王志超　杜阿朋　吴志华　陈少雄

摘 要 对不同整地措施下1年生尾巨桉林分生物量的分配调查研究结果表明：3种整地措施间林木的平均单株生物量存在极显著的差异，其中全垦（8.72 kg/株）﹥带垦（7.93 kg/株）﹥穴垦（7.01 kg/株）。林下植被生物量也存在着显著性差异， 其中穴垦（5.38 t/hm2）﹥带垦（4.03 t/hm2）﹥全垦（2.12 t/hm2）， 生物多样性带垦与穴垦要优于全垦。结合林木以及林下植被生物量得出林分总生物量带垦最大（15.73 t/hm2）， 穴垦次之（15.15 t/hm2）， 全垦最小（14.15 t/hm2）。综合考虑各种指标，带垦这一整地措施更有利于桉树人工林的可持续经营。

关键词 尾巨桉；整地方式；群落内生物量分布

中图分类号 S792.39 文献标识码 A

生物量作为森林生态系统的特征数据[1-2]，是研究森林生态系统结构和功能的基础[3-4]。森林生物量是指森林植物群落在其生命过程中所产干物质的累积量，该指标的测定以树木生物量测定最为重要。森林的生物量受到诸如林龄、密度、立地条件和经营措施等影响，其变异幅度极大。就同一林分内即使胸径和树高相同的林木，其树冠大小、尖削度及单位材积干物质重量也不相同。在同龄林内，由于林木大小不同，根、干、枝叶干物质量对全株所占比率也不相同。森林生物量是森林生态系统的最基本数量特征，既表明了森林的经营水平和开发利用的价值，同时又反映森林与其环境在物质循环和能量流动上的复杂关系。

桉树是中国热带、亚热带地区的主要造林树种，桉树人工林已成为目前世界上单位面积森林生产力最大的森林生态系统[5]。另外，桉树具有速生、丰产、抗逆性强、耐贫瘠、干形较好和用途广泛等优势[6]，已成为中国南方速生丰产林的主要造林选树种。因此研究不同经营措施下的桉树林分生物量的分配差异，不仅可以了解桉树人工林生物量与经营措施之间的关系，从而为桉树人工林的生产实践提供理论指导，更是对桉树人工林可持续经营有着重要的意义。而整地方式就是经营措施中的1个重要方面，整地是造林的基础，是在造林前人为改善土壤立地条件的一道重要工序，是人工林培育技术措施的重要组成部分， 是使其适合于林木生长的一种手段[7]，整地与林木生长关系密切，提高整地规格可改善林地微环境，改善林木的根系分布状态，对幼林生长有促进作用[8-9]，是营林生产中重要措施之一。本研究通过对炼山全垦、穴垦、带垦3种整地措施下1 年生尾巨桉（E. urophylla×E. grandis）人工林林分生物量的分配差异进行调查，分析对比不同整地措施下的生物量差异性，选出最佳的整地措施，为桉树人工林的可持续经营提供一定的理论依据。

1 材料与方法

1.1 材料

1.1.1 试验地概况 试验地位于广东省湛江市南方国家级林木种苗示范基地。地理位置为北纬21°30′，东经111°38′，低丘地貌，最高海拔220.8 m，最低海拔80 m，属北热带温润大区雷琼区北缘，为海洋性季风气候，年平均气温23.1 ℃，极端最低温1.4～3.6 ℃，极端最高温度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%，年相对湿度80.4%[10]。地貌沿着纵线中央高，东西两边低，南北两端高而中间低，地形多为台地，相对高度不超过10 m。成土母质北部为砂页岩，中部为前海沉积物，南部为玄武岩，土壤类型主要有浅海沉积物砖红壤和玄武岩砖红壤，其次为砂页岩红壤、花岗岩砖红壤[11]，有机质含量在1%以上，pH 4.5～5.3。土壤肥力中等，气候很适合桉树的生长。

1.1.2 试验材料 试验林为桉树纯林，组培苗造林，为尾巨桉32-29无性系，林龄为1 a，所有林分的抚育管理措施完全一致。试验地占地2 hm2，植被、土壤类型等立地条件完全一致。林下植被物种数较少，具体林分状况见表1。

1.2 方法

1.2.1 试验设计 试验地选址于南方国家级林木种苗示范基地，面积为2 hm2。整地时间为2012年6月28号，造林时间为2012年7月1号，采用炼山+全垦、带垦、穴垦3种不同的整地及造林方式，造林密度为4 m×1.5 m。

1.2.2 数据的测定 林木生物量的调查：2013年7月分别对3种不同整地方式下的尾巨桉进行调查，在各个整地措施中分别选取20 m×20 m的样地3块，进行每木调查，各样地选取1株平均木，共9株平均木，将其伐倒进行树干解析。生物量的测定是采用“分层切割法”实测选定平均木的叶、枝、杆、根各器官的鲜重量，并分别取样带回实验室在80 ℃下烘至绝干，求含水率，再根据各器官的含水率求各器官的干物质量。

林下植被生物量及生物多样性的调查：在每种不同的整地措施的处理中分别选取20 m×20 m调查样地3块，由于林下基本都是草本，灌木较少，因此在每个样地中按对角线分别选取3块1 m×1 m的样方。对每个样方内所有植被进行分类全部获取，称其鲜重，记录种名、频度、盖度以及平均高。并对每种植物取样带回实验室80 ℃下烘至绝干，求含水率，根据含水率求出各物种的干物质量。同时也通过物种个体数、物种丰富度、Simpson指数、Shannon-Wiener指数、均匀度指数简单对比了3种整地方式下林分生物多样性的差异[12-13]。

