王志超　杜阿朋　吳志華　陳少雄

摘 要 對(duì)不同整地措施下1年生尾巨桉林分生物量的分配調(diào)查研究結(jié)果表明：3種整地措施間林木的平均單株生物量存在極顯著的差異，其中全墾（8.72 kg/株）﹥帶墾（7.93 kg/株）﹥穴墾（7.01 kg/株）。林下植被生物量也存在著顯著性差異， 其中穴墾（5.38 t/hm2）﹥帶墾（4.03 t/hm2）﹥?nèi)珘ǎ?.12 t/hm2）， 生物多樣性帶墾與穴墾要優(yōu)于全墾。結(jié)合林木以及林下植被生物量得出林分總生物量帶墾最大（15.73 t/hm2）， 穴墾次之（15.15 t/hm2）， 全墾最小（14.15 t/hm2）。綜合考慮各種指標(biāo)，帶墾這一整地措施更有利于桉樹人工林的可持續(xù)經(jīng)營(yíng)。

關(guān)鍵詞 尾巨桉；整地方式；群落內(nèi)生物量分布

中圖分類號(hào) S792.39 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼 A

生物量作為森林生態(tài)系統(tǒng)的特征數(shù)據(jù)[1-2]，是研究森林生態(tài)系統(tǒng)結(jié)構(gòu)和功能的基礎(chǔ)[3-4]。森林生物量是指森林植物群落在其生命過(guò)程中所產(chǎn)干物質(zhì)的累積量，該指標(biāo)的測(cè)定以樹木生物量測(cè)定最為重要。森林的生物量受到諸如林齡、密度、立地條件和經(jīng)營(yíng)措施等影響，其變異幅度極大。就同一林分內(nèi)即使胸徑和樹高相同的林木，其樹冠大小、尖削度及單位材積干物質(zhì)重量也不相同。在同齡林內(nèi)，由于林木大小不同，根、干、枝葉干物質(zhì)量對(duì)全株所占比率也不相同。森林生物量是森林生態(tài)系統(tǒng)的最基本數(shù)量特征，既表明了森林的經(jīng)營(yíng)水平和開(kāi)發(fā)利用的價(jià)值，同時(shí)又反映森林與其環(huán)境在物質(zhì)循環(huán)和能量流動(dòng)上的復(fù)雜關(guān)系。

桉樹是中國(guó)熱帶、亞熱帶地區(qū)的主要造林樹種，桉樹人工林已成為目前世界上單位面積森林生產(chǎn)力最大的森林生態(tài)系統(tǒng)[5]。另外，桉樹具有速生、豐產(chǎn)、抗逆性強(qiáng)、耐貧瘠、干形較好和用途廣泛等優(yōu)勢(shì)[6]，已成為中國(guó)南方速生豐產(chǎn)林的主要造林選樹種。因此研究不同經(jīng)營(yíng)措施下的桉樹林分生物量的分配差異，不僅可以了解桉樹人工林生物量與經(jīng)營(yíng)措施之間的關(guān)系，從而為桉樹人工林的生產(chǎn)實(shí)踐提供理論指導(dǎo)，更是對(duì)桉樹人工林可持續(xù)經(jīng)營(yíng)有著重要的意義。而整地方式就是經(jīng)營(yíng)措施中的1個(gè)重要方面，整地是造林的基礎(chǔ)，是在造林前人為改善土壤立地條件的一道重要工序，是人工林培育技術(shù)措施的重要組成部分， 是使其適合于林木生長(zhǎng)的一種手段[7]，整地與林木生長(zhǎng)關(guān)系密切，提高整地規(guī)格可改善林地微環(huán)境，改善林木的根系分布狀態(tài)，對(duì)幼林生長(zhǎng)有促進(jìn)作用[8-9]，是營(yíng)林生產(chǎn)中重要措施之一。本研究通過(guò)對(duì)煉山全墾、穴墾、帶墾3種整地措施下1 年生尾巨桉（E. urophylla×E. grandis）人工林林分生物量的分配差異進(jìn)行調(diào)查，分析對(duì)比不同整地措施下的生物量差異性，選出最佳的整地措施，為桉樹人工林的可持續(xù)經(jīng)營(yíng)提供一定的理論依據(jù)。

