溫遠(yuǎn)光，左曉慶，周曉果,3，朱宏光,2，王 磊，蔡道雄，賈宏炎，明安剛，盧立華

(1.廣西大學(xué)林學(xué)院，廣西森林生態(tài)與保育重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室，廣西南寧 530004；2.廣西友誼關(guān)森林生態(tài)系統(tǒng)定位觀測(cè)研究站，廣西憑祥 532600；3.廣西科學(xué)院生態(tài)產(chǎn)業(yè)研究院，廣西南寧 530007;4.中國(guó)林業(yè)科學(xué)研究院熱帶林業(yè)實(shí)驗(yàn)中心，廣西憑祥 532600)

0 引言

桉樹具有適應(yīng)性強(qiáng)、生長(zhǎng)快速、產(chǎn)量高、效益好等優(yōu)點(diǎn)，成為全球熱帶和亞熱帶地區(qū)短周期人工林重要的用材樹種[1-2]。截至2019年我國(guó)桉樹人工林面積突破546萬(wàn)hm2，居全球第二位，而廣西的桉樹人工林面積達(dá)256萬(wàn)hm2，居全國(guó)首位。桉樹在保障國(guó)家木材安全和應(yīng)對(duì)氣候變化等方面發(fā)揮了重要的作用[3]。森林撫育是森林培育的關(guān)鍵技術(shù)，傳統(tǒng)上通常采取人工砍草撫育，導(dǎo)致營(yíng)林成本增加。化學(xué)除草劑使用方便、作用迅速、除草效果明顯、成本低、易于大面積使用，因而成為農(nóng)林業(yè)生產(chǎn)中雜草防治的主要方式[2,4]。近10余年來，除草劑在桉樹人工林中的應(yīng)用越來越普遍[5-6]，有關(guān)除草劑對(duì)林分生長(zhǎng)量、物種多樣性的影響有了一些研究，認(rèn)為除草劑可以改變植物群落的組成[5]，降低植物覆蓋和碳輸入等[4-6]，但關(guān)于除草劑對(duì)桉樹人工林生物量和碳儲(chǔ)量影響的試驗(yàn)研究極少[7]。本研究于2015年初在廣西欽州市欽南區(qū)廣西大學(xué)林學(xué)院與APP·中國(guó)共同建立的研究基地，開展了不同濃度、不同頻率除草劑噴施試驗(yàn)，旨在揭示低濃度高頻率、中濃度中頻率和高濃度低頻率施用除草劑條件下，桉樹人工林生物量和碳儲(chǔ)量的響應(yīng)機(jī)制及作用規(guī)律，為除草劑的安全施用和生態(tài)營(yíng)林提供科學(xué)建議。

1 材料與方法

1.1 研究區(qū)域概況

研究區(qū)域位于廣西欽州市欽南區(qū)大番坡鎮(zhèn)(地處北緯21°49′，東經(jīng)108°38′)，丘陵地貌，南鄰北部灣，主要受海洋氣候影響，是我國(guó)濕熱多雨的地區(qū)之一。該地區(qū)年平均氣溫21.7—22.8℃，極端最低溫-2.0℃，極端最高溫41.0℃，全年≥10℃的年積溫7 220—7 812℃；歷年平均降雨量為2 104.2 mm，由于季風(fēng)影響，降雨分布不均，干濕季分明；每年4—9月為雨季，降雨集中，占全年降雨量的80%；10月至次年3月為干季，降雨量少，占20%?？諝獬睗瘢昃鄬?duì)濕度達(dá)80%。土壤類型為磚紅壤。原生植被幾無殘存，20世紀(jì)90年代主要是馬尾松低產(chǎn)林，1997年開始大面積營(yíng)造桉樹人工林。

1.2 試驗(yàn)林的營(yíng)造與試驗(yàn)設(shè)計(jì)

2014年10月對(duì)試驗(yàn)地進(jìn)行人工清理和整地，2015年4月完成試驗(yàn)林營(yíng)造，桉樹造林的株行距為1.25 m×4.00 m，密度為2 000株/hm2。造林前，每株桉樹施復(fù)合肥基肥550 g作為基肥，造林后前2年，每年春季追施桉樹專用肥250 g/株。試驗(yàn)林總面積約30 hm2。

