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柳杉(Cryptomeriafortunei)是川西中高海拔地区适生树种,也是我国亚热带地区速生用材林基地建设的主要造林树种之一。过去的柳杉人工造林,主要以经济效益为经营目标,柳杉林分初植密度很大,但木材价格下降后,小径材无销路,林地所有者不愿进行抚育间伐,从而导致林分结构简单,地力衰退,柳杉人工林的生态效益和经济效益都不能被充分发挥。随着国家社会经济快速发展,川西中高海拔生态脆弱地区人工林的主导功能逐步转变为以发挥生态效益为主,因此,提高柳杉人工林的固碳能力与土壤肥力,维持柳杉人工林生态系统的稳定,是当前柳杉人工林经营管理的当务之急。抚育间伐是柳杉人工林提质增效的关键措施,其作为林木一林下植被—土壤理化性质等相互关系的驱动力,必然带动柳杉人工林碳格局的变化。本研究依托中央财政补贴森林抚育项目,以川西中山9a生柳杉人工纯林为研究对象,设置4种不同强度的抚育间伐处理,分别为:对照(CK,0%)、轻度间伐(T1,21.1%)、中度间伐(T2,36.9%)、重度间伐(T3,49.0%),定期观测抚育间伐对柳杉林木生长、林下地被物、土壤理化性质的影响,计算柳杉人工林生态系统各组分生物量及有机碳分配等指标,从而找到能够促进柳杉人工林碳格局优化和生态系统稳定的抚育间伐强度,为柳杉人工林经营管理提供理论基础和技术支撑。主要的研究结果如下:1.抚育间伐能够显著提高林分平均胸径和单株材积的年生长量,其促进作用随间伐强度的增大而增加。间伐对柳杉人工林的平均树高、林分蓄积生长具有一定促进作用,但不同间伐强度促进作用差异不显著。间伐后柳杉树根净生产力与净生物量积累均增加,中低强度间伐更有利于增加树干和全树净生产力与净生物量积累,而间伐强度过大时不利于乔木层地上部分组分净生产力和净生物量积累的增加。中度间伐下柳杉树叶、树皮、树枝、树干、树根、全树净生产力分别比对照提高2.40%,5.89%,6.49%,9.35%,14.73%,7.65%,增加最多的为树根部分。2.抚育间伐与未间伐样地的乔木层及其各组分生物量差异不显著,但轻度间伐相对于重度间伐在乔木层全树及地上部分组分保有更高的生物量。间伐对于乔木层生物量的影响差异也更多地体现在全树及地上部分各组分。树根生物量在各处理中无显著差异(P>0.05)。不同处理的有机碳分配的占比大小均为树干>树根>树枝>树叶>树皮,轻度和中度间伐有利于增加树干有机碳占比;间伐使树枝、树叶、树皮有机碳占比降低。轻度和中度间伐能够使林分碳储量具有更快的增长趋势。3.随间伐强度增加,林下植被与枯落物层生物量和碳储量均相应增加,重度间伐的提高程度最显著(P<0.05)。间伐后样地灌木层的碳储量比未间伐高0.75~1.75倍,草本层的碳储量比未间伐高0.25~1倍。而间伐对粗木质残体碳储量增加的促进作用不显著(P>0.05)。4.随间伐强度增加,土壤含碳率的增加呈倒“V”形,中度间伐可显著提高土壤碳储量,轻度和重度间伐对于土壤碳储量的影响效果不显著。间伐能使土壤容重和pH值降低,使总孔隙度和含水率增加;轻度和中度间伐有利于表层毛管孔隙度增加;中度和重度间伐均有利于增加土壤通气度。间伐能显著促进土壤表层全N含量提高(P<0.05),同时促进水解N含量增加;间伐后土壤全P、有效P含量均显著降低(P<0.05);重度间伐下土壤全K含量显著降低(P<0.05)。随间伐强度加大,纤维素酶活性的提高程度呈“低-高-低”的趋势;中度间伐可显著提高土壤蔗糖酶活性(P<0.05)。土壤有机碳含量与全N含量、纤维素酶活性、蔗糖酶活性存在极显著的正相关关系(P<0.01),而与pH值、容重、全P含量存在极显著的负相关关系(P<0.01)。5.柳杉人工林生态系统各组分碳储量之间存在一定程度相关性,而土壤碳储量则与各组分相关性不明显(P>0.05)。生态系统碳储量在中度间伐下高于对照并且二者间差异显著(P<0.05);不同处理下生态系统各组分有机碳储量大小排序均为乔木层>土壤层>粗木质残体>枯落物层>灌草层;乔木层碳储量占比最大的是T1处理,为74.71%,土壤层中碳储量占比最大的是T2处理,为30.90%,灌木层、草本层、枯落物层及粗木质残体中碳储量占比最多的均为T3处理,分别为0.08%,0.09%,1.21%,5.19%。6.主成分分析表明,单株材积、单株材积生长量、平均胸径对林分生长起主导作用,林分生长主成分分析得分由高至低为重度间伐>中度间伐>轻度间伐>对照。在林分碳储量方面,灌草层生物量、草本层碳储量、枯落物层碳储量、枯落物生物量起着主导作用,林分碳储量主成分分析得分由高至低为重度间伐>中度间伐>轻度间伐>对照。在土壤肥力方面,土壤表层含水率、全P含量、容重均起着主导作用,土壤肥力主成分分析得分由高至低为轻度间伐>中度间伐>重度间伐>对照。7.综合分析得到中度间伐为最优选择,因为重度间伐在对土壤肥力的影响方面稍弱于轻度与中度间伐,而中度间伐在促进林分良好生长、有机碳储量积累、地力条件改善等方面的效果均较好,因此,中度间伐即9a生柳杉人工林保留1725株/hm2左右为最优抚育间伐强度。