關(guān)欣，黃苛

1.中國科學(xué)院沈陽應(yīng)用生態(tài)研究所，會(huì)同森林生態(tài)實(shí)驗(yàn)站，會(huì)同 418307

2.亞熱帶森林生態(tài)系統(tǒng)結(jié)構(gòu)與服務(wù)功能湖南省重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室，會(huì)同 418307

引 言

凋落物是林木生長發(fā)育過程中新陳代謝的產(chǎn)物。在森林生態(tài)系統(tǒng)中，樹木將光合作用合成的有機(jī)物質(zhì)以凋落物的形式輸入土壤，經(jīng)過長期分解腐化，最終形成土壤有機(jī)碳并保存下來，對陸地生態(tài)系統(tǒng)碳循環(huán)產(chǎn)生重要影響。凋落物通過分解每年歸還到土壤中的有機(jī)碳約為50 Gt，約占全年生態(tài)系統(tǒng)碳通量的70%[1-3]。森林凋落物分解是陸地生態(tài)系統(tǒng)土壤有機(jī)質(zhì)、養(yǎng)分礦化和碳循環(huán)的重要過程[4-5]，在促進(jìn)森林生態(tài)系統(tǒng)正常物質(zhì)循環(huán)和養(yǎng)分平衡[6]、維持土壤肥力、保證植物生長養(yǎng)分[7]中起著重要作用。因此，凋落物數(shù)量和質(zhì)量的微小改變都會(huì)影響土壤碳輸入，對整個(gè)陸地生態(tài)系統(tǒng)碳平衡產(chǎn)生巨大影響[2,8]。凋落物及其相關(guān)研究對于人們認(rèn)識(shí)和了解森林生態(tài)系統(tǒng)結(jié)構(gòu)、功能起到了十分重要的作用。

杉木是我國特有的優(yōu)良速生針葉樹種，同時(shí)也是我國亞熱帶地區(qū)的主要造林樹種，其人工林面積已達(dá)853.86×104hm2，占全國人工用材林面積的21.35%，在我國木材供應(yīng)及碳匯功能中占據(jù)非常重要的地位。湖南省懷化市會(huì)同縣是杉木的中心產(chǎn)區(qū)，具有“廣木之鄉(xiāng)”的美稱。1960 年，為了緩解國內(nèi)木材需求的壓力，中國科學(xué)院沈陽應(yīng)用生態(tài)研究所（原中國科學(xué)院林業(yè)土壤研究所）在湖南會(huì)同建立了會(huì)同工作站，率先在國內(nèi)開展人工林定位觀測和實(shí)驗(yàn)研究，探索人工林速生豐產(chǎn)規(guī)律，利用亞熱帶豐富的水熱資源大力發(fā)展人工林，從根本上解決木材供應(yīng)不足的問題。1978 年，工作站更名為“中國科學(xué)院林業(yè)土壤研究所會(huì)同森林生態(tài)實(shí)驗(yàn)站”。1989 年，會(huì)同站被首批納入中國生態(tài)系統(tǒng)研究網(wǎng)絡(luò)（Chinese Ecosystem Research Network，CERN），同時(shí)被更名為現(xiàn)“中國科學(xué)院會(huì)同森林生態(tài)實(shí)驗(yàn)站”。2005 年，首批被國家科技部批準(zhǔn)為國家生態(tài)與環(huán)境野外科學(xué)觀測研究站，并被命名為“湖南會(huì)同森林生態(tài)系統(tǒng)國家野外科學(xué)觀測研究站”。按照CERN 統(tǒng)一的觀測規(guī)范，以亞熱帶人工用材林和地帶性常綠闊葉林為主要研究對象，開展生態(tài)系統(tǒng)各要素長期定位觀測，對森林生態(tài)系統(tǒng)結(jié)構(gòu)、功能和生態(tài)過程進(jìn)行研究。

本數(shù)據(jù)集依照CERN 監(jiān)測規(guī)范，整理了會(huì)同站2005-2015 年杉木人工林凋落物回收量及現(xiàn)存量的數(shù)據(jù)，主要為研究杉木人工林養(yǎng)分循環(huán)研究提供背景資料，為探究全球氣候變化條件下中亞熱帶杉木人工林碳循環(huán)研究提供本底資料，也可以為該地區(qū)生態(tài)服務(wù)功能評估提供數(shù)據(jù)支持。

1 數(shù)據(jù)采集和處理方法

本數(shù)據(jù)集的構(gòu)建過程主要包括：樣方的采樣設(shè)計(jì)、凋落物收集器設(shè)置、凋落物收集處理、數(shù)據(jù)處理、數(shù)據(jù)質(zhì)量控制與評估、數(shù)據(jù)分析以及數(shù)據(jù)庫的形成與入庫。

1.1 數(shù)據(jù)采集

1.1.1 樣地描述

中國科學(xué)院會(huì)同森林生態(tài)實(shí)驗(yàn)站位于湖南省懷化市會(huì)同縣廣坪鎮(zhèn)，杉木人工林綜合觀測場建立于1997 年，面積1.5 hm2，能滿足100 年的監(jiān)測要求，觀測場內(nèi)設(shè)有永久樣地和破壞性樣地。永久樣地面積約0.5 hm2，內(nèi)設(shè)40 m×50 m 的一個(gè)一級(jí)樣方，一級(jí)樣方內(nèi)又劃分為25 個(gè)8×10 m 的二級(jí)樣方，整個(gè)一級(jí)樣方用圍欄永久性保護(hù)。海拔高度500-540 m，地貌為山地中丘陵，坡度20°，坡向ES（東南），坡位中坡。樣地內(nèi)杉木人工林為1983 年人工栽植，至2015 年底，平均樹高18.53 m、胸徑25.35 cm。喬木層為杉木（Cunninghamia lanceolata），灌木層主要以杜莖山（Maesa japonica）、菝葜（Smilax china）為主，種類較少；草本層，種類較多，主要有狗脊（Woodwardia japonica）、剪刀草（Sagittaria trifoliavar.trifoliaf.longiloba）、烏蘞莓（Cayratia japonica）、紫菀（Aster tataricus）等30 余種。