試驗(yàn)設(shè)置4種除草方式，即連續(xù)3年人工除草(Manual Tending，MT)、連續(xù)3年低濃度高頻率化學(xué)除草撫育(Low-dose High-frequency，LHF)、連續(xù)2年中等濃度中頻率化學(xué)除草撫育(Medium-dose Medium-frequency,MMF)、造林當(dāng)年高濃度低頻率化學(xué)除草撫育(High-dose Low-frequency,HLF)。在不同處理之間保留有10 m以上的隔離帶。

試驗(yàn)中，除草劑為41%草甘膦(異丙胺鹽水劑)，3種濃度的除草劑總用量相同，均為1 200 mL/667 m2。其中：LHF每次使用的濃度為200 mL/667 m2(41%草甘膦200 g兌水15 kg進(jìn)行噴施，采用16型背負(fù)式噴霧器及0.7 mm噴片進(jìn)行噴霧)，每年噴施2次(4—5月和8—9月)，連續(xù)噴施3年；MMF每次使用的濃度為300 mL/667 m2，每年噴施2次(4—5月和8—9月)，連續(xù)噴施2年；HLF每次使用的濃度為600 mL/667 m2，在試驗(yàn)第1年噴施2次(4—5月和8—9月)。MMF處理為生產(chǎn)中普遍使用的濃度。

1.3 林分生物量調(diào)查及估算

在不同處理的代表性地段，共設(shè)置12個(gè)30 m×20 m研究樣地，每處理3次重復(fù)。分別于2018年1月、7月和2019年7月，將每個(gè)30 m×20 m的樣地再細(xì)分為6個(gè)10 m×10 m的樣方，調(diào)查每個(gè)樣方林木的胸徑、樹高等；在每個(gè)30 m×20 m樣地的上、中、下坡設(shè)3個(gè)5 m×5 m的灌木層調(diào)查樣方和3個(gè)2 m×2 m的草本層調(diào)查樣方，采用收獲法測(cè)定灌木層和草本層的生物量。喬木層的生物量按早期建立的桉樹各器官生物量回歸方程計(jì)算[7]。

1.4 土壤樣品采集和分析

在每個(gè)30 m×20 m樣方中心以及距離樣方中心9—10 m處，每隔45°設(shè)置一個(gè)采樣點(diǎn)，共9個(gè)采樣點(diǎn)，用內(nèi)徑為8.5 cm的不銹鋼土鉆采集0—20 cm、20—40 cm、40—60 cm 3個(gè)土層的土樣，去除植物根系及石礫，分別制成每層的混合土樣后過2 mm孔徑篩，風(fēng)干后采用重鉻酸鉀外加熱法測(cè)定土壤有機(jī)碳含量[8]。同時(shí)，在每個(gè)樣方中隨機(jī)挖取2個(gè)土壤剖面，分為0—20 cm、20—40 cm、40—60 cm 3個(gè)土層，采用環(huán)刀法測(cè)定土壤容重[9]。

1.5 植物和土壤有機(jī)碳的估算

植物生物量碳儲(chǔ)量是根據(jù)植物不同器官的生物量和含碳率(0.47)進(jìn)行換算[9]。

土壤碳儲(chǔ)量按下式計(jì)算：

Si=10-2×Di×Ci×Hi,

式中，Si為土壤第i層土壤單位面積的碳儲(chǔ)量，單位t·hm-2；Di為第i層土壤的容重，單位g/cm3；Ci為第i層土壤的含碳率，百分含量；Hi為第i層土壤的土層厚度，單位cm。

1.6 數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)分析

采用單因素方差分析(One-way ANOVA)不同林齡不同處理林分生物量、碳儲(chǔ)量的差異，用S-N-K法進(jìn)行顯著性檢驗(yàn)；分析均用SPSS 19.0(SPSS,Inc,Chicago,IL)軟件完成，顯著性水平設(shè)P<0.05，用Sigmaplot 11.0軟件繪圖。

2 結(jié)果與分析

2.1 林分生態(tài)系統(tǒng)生物量

2.1.1 桉樹生物量

不同處理的桉樹平均生物量33月為41.43—45.98 t·hm-2，39月為55.80—61.58 t·hm-2，51月為88.90—95.63 t·hm-2(圖1)。不同處理的桉樹平均生物量大小變化在不同林齡階段有所不同，33月為MMF>LHF>HLF>MT，39月相應(yīng)為L(zhǎng)HF>MMF>MT>HLF，而51月則是LHF>MMF>HLF>MT。但方差分析表明，同一林齡段不同處理之間的桉樹平均生物量均無顯著差異，同一處理的桉樹平均生物量均隨林齡增加而增加，51月的平均生物量顯著高于33月和39月的。

