太行山低山丘陵区外来种火炬树群落生物量与碳贮量研究

太行山低山丘陵区外来种火炬树群落生物量与碳贮量研究

国外树种的火炬树r9在干旱的岩石山上植被恢复和水保护林中广泛使用。围绕其生物学特性、造林技术、克隆繁殖和扩散能力1材料和方法1.1心自然概况研究是在国家林业局黄河小浪底森林生态系统定位研究站植被恢复试验研究基地进行的。中心位于河南省济源市黄河小浪底库区,地理坐标为:北纬35°01′,东经112°28′。地带性植被属暖温带落叶阔叶林,年平均气温14.3℃,年平均降雨量641mm,≥0℃年积温5282℃,≥10℃年积温4629℃,太阳辐射量494.1kJ·m1.2研究对象的确定2009年7月～10月,在广泛踏查的基础上,选择了二种生境11年生火炬树纯林为研究对象。一种是在紫色砂页岩裸露地经爆破整地营造的火炬树林,以下称石裸地,基本上没有表土;另一种为自然荒坡,以下简称荒坡,土壤为紫色砂页岩形成的山地褐土,土层厚度10～30cm。两生境均为阳坡,坡度相当,初植密度均为1660株·hm1.3测试方法1.3.1生物量测量采用标准地分级标准株分层切割法测定生物现存量1.3.2生物现存量和枯落物量测定在标准地内按“品”字形布设了3个1m×1m小样方,测定灌、草层生物现存量和火炬树枯落物量。采集火炬树叶、根、干、枝及灌草、枯落物样品,荒坡地采集0～20cm土壤样品。1.3.3试验设备意大利产EA3000CHNS/0元素分析仪测定植物和土壤碳素含量。测定范围100×101.3.4统计分析采用Excel2003和SPSS16.0软件进行数据处理分析。2结果与分析2.1相对生长方程的构建根据标准地调查资料,利用通用的生物量模型2.2火炬树群落的生物量和分配2.2.1火炬树不同生境的生物量两种生境11年生火炬树平均标准木单株及各器官生物量列于表3。从表中可以看出,生于石裸地和荒坡地11年生火炬树单株生物量分别为7331.63g和13282.60g,后者是前者的1.8倍多。两生境火炬树各器官生物量也达到极显著差异。比较两种生境火炬树各器官生物量所占比例的差异可以看出,石裸地根系生物量所占比例高于荒坡,而荒坡地上部所占比例略高于石裸地,但差异不显著。就根系而言,石裸地中根和小细根比例达到49.65%,高于荒坡地,而荒坡地粗根达到54.85%,高于石裸地。这可能是火炬树生长对立地条件的一种反应。但在两种生境中火炬树分株生物量地上和地下部分的分配比例和基株正好相反,如表4。在石裸地中,火炬树分株地下部分所占比例低于荒坡分株所占比例,而地上部分则高于荒坡火炬树分株地上部分的比例,说明石裸地的火炬树的克隆生长,是依靠尽快扩大地上部的生存战略2.2.2火炬树群落生物量利用表2的生物量回归方程,采用分级标准株法推算了两种生境中11年生火炬树群落生物量(如表5)。石裸地火炬树群落总生物量为13.3954t·hm两生境类型火炬树群落生物量相比较,荒坡地火炬树群落总生物量是石裸地生物量的2倍多,而且各组分所占比例不同,石裸地群落火炬树生物量占总生物量77.88%,远低于荒坡中的83.33%。而两生境中火炬树基株和分株生物量占火炬树生物量的比例也不尽相同,石裸地分株生物量占群落火炬树生物量的35.52%,基株占64.48%,荒坡中分株占45.12%,基株占54.48%,分株所占比例远高于石裸地,说明荒坡较好的立地条件可以通过产生更多的克隆植株去占有资源。2.3火炬社区的碳排放量2.3.1火炬树群落生物量分析了火炬树不同器官的含碳量(表6),各器官中以树干含碳量最高为46.04%,以根最低为43.51%,依次为干>枝>叶>根,平均为44.56%,数值介于文献10中所列乔木与灌木各器官含碳量的中间,低于豫南地区灌木树种平均含碳量,和甘肃小陇山地区乔灌草含碳量基本相当利用火炬树群落生物量测定数据,计算了二种生境11年生火炬树群落植物层碳存贮量(如表7)。从表中可以看出,石裸地11年生火炬树群落植物层碳存贮量5.9155t·hm2.3.2火炬树群落的碳贮量测定了荒坡11年生火炬树群落土壤有机碳含量、碳密度列于表8,从表中可以看出,11年生火炬树群落0～20cm土壤有机碳贮量可达21.7220t·hm2.3.3火炬树社区的碳排放量通过以上计算和分析,可以得出太行山南端荒坡地11年生火炬树群落碳贮量可达34.6971t·hm3火炬树不同生境生物量分配特征利用相对生长关系建立了火炬树单株及各器官生物量回归模型,相关系数均在0.92以上,具有很好的相关性,可以在实际中应用。石裸地和荒坡11年生火炬树基株单株生物量分别达到7331.63g和13282.60g。两种不同生境火炬树基株、分株单株生物量分配表现出一定的差异。条件恶劣的石裸地中火炬树基株地下根系所占比例高于荒坡地;就根系而言,石裸地中根和细、小根比例高于荒坡地,而荒坡地粗根比例明显高于石裸地。分株地上和地下生物量的分配和基株正好相反,在石裸地中火炬树分株地上部分比例高于荒坡基株地上部分所占比例,充分说明克隆植物火炬树对不同生境的反应。和现有的两篇火炬树生物量的研究文献相比,远高于渭北黄土高原9年生火炬树单株生物量为0.352～2.422kg石裸地和荒坡地11年生火炬树群落生物量分别达13.3954t·hm火炬树平均含碳率为44.56%,以树干最高为46.04%,根最低为43.51%,各器官含碳率差异不大。石裸地11年生火炬树群落植被层碳贮量5.9