桂西北秃杉人工林不同年龄阶段的固碳功能

[目的]探究秃杉人工林生长过程中的固碳功能及其变化趋势,为合理评价其生态效益提供依据。[方法]以桂西北秃杉人工林为研究对象,采用野外调查与室内分析相结合的方法,研究广西南丹县4个年龄阶段秃杉林(9、17、25、37年生)生态系统碳含量、碳储量、年净固碳量及其分配特征。[结果](1)秃杉不同器官碳含量为425.3～507.2 g·kg~(-1);灌木层碳含量为446.9～461.3 g·kg~(-1);草本层碳含量为387.0～412.5 g·kg~(-1);凋落物层碳含量为410.5～438.2 g·kg~(-1);土壤层(0～80 cm)碳含量为5.72～45.79 g·kg~(-1),且随土层加深而下降,同时随林龄增加而增大。(2)不同年龄阶段(9、17、25、37年生)秃杉林生态系统碳储量分别为180.39、223.24、254.65、314.59 t·hm~(-2),其中,乔木层依次占20.15%、33.72%、38.31%、46.70%,灌草层依次占0.37%、 0.66%、 0.88%、 0.84%,凋落物层依次占0.51%、 0.93%、 1.17%、 1.41%,土壤层依次占78.98%、64.69%、59.69%、51.06%。(3)9、17、25、37年生秃杉林年净固碳量分别为5.42、7.15、7.32、7.03 t·hm~(-2)·a~(-1),其中,乔木层依次占85.24%、73.85%、70.41%、68.58%,年凋落物依次占14.76%、26.15%、31.42%、29.59%。[结论]桂西北秃杉人工林生态系统碳储量随生长过程增加的变化规律明显,碳汇潜力巨大,研究结果为桂西北地区碳汇林业的经营与发展提供了依据。     

桂西北不同年龄阶段秃杉人工林的生物量积累及生产力变化

  目的  研究秃杉人工林生长过程中生物量和生产力的积累过程及其变化规律,为秃杉人工林尤其是大径级用材林经营管理提供科学依据。  方法  以广西南丹县秃杉人工林为研究对象,采用样地调查与生物量实测方法,研究了不同年龄阶段（9、17、25、37年生）秃杉人工林生物量、生产力及其分配特征。  结果  （1）乔木层生物量随林龄增加而增大,9、17、25、37 年生的秃杉人工林生物量分别为76.77、157.06、200.82、304.88 t/hm2,其中经济生物量（干材）分别为35.84、90.10、126.16、212.71 t/hm2,树枝生物量分别为16.35、28.68、30.60、30.01 t/hm2,树根生物量分别为11.26、21.22、24.16、39.92 t/hm2,树叶生物量分别为9.95、10.32、11.72、9.88 t/hm2,干皮生物量分别为3.38、6.74、8.17、12.36 t/hm2。（2）林下植被生物量依次为1.54、3.38、5.15、5.80 t/hm2,其中灌木层生物量分别占59.09%、69.53%、73.26%、73.45%,草本层占40.91%、30.47%、26.74%、26.55%。凋落物层生物量依次为2.23、4.73、7.04、10.67 t/hm2,随林龄增加而显著增大。（3）各年龄阶段秃杉人工林乔木层净生产力依次为8.53、9.24、8.03、8.24 t/（hm2·a）,其中干材净生产力组成比例（46.66% ~ 69.78%）随林龄增加而增大,树叶和树枝的组成比例（3.28% ~ 4.46%和9.83% ~ 21.34%）则呈现相反的变化趋势。  结论  （1）秃杉人工林乔木层生物量随林龄增加而逐渐积累,其中干材所占比例随林龄增加而增大,树叶、树枝和干皮生物量所占比例随林龄增加而下降,树根生物量所占比例波动较小。（2）与杉木和马尾松人工林相比,秃杉人工林具有速生期长和衰退晚的优点,生物生产力较高。研究结果为桂西北人工林可持续经营和发展提供了依据。      

桂西北不同年龄阶段秃杉人工林的水源涵养功能

为探究秃杉人工林水源涵养功能及其变化趋势,以广西南丹县不同年龄阶段(9,17,25,37年生)秃杉人工林为研究对象,采用室内浸泡法和环刀法分别研究4种林分的林冠层、林下植被层、凋落物层和土壤层持水特性。结果表明:(1)秃杉人工林林冠层和林下植物层持水量分别为18.79～28.37,1.27～4.72 t/hm~2,其中林下植物层持水量随林龄增加而显著增大(P0.05);凋落物现存量为2.23～10.67 t/hm~2,最大持水量为5.95～34.15 t/hm~2,随林龄增加而显著增大(P0.05)。(2)不同林龄秃杉林土壤非毛管孔隙度和总孔隙度分别为5.60%～15.68%和48.27%～66.85%,其中0—20,20—40 cm土层非毛管孔隙度和总孔隙度均显著大于40—80 cm土层(P0.05),同时随林龄增加而增大;土壤层(0—80 cm)最大持水量和有效持水量分别为4 196.74～4 416.47,540.13～648.07 t/hm~2,其中0—20,20—40 cm土层最大持水量和有效持水量随林龄增加而增大。(3)9,17,25,37年生秃杉人工林林分的总持水量依次为4 222.43,4 272.55,4 355.29,4 484.32 t/hm~2,随林龄增加而增大。综上,秃杉人工林能够改善土壤结构和水分状况,增强林分水源涵养功能。     

桂西北不同林龄秃杉人工林土壤理化性质

2018年3月份，在广西南丹县山口林场9、17、25、37年生秃杉(Taiwania flousiana)人工林中，分别选择邻近分布、立地条件基本一致地段，各设置3块20 m×20 m的样地；在每块标准地内按S形随机设置5个代表性采样点，按照土层深度(h)03环刀采集原状土壤，测定土壤物理性质(土壤的含水量、密度、孔隙度、持水量);依据试验测定结果，采用单因素方差分析法分析不同林龄秃杉人工林各土层土壤理化学性质的差异及林龄对秃杉人工林土壤理化性质的影响。结果表明：(1)不同林龄，土壤密度为0.852～1.011 g·cm^-3、总孔隙度为53.69%～78.48%、最大持水量为53.11%～78.48%,同层土壤总孔隙度、最大持水量均随林龄增加而增加，土壤密度则呈现相反的变化趋...