不同小寫字母表示相同林齡不同處理之間差異顯著(P<0.05,n=3)，不同大寫字母表示同一處理不同林齡之間差異顯著(P<0.05,n=3)

Different lowercase letters indicate significant difference among different treatments in the same stand age (P<0.05,n=3).Different capital letters indicate significant difference among different stand age in the same treatment (P<0.05,n=3)

圖1 不同林齡不同處理桉樹的生物量

Fig.1 Biomass of different treatments in different stand age

2.1.2 林下植被生物量

林下植被分為灌木層和草本層。各處理灌木層的生物量均隨著林分林齡的增加而增加，但不同處理間增加的程度不同。33月時(shí)，MMF和HLF處理的林下灌木層生物量顯著高于MT和LHF;39月時(shí)LHF顯著低于其他處理;在51月時(shí)，MT和HLF則顯著高于LHF和MMF(表1)。結(jié)果表明，隨林齡增加，LHF和MMF對(duì)灌木層生物量產(chǎn)生了負(fù)面影響，HLF對(duì)灌木層的影響不顯著。

不同處理林下草本層的生物量也是隨著林分林齡的增加而增加。33月時(shí)，HLF草本層生物量顯著高于其他處理，而LHF的最低;在51月時(shí)，MT草本層生物量最高，但處理間差異均不顯著(表1)。將灌木層和草本層綜合來看，隨著林齡增加，在39月和51月時(shí)，LHF處理林下植被生物量均顯著低于MT，可見LHF對(duì)林下植被的負(fù)面影響最大；51月時(shí)，MMF和HLF也顯著低于MT，表明除草劑處理對(duì)林下植被產(chǎn)生了較長(zhǎng)期的負(fù)面影響。

由表1可以看出，不同林齡林下植被生物量均表現(xiàn)為51月齡顯著高于39月和33月，39月顯著高于33月。同時(shí)，不同處理之間也存在顯著差異。33月時(shí)，以HLF林下植被生物量最高，其次是MMF和MT，以LHF的最低；39月時(shí)仍然以LHF的最低，顯著低于MT、MMF和HLF，而后三者差異不顯著；51月時(shí)，則以MT的最高，顯著高于LHF、MMF和HLF，而后三者無顯著差異。

表1 不同林齡各處理林下植被生物量

Table 1 Biomass of different treatments in different stand age in understory

層次Layer林齡Stand age (month)MT(t·hm-2)LHF(t·hm-2)MMF(t·hm-2)HLF(t·hm-2)灌木層Shrub layer330.28±0.05aA0.39±0.12aA1.33±0.10bA1.96±0.31cA394.58±1.40bB2.09±0.54aA4.66±0.84bB4.53±1.21bB519.70±1.45bC5.94±1.70aB5.42±0.74aB7.27±1.29abC草本層Herb layer331.07±0.08bA0.36±0.04aA1.30±0.30bA2.18±0.46cA391.87±0.31aA1.47±0.25aB2.41±0.15bA2.93±0.04cA515.76±0.81aB4.14±0.84aC4.70±1.28aB5.28±0.49aB林下植被Understory331.35±0.13aA0.76±0.16aA2.64±0.37bA4.14±0.77cA396.45±1.61bB3.56±0.57aB7.07±0.90bB7.46±1.20bB5115.46±2.13bC10.08±0.93aC10.12±0.68aC12.55±0.95aC

注：不同小寫字母表示相同林齡不同處理之間差異顯著(P<0.05,n=3)，不同大寫字母表示同一處理不同林齡之間差異顯著(P<0.05,n=3)

Note:Different lowercase letters indicate significant difference among different treatments in the same stand age (P<0.05,n=3).Different capital letters indicate significant difference among different stand age in the same treatment (P<0.05,n=3)

