综合抚育对人工林土壤和枯落物碳含量影响的研究.pdf

第48 卷第4期2.0 2 3 年 7 月D0I:10.19750/ki.1001-9499.2023.04.007林业科技FORESTRYSCIENCE&TECHNOLOGYVol.48No.4Jul.2023综合抚育对人工林土壤和枯落物碳含量影响的研究*贾丹1孙清芳3 刘滨凡2（1.黑龙江省生态研究所，黑龙江哈尔滨15 0 0 8 1；2.黑龙江省林业科学院，黑龙江哈尔滨15 0 0 8 1；3.哈尔滨学院，黑龙江哈尔滨15 0 0 7 6）摘要：以大兴安岭地区不同林龄综合抚育后的樟子松和落叶松人工林为研究对象，未抚育的人工林作为对照，对林地内枯落物与土壤碳含量进行研究。结果表明：抚育经营对樟子松和落叶松林地土壤碳含量的影响显著(p0.05);抚育经营对枯落物层碳含量影响较小；抚育经营可以增加土壤碳含量；土壤碳含量与枯落物层碳含量呈显著负相关；抚育样地之间的碳含量相关性高，未抚育样地之间的碳含量相关性高。关键词：综合抚育；人工林；土壤碳含量；枯落物碳含量中图分类号：S718.5Effects of Comprehensive Tending on Carbon Content文献标识码：Aof Soil and Litter in PlantationJIA Dan SUN QingfangLIU Binfan?2*文章编号：10 0 1-9 49 9(2 0 2 3)0 4-0 0 3 1-0 4*(1.Heilongjiang Ecological Institute,Heilongjiang Harbin 150081;2.Heilongjiang Academy of Forestry,Heilongjiang Harbin 150081;3.Harbin University,Heilongjiang Harbin 150076)AbstractThe litter and soil carbon content in the forest of Pinus sylvestris var.mongolica and Larixgmelini plantations which were taken after comprehensive tending at different ages in Daxingan Mountainswere studied,and the uncultivated plantations as the control.The results showed that tending managementhad a significant effect on soil carbon content of Pinus sylvestris var.mongolica and Larix gmelini plantations(p0.05);The effect of tending management on the carbon content of litter layer was small;Tendingmanagement can increase soil carbon content;Soil carbon content was significantly negatively correlatedwith litter carbon content(p 近熟林幼龄林。而对照林地的变化趋势是先增大后减小，碳含量的大小关系为：幼龄林 近熟林 中龄林。幼龄林和近熟林抚育后土壤和枯落物层碳含量均低于对照样地。表2 落叶松土壤和枯落物层碳含量样地土壤碳含量幼龄林抚育48.46 4.43c幼龄林对照107.06 8.99ab中龄林抚育109.46 8.65a中龄林对照71.85 6.58b西9.6南7.8东14.77东6西5北4南5东6东6西8南7西第48 卷g/kg枯落物碳含量495.63 39.24b550.87 16.56a580.26 8.16a554.28 13.30a10.4近熟林抚育8.3近熟林对照12.515.114.417.319.318.119.54.87.74.06.49.312.58.911.716.221.314.420.264.58 11.29bc85.60 9.31b注：同一栏不同字母表示同一指标间差异显著，p 近熟林 幼龄林。未抚育样地的枯落物碳含量随林龄的变化趋势为逐渐增大，碳含量的大小为：近熟林 中龄林 幼龄林。为了进一步研究不同林龄落叶松抚育与未抚育林地土壤与枯落物碳含量的相互关系，将不同林龄的土壤和枯落物碳含量进行相关性分析。六种类型落叶松林地土壤与枯落物层碳含量两两相关性结果(表3)表明,抚育后幼龄林与对照548.41 14.04ab556.02 6.39a第4期样地土壤碳含量呈显著正相关，与抚育后近熟林土壤碳含量呈显著负相关；幼龄林对照样地土壤碳含量与抚育后近熟林土壤碳含量呈显著负相关，与近熟林对照样地枯落物层碳含量呈显著正相关；抚育后中龄林林地内的土壤与枯落物碳含量成显著正相关；抚育后近熟林林地内的土壤与枯落物碳含量呈极显著正相关。表3 不同林龄落叶松抚育与为抚育林地土壤与枯落物碳含量相关性A1A2A11A20.683*B1一B2一C1一C2一D10.783*0.767*D2一E1一E2一F1一F2一0.700*注：*表示在P0.05时差异显著；*表示在P 近熟林 中龄林。为了进一步研究将不同林龄樟子松抚育与未抚育林地土壤与枯落物碳含量的相互关系，本研究将不同林龄的土壤和枯落物碳含量进行相关性分析。六种类型樟子松林地土壤与枯落物层碳含量两两相关性结果(表5)表明,抚育后中龄林枯落C1C2 D1 D2 E1 E2 F1 F211一一一一一一0.518*一物层碳含量与抚育后幼龄林土壤、枯落物层碳含量呈显著负相关；近熟林对照样地土壤碳含量与幼龄林和中龄林对照样地枯落物层碳含量呈显著负相关；幼龄林与中龄林枯落物层碳含量呈极显著11一11一一一一1一一一一13讨论与结论王亚辉 5 等人研究了不同强度的透光伐对红松林土壤碳储量的影响,结果表明抚育对红松林地土壤碳含量影响的差异不显著,张晓亮 6 与Strukelj7也得到了相同的结论,这与本研究得到的结果相反,可能是由于土壤碳含量与土壤质地等组成因素有关 8,9 。王晓蓉 10 等研究表明短期抚育会使土壤正相关。表5 不同林龄樟子松抚育与为抚育林地土壤与枯落物碳含量相关性1G1G11G2一H1H21112J1J2K1-0.683*K2一L1一L2一注：表示在P0.05时差异显著；*表示在P0.001时差异显著。