52.89)>DCK(49.75 t/hm2),處理間差異顯著(P﹤0.05)。人工林D、Z、M生態(tài)系統(tǒng)的碳儲(chǔ)量分別是其封育林DCK、ZCK、MCK的1.36倍、1.26倍、1.99倍,人工林生態(tài)系統(tǒng)碳儲(chǔ)量顯著高于其封育林。表明,人工林因能快速形成喬木林,故比封育林能更有效的提高生態(tài)系統(tǒng)碳儲(chǔ)量,且造林模式不同,效果有異,以多樹(shù)種混交林為最優(yōu),其次吊絲竹純林,任豆純林居后。而封育林生態(tài)系統(tǒng)的碳儲(chǔ)量則隨封育時(shí)間的增加而提高,以封育34a最高,10a次之,9a居末。

生態(tài)系統(tǒng)碳儲(chǔ)量在喬木層、地被物層、土壤層的分配比例,D、Z、M人工林分別為22.82%、1.24%、75.94%；17.01%、2.70%、80.29%；51.63%、2.17%、46.20%。其中：?jiǎn)棠緦诱?7.01%—51.63%,地被物層占1.24%—2.70%,土壤層占46.20%—80.29%。而DCK、ZCK、MCK封育林則分別為0.00、5.23%、94.77%；0.00%、5.71%、94.29%；0.41%、8.18%、91.41%。其中：?jiǎn)棠緦诱?.00—0.41%,地被物層占5.23%—8.18%；土壤層占91.41%—94.77%。生態(tài)系統(tǒng)碳儲(chǔ)量在不同層次的分配比例排序：M為喬木層>土壤層>地被物層；D、Z都為土壤層>喬木層>地被物層；封育林都為土壤層>地被物層>喬木層。

圖1 不同處理生態(tài)系統(tǒng)碳儲(chǔ)量及分配Fig.1 Carbon storage and allocation of ecosystem in different treatmentsD,吊絲竹純林,Pure plantations of Dendrocalamus minor；DCK,與吊絲竹純林同齡的封育對(duì)照林,The enclosed forests at the same-age with Dendrocalamus minor pure plantations；Z,任豆純林,Pure plantations of Zenia insignis；ZCK,與任豆純林同齡的封育對(duì)照林,The enclosed forests at the same-age with Zenia insignis pure plantations；M,任任豆×蜆木×頂果木混交林,Mixed plantations of Zenia insignis, Buerretiodendron hsienmu, and Acrocarpus fraxinifolius；MCK,與任豆×蜆木×頂果木混交林同齡的封育對(duì)照林,The enclosed forests at the same-age with Zenia insignis, Buerretiodendron hsienmu, and Acrocarpus fraxinifolius mixed plantation。相同數(shù)柱不同小寫(xiě)字母,表示處理間差異顯著(P<0.05)

3 討論

造林和封山育林都是巖溶山地植被恢復(fù)最常用的方式。而在石漠化山地,則以封山育林較為常用[30],但封山育林恢復(fù)植被需要經(jīng)歷從裸地→草叢→草灌叢→灌叢→喬灌叢等一系列演替過(guò)程才能進(jìn)入到喬木林演替階段[31],要完成這一系列演替過(guò)程需要數(shù)十年甚至上百年[32],而人工造林則能快速形成喬木林。本研究中的3種造林處理,林齡最短的僅為9a,但都已形成了喬木林,而3種封山育林處理都還沒(méi)有形成喬木林,MCK處理雖經(jīng)封育34a,但仍?xún)H零星出現(xiàn)最大胸徑5 cm的喬木,僅處于喬灌叢的初級(jí)演替階段。按本研究區(qū)喬木樹(shù)種從種子萌發(fā)到長(zhǎng)成胸徑5 cm幼樹(shù)約需6—8年推算,在中度石漠化山地實(shí)施封山育林,喬木出現(xiàn)并定居的時(shí)間要比直接造林遲26—28年,繼續(xù)演替至喬木林階段,則至少還需要20年以上。表明,在南亞熱帶中度石漠化山地實(shí)施封山育林,約需50年才能形成喬木林,與溫遠(yuǎn)光等研究結(jié)論基本一致[32]。表明,人工造林是恢復(fù)和重建巖溶山地退化森林植被最快捷、有效的方式。

森林生態(tài)系統(tǒng)碳儲(chǔ)量受林分起源、樹(shù)種組成、密度、年齡結(jié)構(gòu)及經(jīng)營(yíng)活動(dòng)等眾多因素的影響[33- 34],它們中任一因素的改變都會(huì)導(dǎo)致生態(tài)系統(tǒng)碳儲(chǔ)量的變化。本研究6種處理在林分起源、林種、結(jié)構(gòu)、年齡等都有異,它們生態(tài)系統(tǒng)的碳儲(chǔ)量亦各異,人工林以M(121.20)>D(67.75)>Z(66.56 t/hm2),封育林以MCK(60.86)>ZCK(52.89)>DCK(49.75 t/hm2),人工林和封育林的生態(tài)系統(tǒng)碳儲(chǔ)量都隨林齡的增加而提高。