2.1.3 總生物量

總生物量為喬木層生物量(本文為桉樹生物量)與林下植被生物量之和。由圖2可以看出，33月、39月、51月不同處理林分的總生物量分別為42.78—48.62 t·hm-2、62.38—66.73 t·hm-2、102.66—105.71 t·hm-2。方差分析結(jié)果表明，同一林齡各處理之間均無顯著差異，而同一處理不同林齡之間存在顯著差異。39月MMF林分的總生物量顯著高于33月的同一處理林分，同樣，51月各處理林分顯著高于33月和39月。

不同小寫字母表示相同林齡不同處理之間差異顯著(P<0.05,n=3)，不同大寫字母表示同一處理不同林齡之間差異顯著(P<0.05,n=3)

Different lowercase letters indicate significant difference among different treatments in the same stand age (P<0.05,n=3).Different capital letters indicate significant difference among different stand age in the same treatment (P<0.05,n=3)

圖2 不同林齡不同處理林分總生物量

Fig.2 Total biomass of different treatments in different stand age

2.2 林分生態(tài)系統(tǒng)碳儲(chǔ)量

2.2.1 植被碳儲(chǔ)量

植被碳儲(chǔ)量為喬木層碳儲(chǔ)量(TCS)與林下植被碳儲(chǔ)量(UCS)之和。從表2可看出，相同林齡不同處理的植被碳儲(chǔ)量均無顯著差異，而不同月齡除了MMF表現(xiàn)為51月林分植被碳儲(chǔ)量顯著高于33月和39月、39月顯著高于33月外，其余處理均表現(xiàn)為51月林分顯著高于33月和39月林分，33月與39月林分間差異不顯著。

不同林齡各處理林分喬木層的植被碳儲(chǔ)量存在一定的差異，以LHF的較高，MT的較低，但方差分析表明，相同林齡不同處理之間喬木層碳儲(chǔ)量均無顯著差異。相同處理不同林齡喬木層的碳儲(chǔ)量存在顯著差異，51月各處理林分顯著高于33月和39月的同一處理林分，33月和39月林分各處理之間差異不顯著(MMF處理除外)。

各處理林分的林下植被碳儲(chǔ)量均呈現(xiàn)51月>39月>33月，方差分析表明，不同處理51月林分林下植被碳儲(chǔ)量顯著高于33月和39月林分，39月林分顯著高于33月林分。研究表明，同一林齡不同處理間，林下植被碳儲(chǔ)量存在顯著差異，33月時(shí)，以HLF的最高，其次是MMF，兩者顯著高于MT和LHF，HLF還顯著高于MMF，MT與LHF之間差異不顯著；39月時(shí)，林下植被碳儲(chǔ)量以LHF的最低，其余3種處理的相近，為3.03—3.51 t·hm-2，方差分析表明，LHF林下植被碳儲(chǔ)量顯著低于MT、MMF和HLF，而后三者之間差異不顯著；51月齡時(shí)，各處理林下植被碳儲(chǔ)量為48.25—49.68 t·hm-2，各處理間差異不顯著。

表2 不同林齡各處理林分植被碳儲(chǔ)量

Table 2 Vegetation carbon stocks of different treatments in different stand age

層次Layer林齡Stand age (month)MT(t·hm-2)LHF(t·hm-2)MMF(t·hm-2)HLF(t·hm-2)喬木層Tree layer3319.47±5.26aA21.33±5.18aA21.61±2.97aA19.70±4.75aA3926.29±4.55aA28.94±4.88aA28.04±2.21aB26.23±6.70aA5141.78±6.69aB44.95±5.68aB43.49±3.05aC43.38±5.70aB林下植被Understory330.64±0.06aA0.36±0.07aA1.24±0.18bA1.95±0.36cA393.03±0.76bB1.67±0.27aB3.32±0.42bB3.51±0.57bB517.27±1.00bC4.74±0.44aC4.76±0.32aC5.90±0.45aC植被Vegetation3320.10±5.28aA21.69±5.10aA22.85±2.91aA21.64±5.10aA3929.32±3.87aA30.62±4.70aA31.36±2.32aB29.74±6.70aA5149.05±6.98aB49.68±5.74aB48.25±3.30aC49.28±5.50aB

注：不同小寫字母表示相同林齡不同處理之間差異顯著(P<0.05,n=3)，不同大寫字母表示同一處理不同林齡之間差異顯著(P<0.05,n=3)