G1为抚育后幼龄林土壤碳含量；G2为幼龄林对照样地土壤碳含量;H1为抚育后中龄林土壤碳含量;H2为中龄林对照样地土壤碳含量;I1为抚育后近熟林土壤碳含量；I2为近熟林对照样地土壤碳含量;J1为抚育后幼龄林枯落物层碳含量；J2为幼龄林对照样地枯落物层碳含量；K1为抚育后中龄林枯落物层碳含量K2为中龄林对照样地枯落物层碳含量；L1为抚育后近熟林枯落物层碳含量；L2为近熟林对照样地枯落物层碳含量G2H1H2111211一1一一一一J1一一1一一一一-0.727一一-0.700*一一-0.626*一一一一一J2K1 K2 L1 L21一一一1一一0.677*-1一一-1一一-11134碳含量急剧下降，这和本研究中樟子松和落叶松的结果相同,因为抚育过程在初期会对枯落物层和表层土壤产生干扰，从而使得土壤表层碳含量的流失 11,12 。本研究结果表明，落叶松中龄林及樟子松近熟林的土壤碳含量高于对照样地,这与Shenl13和 Johnson14等人的研究结果相同,这是因为采伐产生的植物残体经分解后，有机碳等物质进人土壤造成的 15 。张德强 16 研究不同演替阶段的森林枯落物分解情况，结果表明分解速率随着时间的增长，分解速率趋于相同,这与本研究结果相同。这是因为抚育间伐会增加枯落物的分解速率 17 ,但同时也会增加枯落物的输人量，随时间的增加，枯落物层的含碳量将趋于平稳。通过对大兴安岭不同树种不同林龄抚育经营后的人工林林地内土壤和枯落物层碳含量进行研究后得到如下结论：1）抚育经营对樟子松和落叶松林地土壤碳含量的影响显著。2)抚育经营对枯落物层碳含量影响较小。3)抚育经营可以增加土壤碳含量。4)土壤碳含量与枯落物层碳含量呈显著负相关。5)抚育样地之间的碳含量相关性高,未抚育样地之间的碳含量相关性高。参考文献1王淼，姬兰柱，李秋荣，等土壤温度和水分对长白山不同森林类型土壤呼吸的影响.应用生态学报 J.2003,14(8)：1234-1238.2Bai SH,Dempsey R,Reverchon F,et al.Effects of forest thinningon soil-plant carbon and nitrogen dynamics.Plant and Soil,2017,411:437449.3 王晓峰，汪思龙，张伟东.杉木凋落物对土壤有机碳分解及微生物生物量碳的影响 J应用生态学报，2 0 11,2 2(4):1075-1081.【4周焘，王传宽，周正虎，等抚育间伐对长白落叶松人工林林业科技土壤碳、氮及其组分的影响 J.应用生态学报，2 0 19,3 0(5)：1651-1658.5王亚辉，牟长城，杨智慧，等.透光抚育强度对小兴安岭“栽针保阔”红松林碳储量的影响 J.北京林业大学学报，2 0 2 1,43(10):54-64.6 5张晓亮，牟长城，张小单，等。透光抚育对长白山“栽针保阔”红松林土壤碳储量影响 J.北京林业大学学报，2 0 15,3 7(10):22-30.7 Strukelj M,Brais S,Pare D.Nine-year changes in carbon dynamicsfollowing different intensities of harvesting in boreal aspen stands J.European Journal of Forest Research,2015,134(5):737-754.8 Johnson DW,Curtis PS.Effects of forest management on soil C andN storage:Meta analysisJ.Forest and Ecology Management,2001,140:227-238.9 Kurth VJ,DAmato AW,Palik BJ,et al.Fifteen-year patterns ofsoil carbon and nitrogen following biomass harvesting J.SoilScience Society of America Journal,2014,78:624-633.【10 王晓蓉，雷蕾，曾立雄，等.抚育间伐对马尾松林土壤活性有机碳的短期影响 J.生态学杂志，2 0 2 1,40(4)：10 49-10 6 1.11王峰，翁伯琦，王义祥土地利用方式和经营管理对土壤有机碳碳库及其组分影响的研究进展 J.福建农业学报，2 0 0 9,24(3):270 278.12Yanai RD,Currie WS,Goodale CL.Soil carbon dynamics afterforest harvest:An ecosystem paradigm reconsidered J.Ecosy-stems,2003,56:197-212.13 SShen YF,Wang N,Cheng RM,et al.Short-term effects of lowintensity thinning on the fine root dynamics of Pinus massonianaplantations in the Three Gorges Reservoir area,China J.Forests,2017,8:428-441.14 Johnson DW,Curtis PS.Effects of forest management on temperateforest soil C and N storage:Meta analysisJ.Forest Ecology andManagement,2001,140:227-238.15 Park JH,Kalbitz K,Matzner E.Resoure control on the productionof dissolved organic carbon and nitrogen in a deciduous forestfloor J.Soil Biology and Biochemistry,2002,34:813-822.16刘增文.森林生态系统中枯落物分解速率研究方法 J.生态学报,2 0 0 2,2 2(6):9 5 4-9 5 6.17 王晓荣，雷蕾，付甜，等.抚育择伐对马尾松林落物叶分解速率和养分释放的短期影响.林业科学,2 0 2 0,5 6(4)：12-2 1.第48 卷