目标树经营初期对四川低山区马尾松林碳贮量与活性有机碳库的影响

摘要

目标树经营作为国外培育大径材相对较优的营林措施之一，而国内对这项营林措施的运用起步较晚，其中相关技术与培育机制未能有完整的阐释。为了揭示目标树经营林分及林下土壤的变化特征，寻求国内培育大径材最优营林措施，以期在提供大径材的同时优化人工林生态系统结构与提升生态系统服务功能。本文以四川低山区30a和33a生马尾松人工林（Pinus massoniana Lamb.）为研究对象，采用目标树经营措施对林分实施间伐后3-4年，探究其林分生长、林分碳贮量与土壤活性有机碳库对保留目标树株数分别为100株/hm2、150株/hm2、200株/hm2目标树经营方式的初期响应，以评估目标树经营对马尾松人工林的综合影响，对深入理解和定量评价目标树经营后对当地及类似地区的森林固碳潜力和养分循环的变化具有重要的现实和战略意义，同时为该区域植被抚育过程中如何更好的发挥森林“增汇”潜力和实行生态补偿提供一定参考依据。研究结果如下:
　　(1)目标树经营后对马尾松林分生长结构产生的影响是:林分内胸径较对照林均有显著升高（P＜0.05），其中胸径年均增长量增长最快的达到0.3cm，且各处理胸径生长量贡献主要来源于目标树;目标树经营后林分胸径结构由偏左的正态分布变化为典型正态分布，其中较大径阶林木所占比例高于对照林分，还出现了对照林分没有的大径阶林木分布，对于培育大径阶木材目标树经营具有较大的优势;经过目标树经营后林木由于减少竞争木材积生长迅速，材积年均增长量最高达到0.0063m3，其中目标树材积年均增长量高于一般树1倍以上;排除间伐蓄积损失，各处理实际蓄积生长量均显著高于对照林(P＜0.05)，其中150株/hm2表现最佳。
　　(2)目标树经营后林分中单株马尾松各器官碳贮量年平均生长量均高于对照组，其中树干年平均增量最大，达到3.22kg，全株碳贮量年平均生长量以200株/hm2目标树经营方式表现最高，为5.46kg;各层碳贮量增加的趋势为乔木层＞灌木层＞草本层＞粗木质残体层＞枯枝落叶层，除乔木层外，其变化量均以地上植被（灌木和草本）最高，各处理的地上植被碳贮量变化量显著高于对照林（P＜0.05），各处理土壤碳贮量变化不显著（P＞0.05），但较对照林有所下降;目标树处理林分内外一体化碳贮量在林木总量减少的情况下3-4年与对照林分相当，且相比间伐前林分内外一体化碳贮量增加，目标树经营对林分固碳能力具有促进作用。林分表现为碳汇。
　　(3)目标树经营改变有机碳库之间的季节变化，以目标树下区域更加显著，其中目标树经营改变了目标树下区域的0-5cm土层易氧化有机碳季节分布，改变了5-20cm目标树下区域土壤总有机碳、可溶性有机碳季节分布，对轻组有机碳影响不显著(P＞0.05)，经目标树经营后增加了土壤碳库管理指数值，相关性分析后可知速效氮、速效磷与有机碳库各组分相关性较强（P＜0.05），其中速效氮与土壤活性有机碳皆表现为差异极显著(P＜0.01)，速效磷与可溶性有机碳表现为差异极显著(P＜0.01)，说明土壤土壤理化性质与碳稳定性之间的相关性十分密切。
　　综上，目标树经营在提高目标树个体生长、提供大径材的同时，也显著的改变了林分生长结构，促进了林分碳汇功能的发挥，为我国木材战略储备的实施提供理论依据，同时为提升人工林生态系统功能提供了可行的方法。研究结果表明:150株/hm2处理后的林分蓄积量在所有处理中表现最优，能培育相对其他处理更多的大径材;150株/hm2和200株/hm2处理后的林分内外一体化碳贮量达到较高水平;同时目标树经营后改变了有机碳库的动态变化。在相似条件下实施目标树经营建议以150株/hm2实施为宜。

目录

声明

论文说明

摘要

前言

1文献综述

1．1．1森林碳贮量研究进展

1．1．2森林经营对士壤碳贮量的影响

1．2．1土壤活性有机碳

1．2．2碳库管理指数

1．2．3林分密度调控对活性有机碳库的影响

1．3目标树经营研究进展

2研究目的与意义

3材料与方法

3．1研究内容与技术路线

3．1．1研究内容

3．1．2技术路线

3．2研究区概况

3．3标准地设置

3．4研究方法

3．4．1样地调查与样品采集

3．4．2碳贮量测定

3．4．3土壤活性有机碳组分及养分测定

3．5数据处理与统计分析

4结果与分析

4．1．1目标树经营后对胸径生长的影响

4．1．2目标树经营后对胸径分布的影响

4．1．3目标树经营后对材积生长的影响

4．1．4目标树经营后对马尾松人工林蓄积生长的影响

4．2目标树经营后对马尾松碳贮量的影响

4．2．1目标树经营后对单株马尾松碳贮量的影响

4．2．2目标树经营后对马尾松人工林林分碳贮量的影响

4．2．3目标树经营后对林分内外一体化碳贮量的影响

4．3．1目标树经营后对土壤总有机碳季节动态含量的影响

4．3．2目标树经营后对土壤易氧化有机碳季节动态含量的影响

4．3．3目标树经营后对土壤可溶性有机碳季节动态含量的影响

4．3．4目标树经营后对土壤轻组有机质季节动态含量的影响

4．3．5目标树经营后对土壤碳库管理指数的影响

4．3．6目标树经营后林分土壤有机碳组分与土壤养分相关性分析

5．讨论

5．1目标树经营对马尾松人工林林分生长结构的影响

5．2目标树经营对马尾松人工林碳贮量的影响

5．3目标树经营对马尾松人工林土壤活性有机碳库的影响

6结论

7．主要创新及展望

7．1研究创新性分析

7．2问题与展望

参考文献

致谢

作者简历