間伐對杉木人工林根序細根碳氮質(zhì)量分數(shù)的影響1)

王祖華 劉敏李海波柳太勇

(銅仁學(xué)院,銅仁,554300)(貴州梵凈山國家級自然保護區(qū)管理局)(貴州省銅仁市林業(yè)局)

間伐作為關(guān)鍵的營林技術(shù)，在促進林木生長、林下植被更新，以及降低森林火災(zāi)和病蟲害發(fā)生率等方面得到廣泛應(yīng)用[1-2]。近來有學(xué)者建議將科學(xué)的間伐措施作為適應(yīng)氣候變化的森林管理技術(shù)[3-4]。盡管如此，我們對間伐影響森林生態(tài)系統(tǒng)的認知主要來自地上部分的響應(yīng)，而間伐對森林生態(tài)系統(tǒng)地下部分，尤其是對細根的結(jié)構(gòu)和功能的影響尚不清楚[5]。細根不僅為林木生長汲取土壤水分和養(yǎng)分資源，還調(diào)節(jié)林木碳循環(huán)[6]。雖然細根(<2 mm)生物量約占林木根系生物量的5%，但在許多生態(tài)系統(tǒng)中，細根年凈生產(chǎn)力占總凈生產(chǎn)力的33%～67%[7-8]，且每年通過細根周轉(zhuǎn)向土壤歸還的碳甚至超過地上凋落物[9]。細根壽命是控制細根周轉(zhuǎn)率的關(guān)鍵因子[10]，而細根壽命與細根氮含量、碳氮比密切相關(guān)[11-12]。另外，根系中的碳氮比與其分解速率密切相關(guān)[13]。探究間伐對林木細根碳、氮含量的影響，將有助于揭開間伐調(diào)控森林生態(tài)系統(tǒng)碳氮循環(huán)的機理。

近年來，一些研究者就間伐對細根碳、氮含量的影響進行了報道[14]，但結(jié)論多樣，如增加1～2級根氮含量[15]，降低細根碳含量[14]。究其原因，可能主要與樹種、研究地點、間伐強度和取樣時期，以及細根界定標(biāo)準(zhǔn)不同有關(guān)[16]。不同樹種的細根恢復(fù)力和生長速率不一致[17]；土壤理化性質(zhì)隨間伐強度的變化而變化[18]。直徑<2 mm(或<1 mm)的根包含多級結(jié)構(gòu)和功能差異明顯的根系細根，若細根的界定標(biāo)準(zhǔn)不同，試驗結(jié)果也無可比性[11-12]。因此，探討不同間伐強度下的不同根序細根碳、氮質(zhì)量分數(shù)的變化將是厘清間伐影響森林生態(tài)系統(tǒng)物質(zhì)循環(huán)的重要途徑。

杉木(Cunninghamialanceolata)人工林占我國人工林面積1/4左右，在木材提供和改善生態(tài)環(huán)境方面占有重要地位[19]。然而，因栽培密度過密，限制了生產(chǎn)力和大徑材的培育[20]。在林業(yè)生產(chǎn)實踐中，常用間伐技術(shù)降低林分密度，釋放林內(nèi)養(yǎng)分空間，促進保留木生長[19]。然而，杉木人工林不同根序細根碳、氮質(zhì)量分數(shù)如何響應(yīng)間伐強度尚不清楚。筆者以南京市溧水縣林場間伐了4 a的杉木人工林為研究對象，探討不同間伐強度下杉木人工林1～5級細根氮、碳質(zhì)量分數(shù)及其收獲指數(shù)在不同生長期的變化，為區(qū)域人工林管理提供理論和數(shù)據(jù)支撐?！?br>