植被和土壤碳儲(chǔ)量都是評(píng)價(jià)人工林生態(tài)系統(tǒng)吸收和固持CO2的重要指標(biāo)[35],森林生態(tài)系統(tǒng)的植物碳主要固持于喬木層[36]。本研究表明,D、Z、M人工林的植物碳儲(chǔ)量分別為16.30、13.12、65.20 t/hm2,其中：?jiǎn)棠緦犹純?chǔ)量分別為15.46、11.32、62.57 t/hm2,分別占植物碳儲(chǔ)量的94.85%、86.28%、95.97%,與蘭斯安等對(duì)杉木,陳東升等對(duì)日本落葉松的研究結(jié)果基本一致[37- 38]。而DCK、ZCK、MCK封育林因仍沒(méi)有形成喬木層,它們的植物碳儲(chǔ)量?jī)H分別為2.60、3.02、5.25 t/hm2,僅分別為其同齡人工林植物碳儲(chǔ)量的15.95%、23.02%、8.39%。表明,在陸地生態(tài)系統(tǒng)中,喬木層是決定植物碳儲(chǔ)量高低的最關(guān)鍵層次,缺喬木層的植被系統(tǒng)是低碳儲(chǔ)量的系統(tǒng)。

造林模式明顯影響植物碳儲(chǔ)量。D、Z、M3種造林模式植物的年平均碳儲(chǔ)量以多樹(shù)種混交林最高(1.92 t/hm2),吊絲竹純林次之(1.81 t/hm2),任豆純林居后(1.31 t/hm2),處理間差異顯著(P﹤0.05)。表明,造林模式不同,樹(shù)種和林分結(jié)構(gòu)有異,導(dǎo)致了植物碳儲(chǔ)量的明顯差異。另外,M處理的植物碳儲(chǔ)量比中國(guó)森林植被的平均碳儲(chǔ)量57.07 t/hm2[35]高,表明中度石漠化巖溶山地并非石頭一片,草木難生的蠻荒之地,只要樹(shù)種選擇得當(dāng),模式配置科學(xué),營(yíng)林技術(shù)措施到位,同樣可以培育出較高產(chǎn)量的林分。

土壤碳儲(chǔ)量受土壤特性、凋落物輸入量以及植物根系周轉(zhuǎn)率等的影響[39- 40]。植被恢復(fù)增加了中度石漠化山地的凋落物輸入量及細(xì)根周轉(zhuǎn)率,從而提高了石漠化山地土壤的碳儲(chǔ)量。本研究結(jié)果顯示,無(wú)論是人工林還是封育林,土壤碳儲(chǔ)量都隨植被恢復(fù)時(shí)間的增加而提高,與李菲等研究結(jié)果一致[23]。

植被恢復(fù)方式對(duì)土壤碳儲(chǔ)量的影響明顯。人工林的土壤碳儲(chǔ)量都高于封育林,尤其在植被恢復(fù)初期,D、Z的土壤碳儲(chǔ)量與它們同齡的DCK、ZCK比較都差異顯著(P﹤0.05)。這是因?yàn)橥寥乐械奶贾饕獊?lái)自于凋落物和植物細(xì)根的分解[41- 42],而喬木林的凋落物量、細(xì)根生物量及細(xì)根碳密度均高于灌、草[43-45]之故。但經(jīng)植被恢復(fù)34年的M和MCK處理,它們的土壤碳儲(chǔ)量已十分接近(分別為56.00、55.63 t/hm2)。這可能與石漠化山地土壤淺薄、巖石裸露率高,土壤碳固持的潛力較低,當(dāng)植被恢復(fù)到一定階段(本研究為34年),碳的輸入與輸出趨于平衡,土壤碳趨于穩(wěn)定有關(guān),這與Richter等研究結(jié)論相吻合[46]。

中國(guó)森林土壤平均碳儲(chǔ)量為193.55 t/hm2,約為植被碳儲(chǔ)量的3.4倍[35]。本研究的土壤碳儲(chǔ)量在47.15—56.00 t/hm2之間,土壤平均碳儲(chǔ)量為51.58 t/hm2,約為全國(guó)土壤碳儲(chǔ)量平均水平的1/4,且多樹(shù)種混交林的土壤碳儲(chǔ)量不僅不比植被碳儲(chǔ)量高,返而比植被碳儲(chǔ)量低了16.43%,表明中度石漠化巖溶山地土壤為碳固持能力較低的土壤。

4 結(jié)論

造林是恢復(fù)中度石漠化山地植被與形成喬木林最快速的方式,而封山育林形成喬木林要比造林遲50年以上。植被恢復(fù)都能提高中度石漠化生態(tài)系統(tǒng)的碳儲(chǔ)量,但以人工林提高的速度快于封育林,D、Z、M人工林生態(tài)系統(tǒng)碳儲(chǔ)量分別是其同齡封育林DCK、ZCK、MCK的1.36倍、1.26倍、1.99倍。封育林生態(tài)系統(tǒng)的碳儲(chǔ)量隨封育時(shí)間的增加而提高,而人工造林生態(tài)系統(tǒng)的碳儲(chǔ)量因模式的不同而異,以多樹(shù)種混交林優(yōu)于純林,以吊絲竹純林優(yōu)于任豆純林。