1 材料與方法

1.1 材料

1.1.1 試驗(yàn)地概況 試驗(yàn)地位于廣東省湛江市南方國(guó)家級(jí)林木種苗示范基地。地理位置為北緯21°30′，東經(jīng)111°38′，低丘地貌，最高海拔220.8 m，最低海拔80 m，屬北熱帶溫潤(rùn)大區(qū)雷瓊區(qū)北緣，為海洋性季風(fēng)氣候，年平均氣溫23.1 ℃，極端最低溫1.4～3.6 ℃，極端最高溫度38.1 ℃，年降雨量在1 500 mm以上，5～9月的降雨量占全年的85.5%，年相對(duì)濕度80.4%[10]。地貌沿著縱線中央高，東西兩邊低，南北兩端高而中間低，地形多為臺(tái)地，相對(duì)高度不超過(guò)10 m。成土母質(zhì)北部為砂頁(yè)巖，中部為前海沉積物，南部為玄武巖，土壤類型主要有淺海沉積物磚紅壤和玄武巖磚紅壤，其次為砂頁(yè)巖紅壤、花崗巖磚紅壤[11]，有機(jī)質(zhì)含量在1%以上，pH 4.5～5.3。土壤肥力中等，氣候很適合桉樹的生長(zhǎng)。

1.1.2 試驗(yàn)材料 試驗(yàn)林為桉樹純林，組培苗造林，為尾巨桉32-29無(wú)性系，林齡為1 a，所有林分的撫育管理措施完全一致。試驗(yàn)地占地2 hm2，植被、土壤類型等立地條件完全一致。林下植被物種數(shù)較少，具體林分狀況見(jiàn)表1。

1.2 方法

1.2.1 試驗(yàn)設(shè)計(jì) 試驗(yàn)地選址于南方國(guó)家級(jí)林木種苗示范基地，面積為2 hm2。整地時(shí)間為2012年6月28號(hào)，造林時(shí)間為2012年7月1號(hào)，采用煉山+全墾、帶墾、穴墾3種不同的整地及造林方式，造林密度為4 m×1.5 m。

1.2.2 數(shù)據(jù)的測(cè)定 林木生物量的調(diào)查：2013年7月分別對(duì)3種不同整地方式下的尾巨桉進(jìn)行調(diào)查，在各個(gè)整地措施中分別選取20 m×20 m的樣地3塊，進(jìn)行每木調(diào)查，各樣地選取1株平均木，共9株平均木，將其伐倒進(jìn)行樹干解析。生物量的測(cè)定是采用“分層切割法”實(shí)測(cè)選定平均木的葉、枝、桿、根各器官的鮮重量，并分別取樣帶回實(shí)驗(yàn)室在80 ℃下烘至絕干，求含水率，再根據(jù)各器官的含水率求各器官的干物質(zhì)量。

林下植被生物量及生物多樣性的調(diào)查：在每種不同的整地措施的處理中分別選取20 m×20 m調(diào)查樣地3塊，由于林下基本都是草本，灌木較少，因此在每個(gè)樣地中按對(duì)角線分別選取3塊1 m×1 m的樣方。對(duì)每個(gè)樣方內(nèi)所有植被進(jìn)行分類全部獲取，稱其鮮重，記錄種名、頻度、蓋度以及平均高。并對(duì)每種植物取樣帶回實(shí)驗(yàn)室80 ℃下烘至絕干，求含水率，根據(jù)含水率求出各物種的干物質(zhì)量。同時(shí)也通過(guò)物種個(gè)體數(shù)、物種豐富度、Simpson指數(shù)、Shannon-Wiener指數(shù)、均勻度指數(shù)簡(jiǎn)單對(duì)比了3種整地方式下林分生物多樣性的差異[12-13]。

