崩岗侵蚀坡地桉树林种植对土壤有机碳库的影响

doi:10.13466/j.cnki.lczyyj.2023.06.009

林草资源研究 ›› 2023›› Issue (6): 75-81.doi: 10.13466/j.cnki.lczyyj.2023.06.009

崩岗侵蚀坡地桉树林种植对土壤有机碳库的影响

刘雪健¹^,²^,³(), 张志华¹, 郝贝贝²^,³, 王楠²^,³, 马宇²^,³, 贺斌²^,³, 张思毅²^,³()

1.河南农业大学林学院,郑州 450002
2.广东省科学院生态环境与土壤研究所广东省农业环境综合治理重点实验室,广州 510650
3.广东省科学院生态环境与土壤研究所华南土壤污染控制与修复国家地方联合工程研究中心,广州 510650

收稿日期:2023-09-04 修回日期:2023-11-22 出版日期:2023-12-28 发布日期:2024-02-21
通讯作者: 张思毅,副研究员,博士,主要研究方向:水土保持与非点源污染研究。 Email:syzhang@soil.gd.cn
作者简介:刘雪健,硕士研究生,主要研究方向:非点源污染研究。Email:liuxuejian333@163.com
基金资助:
广东省基础与应用基础研究基金“粤北土壤环境野外科学观测研究站”(2019B121201004);国家自然科学基金项目(41977010)

Effects of Eucalyptus Afforestationon the Soil Organic Carbon Pool on the Hillslope of in the Red Soil Collapsing Erosion Area

LIU Xuejian¹^,²^,³(), ZHANG Zhihua¹, HAO Beibei²^,³, WANG Nan²^,³, MA Yu²^,³, HE Bin²^,³, ZHANG Siyi²^,³()

1. College of Forestry,Henan Agricultural University,Zhengzhou 450002,China
2. Guangdong Key Laboratory of Integrated Agro-environmental Pollution Control and Management,Institute of Eco-environmental and Soil Sciences,Guangdong Academy of Sciences,Guangzhou 510650,China
3. National-Regional Joint Engineering Research Center for Soil Pollution Control and Remediation in South China,Institute of Eco-environmental and Soil Sciences,Guangdong Academy of Sciences,Guangzhou 510650,China

Received:2023-09-04 Revised:2023-11-22 Online:2023-12-28 Published:2024-02-21

摘要/Abstract

摘要：

揭示花岗岩红壤崩岗发育区桉树(Eucalyptus spp.)林种植后土壤有机碳库变化过程,对全面理解与评价桉树人工林水土保持效益具有重要意义。在广东省五华县选择立地条件相近的8 a(位于中等侵蚀区)和13 a(位于强侵蚀和弱侵蚀区)桉树林样地作为研究对象,以附近裸地、次生马尾松林为对照,对各样地坡上、坡中和坡下位置0~<2 cm,2~<10 cm,10~<20 cm,20~<30 cm,30~<50 cm,50~100 cm共6个深度的土壤有机碳含量进行比较分析。结果表明:崩岗侵蚀区桉树林0~30 cm土壤有机碳含量均高于对照裸地,弱侵蚀区坡下部位高于天然次生林,说明桉树林对红壤崩岗侵蚀区坡面有机碳恢复作用主要体现在表层土壤。此外,3个不同林龄的桉树林样地不同坡位土壤有机碳储量为1.67~4.65 kg/m²,弱侵蚀区13 a桉树林所有坡位土壤碳储量均高于裸地,强侵蚀区坡中、中等侵蚀区坡上土壤碳储量低于裸地,但两者坡下位置土壤碳储量接近天然次生林。桉树林在弱侵蚀区或者坡下位置具有较好的土壤有机碳恢复效果,而在中等或强侵蚀区的坡上或坡中位置,恢复效果需要更长年限(>13 a)来验证。在红壤崩岗侵蚀区植被恢复治理过程中,需要综合考虑侵蚀强度、坡面位置等因素来选择恢复植被。

关键词: 土壤有机碳, 桉树林, 土壤侵蚀, 崩岗坡地, 红壤

Abstract:

