張勇　胡海波　　　王增　高海力　　　 黃玉潔　　　　劉勝龍

(南京林業(yè)大學(xué)，南京,210037)　　(浙江省林業(yè)生態(tài)工程管理中心)　　(浙江省林業(yè)科學(xué)研究院)　　(浙江鳳陽(yáng)山自然保護(hù)區(qū))

植被恢復(fù)過(guò)程是環(huán)境與植被相互作用協(xié)同演變的過(guò)程，這其中植物組成和群落結(jié)構(gòu)將發(fā)生改變[1]，同時(shí)土壤性質(zhì)特別是土壤有機(jī)碳也會(huì)同步發(fā)生變化[2]。土壤有機(jī)碳不僅起到維持土壤結(jié)構(gòu)的功能，而且還很大程度上決定著養(yǎng)分的有效性[3]。當(dāng)前在全球氣候變化的大背景下，森林土壤有機(jī)碳已成為全球碳循環(huán)研究的熱點(diǎn)之一。不同植被恢復(fù)方式因凋落物及根系的生物量、化學(xué)成分和分解速率不同，對(duì)土壤有機(jī)碳影響也不同。易氧化有機(jī)碳是土壤有機(jī)碳中穩(wěn)定性較差和周轉(zhuǎn)較快的組分[4]，也是微生物活動(dòng)的重要能源和養(yǎng)分的潛在來(lái)源，可用于反映土壤有機(jī)碳的早期變化[5]。另外，要準(zhǔn)確估算土壤有機(jī)碳的收支狀況和固定機(jī)制，還應(yīng)考慮那些性質(zhì)不易變化的穩(wěn)定態(tài)有機(jī)碳，其能保持幾十年不變，主要通過(guò)化學(xué)鍵被固定在土壤團(tuán)聚體內(nèi)[6]。

調(diào)查結(jié)果顯示，浙江鳳陽(yáng)山國(guó)家級(jí)自然保護(hù)區(qū)原生地帶性常綠闊葉林遭受過(guò)大規(guī)?！芭星嗌健睔Я制茐?，現(xiàn)存的人工林是由植被破壞后種植的杉木、柳杉等針葉樹(shù)種形成，同時(shí)還存在大面積通過(guò)自然飛籽傳播形成的黃山松針闊混交林和自然恢復(fù)形成的次生常綠闊葉林。上述植被恢復(fù)方式在浙江、福建、江西等我國(guó)東部中亞熱帶地區(qū)廣泛分布，具有一定的典型性和代表性。本研究通過(guò)對(duì)鳳陽(yáng)山4種典型植被恢復(fù)方式的土壤總有機(jī)碳、易氧化有機(jī)碳及穩(wěn)定態(tài)有機(jī)碳等進(jìn)行分析，掌握不同植被恢復(fù)方式下土壤有機(jī)碳庫(kù)的變化特征，為區(qū)域森林土壤固碳和養(yǎng)分管理提供科學(xué)依據(jù)。

1　研究區(qū)概況

研究區(qū)設(shè)在浙江省龍泉市鳳陽(yáng)山國(guó)家級(jí)自然保護(hù)區(qū)(27°46′N～27°58′N、119°6′E～119°15′E),該區(qū)屬于武夷山脈東伸的洞宮山系。保護(hù)區(qū)屬亞熱帶濕潤(rùn)季風(fēng)氣候，雨量充沛，四季分明。年均氣溫12.3 ℃，年均降水量2 438.2 mm，雨季集中在4—6月份。土壤為黃壤，質(zhì)地為中壤土，土層厚度一般為60～80 cm。

2　材料與方法

2.1　樣地設(shè)置

根據(jù)研究需要，在石梁岙采樣點(diǎn)選擇常綠闊葉林與杉木林2種對(duì)比植被恢復(fù)方式；在鳳陽(yáng)湖采樣點(diǎn)選擇針闊混交林與柳杉林2種對(duì)比植被恢復(fù)方式。每種植被恢復(fù)方式內(nèi)均設(shè)置3個(gè)20 m×20 m的重復(fù)固定樣地，共計(jì)12個(gè)固定樣地，對(duì)各樣地進(jìn)行植物本底調(diào)查(見(jiàn)表1)。

由于相對(duì)比的植被恢復(fù)方式位于同一采樣點(diǎn)(保證了氣候、立地條件及恢復(fù)前林分等影響因素基本一致)，并且恢復(fù)時(shí)間相同，同時(shí)在恢復(fù)過(guò)程中也未受到強(qiáng)烈的人為干擾破壞，排除了林分樹(shù)種之外的其他因素的影響，從而使對(duì)比方式內(nèi)的植被在基本相同的條件下進(jìn)行恢復(fù)演替。

2.2　土壤采樣

于2013年7月，在每個(gè)固定樣地內(nèi)按0

2.3　測(cè)定方法

土壤總有機(jī)碳采用重鉻酸鉀外加熱氧化-硫酸亞鐵滴定法[7]；易氧化有機(jī)碳采用KMnO4溶液比色法[8]；穩(wěn)定態(tài)有機(jī)碳采用Na2S2O8氧化法測(cè)定[9]。

單位面積土壤總有機(jī)碳儲(chǔ)量(kg/m2)計(jì)算公式如下[10]：

土壤總有機(jī)碳儲(chǔ)量=總有機(jī)碳質(zhì)量分?jǐn)?shù)×土壤密度×土層厚度×(1-大于2 mm石礫所占體積百分比)。

某一土壤剖面單位面積總有機(jī)碳儲(chǔ)量為該剖面各層總有機(jī)碳儲(chǔ)量之和。

測(cè)定結(jié)果運(yùn)用SPSS Statistics 17.0進(jìn)行方差分析。

表1　不同植被恢復(fù)方式林分的基本情況

3　結(jié)果與分析

3.1　土壤總有機(jī)碳的變化特征

3.1.1土壤總有機(jī)碳質(zhì)量分?jǐn)?shù)