Note:Different lowercase letters indicate significant difference among different treatments in the same stand age (P<0.05,n=3).Different capital letters indicate significant difference among different stand age in the same treatment (P<0.05,n=3)

2.2.2 土壤碳儲(chǔ)量(SOCS)

不同林齡各處理林分土壤碳儲(chǔ)量存在一定的變化，以HLF的較低(76.51—78.33 t·hm-2)，MT(89.13—93.99 t·hm-2)和LHF(90.80—92.09 t·hm-2)的較高，但方差分析表明，差異不顯著(圖3)。

不同小寫字母表示相同林齡不同處理之間差異顯著(P<0.05,n=3)，不同大寫字母表示同一處理不同林齡之間差異顯著(P<0.05,n=3)

Different lowercase letters indicate significant difference among different treatments in the same stand age (P<0.05,n=3).Different capital letters indicate significant difference among different stand age in the same treatment (P<0.05,n=3)

圖3 不同林齡不同處理桉樹人工林土壤碳儲(chǔ)量

Fig.3 Soil carbon stocks ofEucalyptusplantations under different treatments in different stand age

2.2.3 生態(tài)系統(tǒng)碳儲(chǔ)量

生態(tài)系統(tǒng)碳儲(chǔ)量為喬木層、林下植被和土壤層(本文為0—60 cm)碳儲(chǔ)量之和[10]。測(cè)定表明，33月和39月時(shí)，同一林齡不同處理間生態(tài)系統(tǒng)碳儲(chǔ)量均無顯著差異。不同的是，51月時(shí)，MT的生態(tài)系統(tǒng)碳儲(chǔ)量(143.04 t·hm-2)顯著高于HLF(127.61 t·hm-2)，其余差異不顯著(圖4)。3個(gè)林齡段HLF林分生態(tài)系統(tǒng)碳儲(chǔ)量均為最低，LHF的較高。方差分析表明，51月的MT、LHF和HLF生態(tài)系統(tǒng)碳儲(chǔ)量顯著高于33月和39月的同一處理，33月和39月同一處理之間差異不顯著，而MMF處理的生態(tài)系統(tǒng)碳儲(chǔ)量在不同林齡間均無顯著差異。

圖4 不同林齡不同處理林分生態(tài)系統(tǒng)碳儲(chǔ)量

Fig.4 Ecosystem carbon stocks of different treatments in different stand age

2.3 生態(tài)系統(tǒng)碳儲(chǔ)量分配

由表3可以看出，不同林齡不同處理生態(tài)系統(tǒng)碳儲(chǔ)量的分配規(guī)律基本一致，均表現(xiàn)為土壤有機(jī)碳儲(chǔ)量(SOCS)>喬木層碳儲(chǔ)量(TCS)>林下植被碳儲(chǔ)量(UCS)，隨著林齡的增加，TCS和UCS比例遞增，而SOCS的比例遞減。33月時(shí)，各處理的SOCS占生態(tài)系統(tǒng)碳儲(chǔ)量的78.10%—81.40%，TCS占18.01%—20.07%，UCS占0.31%—1.97%；51月時(shí)，SOCS的比例降至61.46%—65.61%，而TCS和UCS分別增至29.29%—33.90%和3.37%—5.10%。從表3還可看出，不同林齡各處理TCS和SOCS在生態(tài)系統(tǒng)碳儲(chǔ)量中的比例均無顯著差異，而UCS的比例卻存在顯著差異。33月時(shí)，不同處理UCS的比例呈現(xiàn)出HLF顯著高于MMF、MT、LHF，MMF顯著高于MT、LHF，MT顯著高于LHF；39月時(shí)卻表現(xiàn)為L(zhǎng)HF顯著低于MT、MMT和HLF，后三者差異不顯著；51月時(shí)，MT顯著高于LHF，其余差異不顯著。

不同林齡同一處理同一組分的碳儲(chǔ)量分配存在顯著差異。方差分析表明，MT、LHF 的TCS占比在3個(gè)林齡階段均無顯著差異，而MMF卻表現(xiàn)為51月林分顯著高于33月，與39月的差異不顯著，33月與39月之間差異也不顯著；除了MMF外，MT、LHF、HLF 3個(gè)處理的UCS占比均表現(xiàn)為51月顯著高于33月和39月，39月顯著高于33月；MT、LHF、MMF 3個(gè)處理SOCS的占比均表現(xiàn)為33月顯著高于51月，其余林分間差異不顯著，而HLF卻不同，表現(xiàn)為51個(gè)月林分顯著低于33月和39月，33月和39月林分間差異不顯著。