Studying the recovery process of soil organic carbon after the Eucalyptus planting provide scientific basis for comprehensive evaluation of soil and water conservation benefit of Eucalyptus afforestation in the red soil collapsing erosion area.Several Eucalyptus afforestation sample plots with similar site conditions but different recovery years,and various slope positions in Wuhua County,Guangdong Province,China were selected as the study area.A comparative analysis was conducted on characteristics of the soil organic carbon pool at different depths with nearby bare land and secondary Pinus massoniana as controls.The soil organic carbon (SOC)of Eucalyptus afforestation was higher than that of bare land at the depths of 0-30 cm,and the lower slope was even high than the natural Pinus massoniana in the collapsing erosion area.This meant that the effects of Eucalyptus afforestation on the recovery of SOC were mainly reflected in the surface soils.In addition,the SOC in the Eucalyptus afforestation ranged from 1.67 kg/m² to 4.65 kg/m²,and the SOC of all slope positions in the light erosion area was higher than that of the bare land (1.91 kg/m²).However,the SOC of the middle slope in the heavy erosion areas and upper slope in the moderate erosion areas were lower than that of the bare land,and the SOC in the lower slope of both areas was close to natural forest.The Eucalyptus afforestation has good recovery effects of soil organic carbon in the light erosion zone or the lower slope,but at the upper or middle slope in moderate and heavy erosion areas,the recovery effects needs to be clarified in longer duration.Therefore,this study highlights that it is necessary to consider the factors of erosion intensity and slope position before selecting the afforestation plants during the process of vegetation restoration in the red soil collapsing erosion area.

Key words: soil organic carbon, Eucalyptus forest, soil erosion, collapsing slope, red soil

中图分类号:

S714

刘雪健, 张志华, 郝贝贝, 王楠, 马宇, 贺斌, 张思毅. 崩岗侵蚀坡地桉树林种植对土壤有机碳库的影响[J]. 林草资源研究, 2023,(6): 75-81.

LIU Xuejian, ZHANG Zhihua, HAO Beibei, WANG Nan, MA Yu, HE Bin, ZHANG Siyi. Effects of Eucalyptus Afforestationon the Soil Organic Carbon Pool on the Hillslope of in the Red Soil Collapsing Erosion Area[J]. Forest and Grassland Resources Research, 2023,(6): 75-81.

图/表 7

表1

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表2

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参考文献 34

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样地	坡位	桉树				林下植被
样地	坡位	密度/ hm²	树高/ m	胸径/ cm	郁闭度/ %	主要物种	植被高度/ cm	盖度/ %
次生马尾松林		890	6.8±1.2a	8.7±1.8a	45	芒萁[Dicranopteris dichotoma(Thunb.)Bernh.]	73	85
1号样地	坡上	1 636	17.2±0.3b	7.9±0.6a	75	芒萁	89	80
	坡中	1 855	18.6±0.5c	10.8±0.9b	85	芒萁	122	90
	坡下	1 685	18.9±0.2c	12.1±0.5b	90	芒萁	150	95
2号样地	坡上	1 320	17.4±0.6b	5.3±2.1a	50	芒(Miscanthus sinensis)	12	2
	坡中	1 516	17.6±0.3b	7.5±1.1a	55	芒	33	10
	坡下	1 532	17.3±0.7c	9.2±1.9ab	80	芒	75	15
3号样地	坡上	1 730	18.3±0.5c	7.2±1.6a	80	百喜草(Paspalum natatu)	13	7.5
	坡中	1 832	18.8±0.4c	9.9±0.8b	85	百喜草	22	12
	坡下	1 868	18.9±0.3c	11.6±1.0b	90	百喜草	35	50
裸地

	0~<2 cm	2~<10 cm	10~<20 cm	20~<30 cm	30~<50 cm	50~100 cm
0~100 cm	0.898^**	0.847^**	0.920^**	0.792^**	0.575	0.635^*
0~<50 cm	0.959^**	0.912^**	0.963^**	0.835^**	0.481	0.402

崩岗侵蚀坡地桉树林种植对土壤有机碳库的影响

Effects of Eucalyptus Afforestationon the Soil Organic Carbon Pool on the Hillslope of in the Red Soil Collapsing Erosion Area

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