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本文选择喀斯特峰丛洼地区域人工林群落:桉树林(EucalyptusrobustaSmith)、香椿林(Toonasinensis)、任豆林(ZeniainsignisChun);次生林群落:盐肤木林(RhuschinensisMill.)、八角枫林(Alangiumchinensis)、黄荆林(Vitexnegundo);原生林群落:伊桐林(Itoaorientalis)、菜豆树林(Radermacherasinica)、侧柏林(Platycladusorientalis);以及草丛群落、草灌群落,共11种主要群落。从生态系统和群落角度出发,基于样地调查,测定不同群落植被各生物构件含碳率、分析不同群落有机碳的空间分布规律(乔木层、灌木层、草本层、地被物层和土壤层)。通过该项研究,摸清喀斯特峰丛洼地森林主要生态系统植物和土壤碳的分配特征,以及地上碳与地下碳的比例关系;探寻影响土壤有机碳分布主要因素;以期为西南喀斯特森林固碳现状和潜力的正确评价、生态恢复与重建、该区域可持续发展提供科学的理论和实践依据。主要结论如下:
(1)喀斯特峰丛洼地中桉树林、香椿林、任豆林、盐肤木林、八角枫林、黄荆林、伊桐林、菜豆、侧柏林各群落总生物量(包括乔木层、灌木层、草本层、以及凋落物层)依次为:31.983、40.648、29.983、32.843、74.734、63.113、54.303、46.045、273.568t/hm2;其中地上部分比例占73.20%~81.04%,地下部分比例占18.96%~26.80%。
(2)乔木树种的平均含碳率分别为:桉树林0.477、香椿林0.483、任豆林0.499、盐肤木林0.496、八角枫林0.492、黄荆林0.490、伊桐林0.456、菜豆树林0.467、侧柏树0.511,灌木平均含碳率为0.497,草本平均含碳率为0.411,11种群落凋落物平均含碳率为0.436。针叶林侧柏树林种各组分的平均含碳率普遍高于其他阔叶林树种,平均高出2.12‰9.66%,相应的侧柏树林的平均含碳率也高于其他树种。
(3)喀斯特峰丛洼地不同群落植被总碳密度为:人工林中,桉树林14.78t/hm2,香椿林19.18t/hm2,任豆林林24.60t/hm2;次生林中,盐肤木林15.63thm2,八角枫林35.91t/hm2,黄荆林30.88t/hm2;原生林中,伊桐林24.82t/hm2,菜豆树林21.22t/hm2,侧柏林137.80t/hm2;草丛6.78t/hm2,草灌7.54t/hm2。各群落植被碳储量地上部分与地下部分(根)比例在2∶1~5∶1之间。
(4)喀斯特峰丛洼地表层(0-20cm)土壤碳储量贡献大,占整个土层(0-60cm)碳储量的40%以上。各群落表层(0-10cm)土壤有机碳含量显著(P<0.05)或极显著(P<0.01)高于其他土层,10-60cm土层土壤有机碳含量变化平缓。各群落之间土壤碳储量与土壤平均有机碳含量趋势相同,总体趋势为:原生林群落>次生林群落>草灌群落>草丛群落>人工林群落。
(5)喀斯特峰丛洼地不同生态系统碳储量(包括植物、地被物、土壤碳储量)为:桉树林44.68t/hm2、香椿林93.60t/hm2、任豆林86.98t/hm2,盐肤木林107.45t/hm2、八角枫林125.69t/hm2、黄荆林152.32t/hm2,伊桐林181.70t/hm2、菜豆树林108.65t/hm2、侧柏林257.79t/hm2。各群落植被碳与土壤碳储量比例在0.13~1.13之间。各生态系统地下碳储量(包括土壤和根系)远大于地上碳储量,侧柏树林地下碳储量是地上碳储量的1.33倍,其他群落地下碳储量与地上碳储量的比例范围为3∶1~9∶1。
(6)随着土层深度的增加,土壤有机碳含量和土壤有机碳密度均呈下降趋势,其降低程度与土壤深度有较好的线性关系,达到极显著水平(P<0.01)。土壤容重与土壤有机碳含量之间也存在良好的线性关系(P<0.05);各群落土壤0-2mm根系生物量与土壤有机碳含量的垂直分布有着相同或相近的变化趋势。通径分析表明,在土壤养分因子中,TN、AN对于SOC含量影响作用最大。