表3 不同林齡各處理生態(tài)系統(tǒng)碳儲(chǔ)量分配

Table 3 Carbon stock allocation of ecosystem in different treatments in different stand age

林齡Stand age (month)組分ComponentMT(%)LHF(%)MMF(%)HLF(%)33TCS18.01±5.75aA19.11±5.53aA20.07±4.21aA19.92±3.53aAUCS0.58±0.06bA0.31±0.05aA1.13±0.01cA1.97±0.26dASOCS81.40±5.80aB80.58±5.48aB78.79±4.19aB78.10±3.77aB39TCS22.23±5.23aA23.78±5.17aA23.65±3.78aAB24.31±4.50aAUCS2.52±0.46bB1.36±0.18aB2.82±0.62bB3.29±0.60bBSOCS75.25±4.79aAB74.86±5.10aAB73.53±4.28aAB72.39±4.35aB51TCS29.29±5.19aA32.11±5.10aA31.91±4.51aB33.90±2.55aBUCS5.10±0.89bC3.37±0.27aC3.48±0.40abB4.64±0.55abCSOCS65.61±5.62aA64.52±5.20aA64.61±4.89aA61.46±2.15aA

注：不同小寫字母表示相同林齡不同處理之間差異顯著(P<0.05,n=3)，不同大寫字母表示同一處理不同林齡之間差異顯著(P<0.05,n=3)

Note:Different lowercase letters indicate significant difference among different treatments in the same stand age (P<0.05,n=3).Different capital letters indicate significant difference among different stand age in the same treatment (P<0.05,n=3)

3 討論

3.1 除草劑對(duì)生態(tài)系統(tǒng)生物量的影響

除草劑在全球桉樹人工林生產(chǎn)中已經(jīng)得到廣泛的應(yīng)用，多數(shù)研究認(rèn)為除草劑降低了物種多樣性[2,11-13]，導(dǎo)致林下植被覆蓋度降低[4,14]，高濃度高頻率施用除草劑(41%草甘膦22.5 kg·hm-2，每年2次，連噴施3年)有利于提高桉樹的胸徑、樹高和蓄積生長(zhǎng)量，同時(shí)也降低林下植被的生物量[2]。在本研究中，在除草劑(41%草甘膦)和總用量(均為1 200 mL/667 m2)相同的情況下，無論采取低劑量高頻率、中劑量中等頻率，還是高劑量低頻率處理，3次測(cè)定結(jié)果均表明，與人工除草相比，施用除草劑對(duì)提高桉樹生物量有一定的促進(jìn)作用，施除草劑處理林分桉樹的生物量比人工除草增加1.16%—10.98%(33月)、-0.23%—10.10%(39月)和3.81%—7.57%(51月)，但方差分析結(jié)果表明，3種除草劑處理對(duì)桉樹的生物量沒有顯著影響。這可能與除草劑直接殺滅林下雜灌草，降低雜草與桉樹幼苗幼樹競(jìng)爭(zhēng)水肥有關(guān)[4,14]。其機(jī)理尚需進(jìn)一步研究。

本研究還發(fā)現(xiàn)，除草劑對(duì)林下植被生物量存在顯著的負(fù)效應(yīng)，在林齡51月時(shí)，即HLF處理后46月，林下植被生物量比對(duì)照(MT)減少23.19%；MMF處理后34月(林齡51月)林下植被生物量比MT減少52.77%；LHF處理后22月(林齡51月)林下植被生物量比MT減少53.37%(表1)。方差分析表明，3種除草劑處理方式下，51月林分林下植被生物量均顯著低于MT，說明除草劑對(duì)林下植被具有顯著的抑制作用。誠(chéng)然，這種除草劑的抑制效應(yīng)與噴施后植物群落的恢復(fù)期長(zhǎng)短有關(guān)，HLF處理的恢復(fù)期最長(zhǎng)，因而與MT的差異最小，MMF和LHF處理的恢復(fù)期較短，自然與MT(對(duì)照)的差異較大。這與前人的研究結(jié)果是一致的[4,14-15]。