1.1.2 凋落物采集

凋落物回收量的月動(dòng)態(tài)于每月月底進(jìn)行測定。在綜合觀測場固定樣地內(nèi)采用隨機(jī)布點(diǎn)，選取固定的10個(gè)樣方進(jìn)行凋落物長期觀測。凋落物收集器為1 m2。底部采用尼龍網(wǎng)，四周用PVC管固定。凋落物框的布設(shè)位置和框編號(hào)如圖1所示?，F(xiàn)存量的月動(dòng)態(tài)是每個(gè)樣地隨機(jī)調(diào)查5個(gè)點(diǎn)，每月每個(gè)點(diǎn)用1平方米的樣方框調(diào)查，重復(fù)3次。分類記錄（枯枝、枯葉、落果（花）、樹皮、苔蘚地衣、雜物等）重量，取樣回室內(nèi)測定每種類別的含水量，根據(jù)含水量計(jì)算該類別的干重，以月為基礎(chǔ)單元，統(tǒng)計(jì)單位面積內(nèi)不同類別凋落物回收量的質(zhì)量。

圖1 綜合觀測場二級(jí)樣方平面示意圖及凋落物框編號(hào)

1.2 數(shù)據(jù)處理

數(shù)據(jù)處理主要包括記錄信息和數(shù)據(jù)的檢查、數(shù)據(jù)錄入和數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)。原始數(shù)據(jù)的核查主要是將數(shù)據(jù)與歷年監(jiān)測結(jié)果進(jìn)行比對，發(fā)現(xiàn)異常值后對采集的樣品進(jìn)行二次測定確保數(shù)據(jù)準(zhǔn)確性。然后，進(jìn)行數(shù)據(jù)錄入，將原始數(shù)據(jù)電子化，確保數(shù)據(jù)與原始數(shù)據(jù)的一致性并進(jìn)行備份。對錄最后以月為單位對數(shù)據(jù)進(jìn)行統(tǒng)計(jì)分析。

2 數(shù)據(jù)樣本描述

中亞熱帶杉木人工林凋落物回收量和現(xiàn)存量月動(dòng)態(tài)數(shù)據(jù)集包含的指標(biāo)如表1 和表2。

表1 中亞熱帶杉木人工林凋落物回收量

表2 中亞熱帶杉木人工林凋落物現(xiàn)存量

3 數(shù)據(jù)質(zhì)量控制和評估

本數(shù)據(jù)集主要從前期準(zhǔn)備、凋落物的收集、實(shí)驗(yàn)室處理及數(shù)據(jù)錄入4 個(gè)方面進(jìn)行。前期準(zhǔn)備主要是對所有參與凋落物收集的人員進(jìn)行集中培訓(xùn)，盡可能地保證調(diào)查人員固定性，采樣時(shí)間一致性，減少人為造成的誤差。凋落物的收集完全按照《森林生態(tài)系統(tǒng)生物野外觀測規(guī)范與方法》[9]。實(shí)驗(yàn)室處理嚴(yán)格按照操作規(guī)程執(zhí)行。獲取數(shù)據(jù)后數(shù)據(jù)錄入采用一人輸入數(shù)據(jù)、一人核查的方法，以確保數(shù)據(jù)輸入的準(zhǔn)確性。錄入的數(shù)據(jù)通過質(zhì)量控制方法進(jìn)行評估，確保準(zhǔn)確無誤后進(jìn)行入庫。

4 數(shù)據(jù)價(jià)值

本數(shù)據(jù)集收集了中亞熱帶杉木中心產(chǎn)區(qū)杉木人工林凋落物回收量和現(xiàn)存量連續(xù)11年的月動(dòng)態(tài)數(shù)據(jù)，數(shù)據(jù)連續(xù)性強(qiáng)，可靠性高、實(shí)用性強(qiáng)。凋落物回收量和現(xiàn)存量連續(xù)數(shù)據(jù)為揭示亞熱帶地區(qū)杉木人工林凋落物現(xiàn)存量現(xiàn)狀提供了基礎(chǔ)數(shù)據(jù)，也為該類型森林碳循環(huán)和養(yǎng)分循環(huán)研究提供了數(shù)據(jù)支撐。目前公開發(fā)表的多年的凋落物量動(dòng)態(tài)數(shù)據(jù)較少，本數(shù)據(jù)集詳盡說明了杉木人工林凋落物現(xiàn)狀，對研究不同林型凋落物數(shù)量的差異，了解不同森林演替過程中生態(tài)系統(tǒng)的生產(chǎn)力水平和功能具有重要意義。

數(shù)據(jù)作者分工職責(zé)

關(guān)欣（1983—），女，遼寧燈塔人，博士，工程師，研究方向?yàn)樯稚鷳B(tài)學(xué)。主要承擔(dān)工作：數(shù)據(jù)整理、數(shù)據(jù)匯編與論文撰寫。

黃苛（1983—），男，湖南溆浦人，碩士，工程師，研究方向?yàn)槲⑸飳W(xué)。主要承擔(dān)工作：凋落物取樣、分揀，數(shù)據(jù)錄入。