1.3 數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)處理

林木生物量的計(jì)算采用二元式W=a（D2H）b[14]作為相對(duì)生長(zhǎng)方程。式中：W、D和H分別為樹木各器官的生物量、地徑和樹高；a、b為參數(shù)。通過(guò)SPSS軟件對(duì)生物量、地徑和樹高進(jìn)行回歸分析，計(jì)算出各器官相對(duì)生長(zhǎng)方程（見(jiàn)表1）。

林下植被生物多樣性各指標(biāo)通過(guò)以下公式進(jìn)行處理計(jì)算：

物種豐富度：樣地內(nèi)所有物種數(shù)目

Simpson指數(shù)：D=1-P

Shannon-Wiener指數(shù)：H′=3.321 9（logN-NilogNi）

均勻度指數(shù)：Jsw=

式中，S為樣地中物種的種數(shù)；Ni為種i的重要值；N為樣地中所有物種的重要值之和；Pi為物種i的相對(duì)重要值，Pi=Ni/Ni。

2 結(jié)果與分析

2.1 尾巨桉人工林林木生物量

不同整地方式對(duì)土壤結(jié)構(gòu)、孔隙度、土壤水分、熱量狀況改善程度不同，從而影響林木的生長(zhǎng)。由林分的生長(zhǎng)狀況（表2）可以看出，3種整地措施下的林分生長(zhǎng)值有著較大的差異，林木平均地徑：穴墾（6.68 cm）﹤帶墾（7.21 cm）﹤?cè)珘ǎ?.32 cm），其中穴墾與另外2種整地措施的差異性達(dá)到了顯著水平（p﹤0.05），林木的平均樹高：穴墾（6.90 m）﹤帶墾（6.93 m）﹤?cè)珘ǎ?.50 m）， 其中全墾與另外2種整地措施的差異性達(dá)到了顯著水平。但3種整地措施下的林木保存率卻是全墾最小，帶墾最大。

通過(guò)對(duì)3種不同整地措施下1年生尾巨桉平均單株生物量的調(diào)查表明（圖1），不同整地措施下桉樹1年生幼林的平均單株生物量有著極其顯著的差異性（p﹤0.01），其中全墾（8.72 kg/株）﹥帶墾（7.93 kg/株）﹥穴墾（7.01 kg/株），另外在不同整地措施間各相同器官的生物量也有著完全相似的規(guī)律，全墾﹥帶墾﹥穴墾。同時(shí)同一植株各器官如根、干、枝與葉干物質(zhì)量對(duì)全株所占比率也不相同（表3）， 其中干（47.14%）﹥枝（19.32%）﹥根（17.02%）﹥?nèi)~（14.92%），地上部分生物量（81.02%）遠(yuǎn)遠(yuǎn)大于地下部分生物量（8.98%）。以上結(jié)論可以看出，隨著整地程度的加大，對(duì)尾巨桉幼林早期的立地條件改善也依次增大。至于這種肥力的激發(fā)效應(yīng)會(huì)維持多久，還需進(jìn)一步的觀測(cè)與研究。