3.2 除草劑對(duì)生態(tài)系統(tǒng)碳儲(chǔ)量的影響

關(guān)于人工林生態(tài)系統(tǒng)的碳儲(chǔ)量已有大量的研究[16-18]，但有關(guān)除草劑對(duì)人工林生態(tài)系統(tǒng)碳儲(chǔ)量的影響研究卻非常有限。有研究表明，東門林場(chǎng)桉樹人工林喬木層碳儲(chǔ)量隨著林分林齡的增加而增加，由1 a時(shí)的0.18 t·hm-2增加到8 a時(shí)的48.26 t·hm-2[16]。在本研究中，各處理的桉樹人工林喬木層碳儲(chǔ)量也隨林分林齡的增加而增加，平均值由33月時(shí)的19.28 t·hm-2，提高到51月時(shí)的31.80 t·hm-2，與前人的研究結(jié)果一致[16]。本研究表明，施除草劑處理對(duì)桉樹碳儲(chǔ)量均有一定程度的提高，51月時(shí)比人工除草處理增加1.60—3.17 t·hm-2，但未達(dá)到顯著性差異。研究顯示東門林場(chǎng)1—8 a桉樹林下植被的碳儲(chǔ)量變化為0.58—3.36 t·hm-2[16]。本研究表明，各處理51月林分的林下植被碳儲(chǔ)量變化為3.37—5.10 t·hm-2，高于東門林場(chǎng)桉樹林分[16]。與人工除草相比，林下植被碳儲(chǔ)量減少了9.91%—51.34%，表明除草劑對(duì)林下植被碳儲(chǔ)量存在顯著的負(fù)效應(yīng)。研究顯示，東門林場(chǎng)1—8 a桉樹人工林0—60 cm土層的土壤碳儲(chǔ)量是隨著林齡的增加而增加，由1 a時(shí)的75.23 t·hm-2增至8 a的81.51 t·hm-2 [16]。本研究與之相反，無論是人工除草還是除草劑處理，各林分0—60 cm土層的土壤碳儲(chǔ)量均呈現(xiàn)遞減趨勢(shì)，由33月時(shí)的78.10—81.40 t·hm-2下降到51月時(shí)的61.46—65.61 t·hm-2。進(jìn)一步分析發(fā)現(xiàn)，東門林場(chǎng)4 a桉樹人工林喬木層的生物量碳儲(chǔ)量?jī)H為20.75 t·hm-2[16]，明顯低于本研究林分(31.80 t·hm-2)。這說明本研究區(qū)域的桉樹人工林將土壤碳轉(zhuǎn)變?yōu)橹参锾嫉乃俾矢哂跂|門[19]。本研究還發(fā)現(xiàn)，除草劑對(duì)生態(tài)系統(tǒng)碳儲(chǔ)量存在顯著的負(fù)作用，51月林分，HLF的生態(tài)系統(tǒng)碳儲(chǔ)量比對(duì)照(MT)減少12.09%；MMF比MT減少4.11%；LHF比MT減少1.82%，但僅有HLF達(dá)到顯著差異。這與除草劑顯著降低林下植被生物量和碳儲(chǔ)量的效應(yīng)有關(guān)[2]。

4 結(jié)論

本試驗(yàn)研究證明，無論是LHF、MMF處理還是HLF處理，除草劑對(duì)桉樹生物量和碳儲(chǔ)量沒有顯著影響，但對(duì)林下植被生物量和碳儲(chǔ)量有明顯的負(fù)作用，HLF處理對(duì)生態(tài)系統(tǒng)碳儲(chǔ)量也存在顯著的負(fù)效應(yīng)，而人工除草撫育提高林下植被生物量、碳儲(chǔ)量以及生態(tài)系統(tǒng)碳儲(chǔ)量。林下植被是人工林生態(tài)系統(tǒng)的重要組成部分，對(duì)生物多樣性和土壤質(zhì)量的維持有重要作用，噴施除草劑降低多樣性和土壤質(zhì)量，從而影響林分生長(zhǎng)，降低生物量和碳儲(chǔ)量。因此，從應(yīng)對(duì)全球氣候變化和發(fā)展碳匯林視角，生產(chǎn)上應(yīng)盡量減少除草劑的應(yīng)用，而采取人工砍草撫育為宜。