由表2可見(jiàn)，不同植被恢復(fù)方式土壤各層總有機(jī)碳質(zhì)量分?jǐn)?shù)介于5.49～13.93 g/kg，最大值為柳杉林的0

3.1.2土壤總有機(jī)碳儲(chǔ)量

由表3可見(jiàn)，在石梁岙，常綠闊葉林0

表2　不同植被恢復(fù)方式土壤總有機(jī)碳質(zhì)量分?jǐn)?shù)的變化

注：表中數(shù)值為平均值±標(biāo)準(zhǔn)差。

表3　不同植被恢復(fù)方式土壤單位面積總有機(jī)碳儲(chǔ)量的變化

3.2　土壤易氧化有機(jī)碳的變化特征

由表4可見(jiàn)，不同植被恢復(fù)方式土壤各層易氧化有機(jī)碳質(zhì)量分?jǐn)?shù)介于477.98～1 618.92 mg/kg，最大值為針闊混交林的0

表4　不同植被恢復(fù)方式土壤易氧化有機(jī)碳質(zhì)量分?jǐn)?shù)

注：表中數(shù)值為平均值±標(biāo)準(zhǔn)差。

3.3　土壤穩(wěn)定態(tài)有機(jī)碳的變化特征

由表5可見(jiàn)，不同植被恢復(fù)方式土壤各層穩(wěn)定態(tài)有機(jī)碳質(zhì)量分?jǐn)?shù)介于0.85～2.36 g/kg，最大值為柳杉林的0

表5　不同植被恢復(fù)方式土壤穩(wěn)定態(tài)有機(jī)碳質(zhì)量分?jǐn)?shù)

注：表中數(shù)值為平均值±標(biāo)準(zhǔn)差。

4　結(jié)論與討論

4.1　不同植被恢復(fù)方式對(duì)土壤總有機(jī)碳的影響

同一采樣點(diǎn)2種植被恢復(fù)方式，土壤總有機(jī)碳質(zhì)量分?jǐn)?shù)在0

單位面積土壤總有機(jī)碳儲(chǔ)量的一個(gè)極其重要的指標(biāo)，其以土體體積為基礎(chǔ)來(lái)計(jì)算，排除了面積的影響[16]。不同植被恢復(fù)方式0杉木林，柳杉林>針闊混交林，這與總有機(jī)碳質(zhì)量分?jǐn)?shù)的變化趨勢(shì)一致，主要是因研究區(qū)土壤總有機(jī)碳儲(chǔ)量大小取決于總有機(jī)碳質(zhì)量分?jǐn)?shù)，密度和石礫含量在不同植被恢復(fù)方式間差別不大。解憲麗等[17]報(bào)道的全國(guó)單位面積森林土壤總有機(jī)碳儲(chǔ)量平均水平為11.59 kg/m-2，而周玉榮等[18]報(bào)道的我國(guó)森林土壤總有機(jī)碳儲(chǔ)量平均水平為19.34 kg/m-2。本研究與上述結(jié)果均差別較大，一方面土壤總有機(jī)碳質(zhì)量分?jǐn)?shù)在地域上具有很高的空間變異性，另一方面取樣土層深度(解憲麗等的取樣深度為100 cm)的不同對(duì)單位面積土壤總有機(jī)碳儲(chǔ)量產(chǎn)生至關(guān)重要的影響。但鳳陽(yáng)山研究區(qū)的常綠闊葉林、杉木林、針闊混交林和柳杉林0

4.2　不同植被恢復(fù)方式對(duì)易氧化有機(jī)碳的影響

常綠闊葉林0

4.3　不同植被恢復(fù)方式對(duì)穩(wěn)定態(tài)有機(jī)碳的影響

研究土壤穩(wěn)定態(tài)有機(jī)碳有利于了解土壤碳固定的機(jī)制，可以根據(jù)不同形態(tài)碳的機(jī)理靈活調(diào)節(jié)土壤活性和穩(wěn)定態(tài)有機(jī)碳之間的組分平衡。關(guān)于這部分碳的研究目前國(guó)內(nèi)較少見(jiàn)報(bào)道，本研究發(fā)現(xiàn)常綠闊葉林、柳杉林的穩(wěn)定態(tài)有機(jī)碳質(zhì)量分?jǐn)?shù)總體上高于同一采樣點(diǎn)的杉木林、針闊混交林，這與土壤總有機(jī)碳的規(guī)律基本保持一致，但與柳杉林和針闊混交林的易氧化有機(jī)碳的大小關(guān)系相反。這說(shuō)明相比杉木林，常綠闊葉林不但增加了土壤總有機(jī)碳質(zhì)量分?jǐn)?shù)，易氧化有機(jī)碳和穩(wěn)定態(tài)有機(jī)碳也在同步增加；而相比針闊混交林，穩(wěn)定態(tài)有機(jī)碳對(duì)柳杉林的土壤儲(chǔ)碳功能貢獻(xiàn)作用更大，柳杉林根系及土壤微生物對(duì)有機(jī)碳轉(zhuǎn)化為可利用活性有機(jī)碳的能力不及針闊混交林。隨著土層的加深，各植被恢復(fù)方式土壤穩(wěn)定態(tài)有機(jī)碳質(zhì)量分?jǐn)?shù)均呈逐漸降低的趨勢(shì)，這與王紀(jì)杰等的研究結(jié)果一致[6]。