透光撫育對長白山“栽針保闊”紅松林群落結(jié)構(gòu)與土壤碳儲量的影響.pdf

1、闊葉紅松林為我國東北溫帶地帶性頂極森林植被，具有蓄積量高、生態(tài)功能強(qiáng)、生物多樣性豐富及系統(tǒng)穩(wěn)定等特點(diǎn)，但由于過度利用及干擾破壞，目前已經(jīng)退化為天然次生林與人工林，故如何恢復(fù)東北闊葉紅松林受到學(xué)術(shù)界與生產(chǎn)單位的普遍關(guān)注。本文運(yùn)用采伐試驗(yàn)方法，研究了透光撫育方式（對照-未透光、輕度透光撫育-25％、中度透光撫育-50％、強(qiáng)度透光撫育-75％、全透光-100％，透光強(qiáng)度是指伐除上層林木蓄積比例）對長白山中期(33a)“栽針保闊”紅松林的群落樹

2、種組成結(jié)構(gòu)、蓄積量、土壤碳儲量及凋落物碳儲量的影響效果及其影響機(jī)制，以便完善“栽針保闊”恢復(fù)理論體系，并為闊葉紅松林恢復(fù)實(shí)踐提供科學(xué)依據(jù)。主要研究結(jié)果如下:
　　(1)各透光撫育方式均能夠維持中期“栽針保闊”紅松林的針闊混交林結(jié)構(gòu)，但改變了其群落的優(yōu)勢種組成結(jié)構(gòu)。其對照、輕中度、強(qiáng)度透光撫育與全透光樣地依次以紅松、蒙古櫟、紫椴、家榆;紅松、蒙古櫟、紫椴;紅松、蒙古櫟、家榆;紅松、家榆為群落的共優(yōu)種。隨著上層透光撫育強(qiáng)度增大，紅松在

3、群落中的地位得到不斷提升(0.364～0.732），而一些闊葉樹種在群落中的地位卻有所下降(0.231～0.012)，進(jìn)而使群落優(yōu)勢種組成發(fā)生了改變。故強(qiáng)度透光撫育與全透光能夠鞏固與提高頂極種紅松在群落中的地位，而且更有助于加速地帶性頂極植被闊葉紅松林的恢復(fù)進(jìn)程。
　　(2)輕、中、強(qiáng)度透光撫育使長白山中期“栽針保闊”紅松林的群落蓄積量（151.3±11.8～226.2±16.2 m3/hm2）顯著降低21.0％～26.3％(P＜

4、0.05)，而全透光方式卻能夠維持其群落蓄積量(10.1％，P＞0.05);透光撫育16年后，輕度透光撫育使林分年均蓄積生長量（2.76±0.17～6.85±0.49 m3/a·hm2）顯著降低22.3％(P＜0.01)，全透光卻使其顯著提高93.0％(P＜0.01)，而中、強(qiáng)度透光撫育對其并無顯著影響（-10.4％～11.0％，P＞0.05）。
　　隨透光撫育強(qiáng)度逐漸增大，上層闊葉樹蓄積量與年均蓄積生長量均呈線性遞減趨勢，而林下

5、紅松蓄積量與年均蓄積生長量則均呈指數(shù)遞增趨勢，兩者削漲關(guān)系決定著各透光撫育撫育強(qiáng)度對其群落蓄積量與年均蓄積生長量的最終影響效果。
　　(3)透光撫育對長白山中期“栽針保闊”紅松林的土壤容重（0.83±0.02～1.15±0.03 g·cm-3）與土壤碳含量（43.36±1.60～70.26±1.94 g·kg-1）也具有影響。中度透光撫育顯著降低了其土壤容重(8.4％，P＜0.05)，但顯著提高了其土壤碳含量(14.9％，P＜0.

6、05);強(qiáng)度透光撫育與全透光顯著提高了土壤容重（23.3％和27.1％，P＜0.05），但也顯著降低了土壤碳含量(23.7％和29.1％，P＜0.05);而輕度透光撫育對土壤容重與土壤碳含量均無顯著影響。
　　(4)透光撫育對長白山中期“栽針保闊”紅松林的土壤碳儲量（13.12±1.57～23.46±2.03 kg·m-2）產(chǎn)生了較大的影響。其中，中度透光撫育使其土壤碳儲量（13.12±1.57～23.46±2.03 kg·m-2

7、）顯著提高了12.8％(P＜0.05)，強(qiáng)度透光撫育與全透光使其顯著降低了29.9％和36.9％(P＜0.05)，而輕度透光撫育對其并無顯著影響。
　　其影響機(jī)制為:強(qiáng)度透光撫育與全透光顯著降低了土壤碳含量并提高了土壤容重，兩者綜合作用導(dǎo)致其土壤碳儲量顯著降低;中度透光撫育擇伐顯著提高了土壤碳含量及降低了土壤容重，兩者綜合作用導(dǎo)致其土壤碳儲量有所提高;輕度透光撫育對土壤碳含量與土壤容重均無影響，導(dǎo)致使其對土壤碳儲量也無顯著影響。<

8、br>　　(5)透光撫育對長白山中期“栽針保闊”紅松林的凋落物量（6.11±0.42～7.45±0.79t/hm2）與凋落物碳含量（348.91±23.21～376.03±27.36 g·kg-1）的影響并不大。透光撫育16年后，輕、中度透光撫育提高了其凋落物量(8.6％～13.7％)，強(qiáng)度透光撫育與全透光降低了其凋落物量(1.2％～6.7％);中度擇伐提高了其凋落物碳含量(4.3％)，輕、強(qiáng)度透光撫育與全透光降低了其凋落物碳含量(0.

9、4％～3.2％)。但各透光撫育方式對凋落物量及其碳含量的影響均不顯著(P＞0.05)。其影響機(jī)制為:上層闊葉樹凋落物量隨透光撫育強(qiáng)度增大而遞減，但下層紅松凋落物量隨上層透光撫育強(qiáng)度大而遞增，兩者削漲關(guān)系決定了各透光撫育強(qiáng)度對凋落物輸入量的影響程度相近。
　　(6)透光撫育對長白山中期“栽針保闊”紅松林凋落物碳儲量（2.13±0.39～2.82±0.37 t·hm-2）的影響也不大。其中，輕、中度透光撫育提高了其凋落物碳儲量(8.1

10、％～19.5％)，強(qiáng)度透光撫育與全透光降低了其凋落物碳儲量(3.8％～9.8％)，但各透光撫育方式對其凋落物碳儲量并無顯著影響。說明透光撫育16年后，各透光撫育強(qiáng)度的凋落物碳儲量均得到了有效恢復(fù)（輕、中度透光撫育略高于對照，強(qiáng)度透光撫育和全透光略低于對照）。其影響機(jī)制為:透光撫育16年后，各透光撫育強(qiáng)度對中期“栽針保闊”紅松林凋落物量與凋落物碳含量均無顯著影響，進(jìn)而導(dǎo)致各采伐方式對凋落物碳儲量也無顯著影響。
　　在上述研究基礎(chǔ)上，