2.2 林下植被生物量與生物多樣性

不同整地措施對(duì)林下植被生物量以及生物多樣性都有著一定程度上的影響。通過(guò)對(duì)3種整地方式下尾巨桉人工林林下植被的分析表明（表4），不同整地措施下林下植被的生物量也有著明顯的差異，全墾的平均生物量最?。?.12 t/hm2），與穴墾（5.38 t/hm2）、帶墾（4.03 t/hm2）都有著顯著性的差異（p﹤0.05），其中與穴墾的差異性達(dá)到了極顯著（p﹤0.01）的水平，而穴墾與帶墾之間的差異性卻沒(méi)有達(dá)到顯著水平。由此可看出，隨著整地程度的加大，林下植被的生物量有著下降的趨勢(shì)。對(duì)不同整地措施下林木地下植被的生物多樣性調(diào)查表明（表4）：穴墾與帶墾的物種豐富度以及各多樣性指數(shù)基本高于全墾但未達(dá)到顯著水平?？傮w來(lái)看，各整地措施間的林下植被生物多樣性差異并不是很大。隨著林木的生長(zhǎng)以及土壤恢復(fù)自然狀態(tài)等因素的影響，整地所帶來(lái)的林下植被生物量變異程度將會(huì)變小，而整地效應(yīng)也將慢慢消失。

2.3 尾巨桉林分總生物量

通過(guò)3種整地措施下的林木平均單株生物量以及林地的現(xiàn)實(shí)密度可以計(jì)算出林分中林木的總生物量，發(fā)現(xiàn)林木總生物量也有著較大的差異性，其中全墾（12.03 t/hm2）﹥帶墾（11.07 t/hm2）﹥穴墾（9.77 t/hm2），其結(jié)論與林木的單株平均生物量規(guī)律相同。但綜合林下植被的生物量得出尾巨桉林分的總生物量時(shí)發(fā)現(xiàn)（圖2），3種整地措施卻出現(xiàn)了明顯的不同。其中帶墾（15.73 t/hm2）最大，穴墾（15.15 t/hm2）次之，全墾（14.15 t/hm2）反而最小。因此，綜合考慮林分的林木生物量和林下植被生物量，帶墾這一整地方式有著明顯的優(yōu)勢(shì)，有利于桉樹人工林的可持續(xù)經(jīng)營(yíng)。

3 討論與結(jié)論

本研究通過(guò)對(duì)3種不同程度的整地措施下的尾巨桉幼林各指標(biāo)的調(diào)查顯示：帶墾的保存率要優(yōu)于其他2種整地措施，但差異并不顯著。林分的平均地徑以及平均樹高存在著顯著性的差異，其中全墾﹥帶墾﹥穴墾。3種整地措施間的林木平均單株生物量存在著極顯著的差異，其中全墾最大，帶墾次之，穴墾最小。各相同器官間的生物量也存在著極顯著的差異，也是全墾﹥帶墾﹥穴墾。不同器官所占比例也不相同。這在其他很多樹種如馬尾松[15]、北美紅杉[16]等研究中也有類似的研究結(jié)果。

不同整地措施對(duì)于林下植被的生物量以及生物多樣性也有著一定的影響，研究表明，3種整地措施中，林下植被生物量存在著顯著性差異，其中全墾最小，帶墾次之，穴墾最大。對(duì)于生物多樣性，穴墾與帶墾的生物多樣性要優(yōu)于全墾，這與林德根[17]的研究結(jié)果保持一致。

綜合考慮林木生物量以及林下植被生物量我們可以得出，在尾巨桉幼林階段3種整地措施中帶墾的林分生物量最大，穴墾次之，全墾的林分生物量反而最小。至于以后的變化還需進(jìn)一步的觀測(cè)和分析。

造成以上結(jié)果的原因是由于不同的整地措施對(duì)土壤結(jié)構(gòu)、孔隙度、土壤水分、熱量狀況改善程度不同，因此對(duì)林地土壤早期的土壤肥力的激發(fā)程度不同，從而對(duì)桉樹幼林的保存率、生長(zhǎng)量、林木單株生物量、生物多樣性等都有著不同程度的影響。因此綜合考慮林分生物量、林木生物量、林下植被生物量以及多樣性、保存率、林木生長(zhǎng)量等各個(gè)方面，采用帶墾的整地方式， 有望取得較好的經(jīng)濟(jì)效益，有利于林下生物多樣性的保護(hù)和減少土地的干擾，從而實(shí)現(xiàn)桉樹人工林的可持續(xù)經(jīng)營(yíng)。

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