1.3 数据统计处理

林木生物量的计算采用二元式W=a（D2H）b[14]作为相对生长方程。式中：W、D和H分别为树木各器官的生物量、地径和树高；a、b为参数。通过SPSS软件对生物量、地径和树高进行回归分析，计算出各器官相对生长方程（见表1）。

林下植被生物多样性各指标通过以下公式进行处理计算：

物种丰富度：样地内所有物种数目

Simpson指数：D=1-P

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

均匀度指数：Jsw=

式中，S为样地中物种的种数；Ni为种i的重要值；N为样地中所有物种的重要值之和；Pi为物种i的相对重要值，Pi=Ni/Ni。

2 结果与分析

2.1 尾巨桉人工林林木生物量

不同整地方式对土壤结构、孔隙度、土壤水分、热量状况改善程度不同，从而影响林木的生长。由林分的生长状况（表2）可以看出，3种整地措施下的林分生长值有着较大的差异，林木平均地径：穴垦（6.68 cm）﹤带垦（7.21 cm）﹤全垦（7.32 cm），其中穴垦与另外2种整地措施的差异性达到了显著水平（p﹤0.05），林木的平均树高：穴垦（6.90 m）﹤带垦（6.93 m）﹤全垦（7.50 m）， 其中全垦与另外2种整地措施的差异性达到了显著水平。但3种整地措施下的林木保存率却是全垦最小，带垦最大。

通过对3种不同整地措施下1年生尾巨桉平均单株生物量的调查表明（图1），不同整地措施下桉树1年生幼林的平均单株生物量有着极其显著的差异性（p﹤0.01），其中全垦（8.72 kg/株）﹥带垦（7.93 kg/株）﹥穴垦（7.01 kg/株），另外在不同整地措施间各相同器官的生物量也有着完全相似的规律，全垦﹥带垦﹥穴垦。同时同一植株各器官如根、干、枝与叶干物质量对全株所占比率也不相同（表3）， 其中干（47.14%）﹥枝（19.32%）﹥根（17.02%）﹥叶（14.92%），地上部分生物量（81.02%）远远大于地下部分生物量（8.98%）。以上结论可以看出，随着整地程度的加大，对尾巨桉幼林早期的立地条件改善也依次增大。至于这种肥力的激发效应会维持多久，还需进一步的观测与研究。

2.2 林下植被生物量与生物多样性

不同整地措施对林下植被生物量以及生物多样性都有着一定程度上的影响。通过对3种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着明显的差异，全垦的平均生物量最小（2.12 t/hm2），与穴垦（5.38 t/hm2）、带垦（4.03 t/hm2）都有着显著性的差异（p﹤0.05），其中与穴垦的差异性达到了极显著（p﹤0.01）的水平，而穴垦与带垦之间的差异性却没有达到显著水平。由此可看出，随着整地程度的加大，林下植被的生物量有着下降的趋势。对不同整地措施下林木地下植被的生物多样性调查表明（表4）：穴垦与带垦的物种丰富度以及各多样性指数基本高于全垦但未达到显著水平。总体来看，各整地措施间的林下植被生物多样性差异并不是很大。随着林木的生长以及土壤恢复自然状态等因素的影响，整地所带来的林下植被生物量变异程度将会变小，而整地效应也将慢慢消失。

2.3 尾巨桉林分总生物量

通过3种整地措施下的林木平均单株生物量以及林地的现实密度可以计算出林分中林木的总生物量，发现林木总生物量也有着较大的差异性，其中全垦（12.03 t/hm2）﹥带垦（11.07 t/hm2）﹥穴垦（9.77 t/hm2），其结论与林木的单株平均生物量规律相同。但综合林下植被的生物量得出尾巨桉林分的总生物量时发现（图2），3种整地措施却出现了明显的不同。其中带垦（15.73 t/hm2）最大，穴垦（15.15 t/hm2）次之，全垦（14.15 t/hm2）反而最小。因此，综合考虑林分的林木生物量和林下植被生物量，带垦这一整地方式有着明显的优势，有利于桉树人工林的可持续经营。

3 讨论与结论

本研究通过对3种不同程度的整地措施下的尾巨桉幼林各指标的调查显示：带垦的保存率要优于其他2种整地措施，但差异并不显著。林分的平均地径以及平均树高存在着显著性的差异，其中全垦﹥带垦﹥穴垦。3种整地措施间的林木平均单株生物量存在着极显著的差异，其中全垦最大，带垦次之，穴垦最小。各相同器官间的生物量也存在着极显著的差异，也是全垦﹥带垦﹥穴垦。不同器官所占比例也不相同。这在其他很多树种如马尾松[15]、北美红杉[16]等研究中也有类似的研究结果。

不同整地措施对于林下植被的生物量以及生物多样性也有着一定的影响，研究表明，3种整地措施中，林下植被生物量存在着显著性差异，其中全垦最小，带垦次之，穴垦最大。对于生物多样性，穴垦与带垦的生物多样性要优于全垦，这与林德根[17]的研究结果保持一致。

综合考虑林木生物量以及林下植被生物量我们可以得出，在尾巨桉幼林阶段3种整地措施中带垦的林分生物量最大，穴垦次之，全垦的林分生物量反而最小。至于以后的变化还需进一步的观测和分析。

造成以上结果的原因是由于不同的整地措施对土壤结构、孔隙度、土壤水分、热量状况改善程度不同，因此对林地土壤早期的土壤肥力的激发程度不同，从而对桉树幼林的保存率、生长量、林木单株生物量、生物多样性等都有着不同程度的影响。因此综合考虑林分生物量、林木生物量、林下植被生物量以及多样性、保存率、林木生长量等各个方面，采用带垦的整地方式， 有望取得较好的经济效益，有利于林下生物多样性的保护和减少土地的干扰，从而实现桉树人工林的可持续经营。

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