桉树生态营林的理论探索与实践

桉树生态环境问题是世界性难题,迫切需要开展生态营林理论的探索与实践。本文通过系统地研究营林措施与人工林生态服务功能关系的变化规律,分析不同营林措施对桉树人工林生态服务功能的作用机制,并通过桉树生态营林实践,建立起现代桉树生态营林理论体系。文中提出生态营林的定义、生态营林原则和生态营林的理论体系。6年的生态营林实践表明,采取"低干扰、低投入、低污染"的生态营林方式,获得"高产量、高价值、高效率"的营林效果,实现长短结合、一般用材与珍贵用材结合、木材生产与生态服务协同提升的生态营林目标。该理论是解决当今桉树人工林木材生产和生态服务失衡以及生物安全、土壤安全、生态安全问题,实现高质量发展的重要理论基础,对推动我国现代林业高质量发展具有重要的指导作用。     

除草剂对桉树人工林生物量和碳储量的影响

除草剂在全球桉树人工林经营中的应用十分普遍,但人们对除草剂施用对人工林生态系统生物量和碳储量的影响还知之甚少,本研究旨在评估除草剂对生物量和碳储量的影响,为林下植被管理提供科学建议。本研究以2015年建立的桉树人工林为对象,开展低浓度高频率(LHF)、中浓度中频率(MMF)和高浓度低频率(HLF)除草剂喷施试验,并以人工除草为对照,分别于造林后33月、39月和51月对试验林分的生物量和碳储量进行研究。结果表明,除草剂对桉树生物量和碳储量没有显著影响,但对林下植被生物量和碳储量存在明显的负作用,HLF处理对生态系统碳储量也存在显著的负效应,而人工除草抚育能提高林下植被生物量、碳储量以及生态系统碳储量。因此,从碳汇林业的视角考虑,建议生产上减少除草剂的施用,而采取人工砍草抚育为宜。     

南亚热带杉木、红锥人工林碳储量及分配特征

明确南亚热带杉木(Cunnighamia lanceolata)、红锥(Castanopsis hystrix)人工林碳储量及分配特征,可为应对全球气候变化研究提供基础数据,为碳汇林业发展提供科学依据。以我国亚热带地区广泛栽培的杉木人工林和红锥人工林为研究对象,以相对生长方程计算林木生物量,实测林下植被生物量、林木和林下植被各组分含碳率、土壤含碳率等,进而分析不同人工林的碳储量及分配规律。结果表明:(1)人工林生态系统不同组分的含碳率存在一定差异,虽然杉木和红锥的全株含碳率相差无几,分别为48.04%和47.80%,但林下植被和土壤表层的含碳率差别较大,林下植被含碳率为40.84%—47.73%(杉木林)、36.69%—43.76%(红锥林);土壤表层含碳率为2.28%—3.30%;(2)杉木人工林乔木层碳储量(71.48t/hm~2)、林下植被碳储量(1.533t/hm~2)显著高于红锥人工林乔木层碳储量(51.82t/hm~2)和林下植被碳储量(1.185t/hm2),而红锥人工林枯落物层碳储量(0.673t/hm2)显著高于杉木人工林(0.386t/hm~2);(3)杉木人工林的皮、叶、根碳储量显著高于红锥人工林,相反,红锥人工林的枝碳储量(8.04t/hm~2)显著高于杉木人工林(6.00t/hm~2);(4)杉木人工林生态系统碳储量(217.56t/hm~2)与红锥人工林生态系统碳储量(195.05t/hm~2)无显著差异,土壤和乔木层是人工林生态系统的主要碳库,分别占生态系统碳储量的66.37%—72.81%和26.59%—32.93%。杉木人工林乔木层、林下植被和生态系统碳储量均高于红锥人工林,红锥人工林枯落物碳储量显著高于杉木人工林,杉木是发展碳汇林的较好树种。     

不同林龄杉木人工林林下植物组成及其生物量变化

在地处广西凭祥市的中国林业科学研究院热带林业实验中心的大青山地区,选择三个不同年龄阶段的杉木人工林,采用空间代替时间的研究方法,研究林下植物组成及生物量变化。结果显示:不同年龄阶段的杉木人工林林下植被的物种丰富度差异不大,在1800m2样地内有植物48～54种,但其优势物种的生物生态学特性差异较大,幼林以阳性物种葛藤(Pueraria thunbergiana)、铁芒萁(Dicranopteris dichotoma)等占绝对优势,中龄林中的优势种则是耐荫物种玉叶金花(Mussaenda pubuscens)、凤尾蕨(Pteris nervosa)等,成熟林中的优势物种是大沙叶(Aporosa chinensis)、蔓生莠竹(Microstegium vagans)等中生偏荫性的物种。不同龄林林下植被的生物量差异很大,表现为成熟林>幼龄林>中龄林,尤其是中龄林生物量与其他两个林龄最为明显,其中成熟林是其3.35倍,幼龄林是其2.7倍。人工林林分郁闭度和冠层结构左右着林下植物组成及生物量格局。     

珍贵乡土树种与桉树混交对生态系统生物量和碳储量的影响

阐明珍贵乡土树种与桉树混交对生态系统生物量和碳储量的影响是精准评估人工林碳源/汇性质和提升人工林质量的重要基础。本研究以6年生的桉树纯林(EP)、桉树×红锥混交林(MEC)、桉树×望天树混交林(MEP)为对象,探讨珍贵乡土树种与桉树混交对生态系统生物量和碳储量的影响及作用机制。结果表明,EP、MEC、MEP的生态系统生物量和碳储量分别是135.78,154.75,155.24t/hm~2和197.89,225.45,227.37t/hm~2。方差分析表明,珍贵乡土树种红锥和望天树与桉树混交显著提高了人工林生态系统的生物量和碳储量,混交林生态系统生物量比纯林提高13.97%—14.33%,而碳储量比纯林提高13.93%—14.89%。说明红锥和望天树与桉树混交属于促进(Facilitation)或竞争减弱(Competitive reduction)的种间相互作用关系,种间竞争小于种内竞争,资源的有效性和利用率提高,因而促进林分生态系统生物量和碳储量的提高。红锥和望天树与桉树混交可以实现桉树木材生产与其他生态服务的平衡,是一种较好的经营模式。