廣西林科院桉樹研究團(tuán)隊(duì)發(fā)布桉樹10年監(jiān)測(cè)報(bào)告

2011年以來(lái)，廣西自治區(qū)林業(yè)局、科技廳資助廣西林科院、廣西植物研究所、南寧師范大學(xué)、中國(guó)林科院速生樹木研究所、廣西國(guó)有七坡林場(chǎng)、廣西國(guó)有黃冕林場(chǎng)等單位，開展桉樹人工林生態(tài)系統(tǒng)定位觀測(cè)研究站建設(shè)和生態(tài)系統(tǒng)功能監(jiān)測(cè)與評(píng)價(jià)工作。

廣西林科院作為技術(shù)依托單位建設(shè)完成“南寧桉樹森林生態(tài)系統(tǒng)廣西野外科學(xué)觀測(cè)研究站”（以下簡(jiǎn)稱：桉樹生態(tài)站），圍繞桉樹人工林生態(tài)系統(tǒng)的組成、結(jié)構(gòu)與功能，通過(guò)長(zhǎng)期定位觀測(cè)多種經(jīng)營(yíng)措施下的固碳增匯、水文水質(zhì)、土壤理化性質(zhì)、植物多樣性等特征，揭示不同經(jīng)營(yíng)措施對(duì)桉樹人工林生態(tài)系統(tǒng)功能的影響。

2022年10月，廣西林科院桉樹研究團(tuán)隊(duì)牽頭分析多年來(lái)的監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)，撰寫《桉樹人工林生態(tài)系統(tǒng)主要生態(tài)功能監(jiān)測(cè)與評(píng)價(jià)報(bào)告》，客觀揭示桉樹人工林經(jīng)營(yíng)過(guò)程中的主要生態(tài)功能變化特征，為桉樹人工林科學(xué)經(jīng)營(yíng)提供依據(jù)，助推南方速生樹種人工林與環(huán)境的可持續(xù)發(fā)展，增強(qiáng)我國(guó)南方儲(chǔ)備林核心基地建設(shè)的科技創(chuàng)新能力，保障國(guó)家木材安全和生態(tài)安全，助力扎實(shí)推進(jìn)鄉(xiāng)村振興戰(zhàn)略實(shí)施成效。

主要監(jiān)測(cè)結(jié)果

一" 桉樹人工林固碳增匯特征

2018—2020年連續(xù)3年觀測(cè)廣西柳州市鹿寨縣域桉樹人工林與大氣之間二氧化碳通量表明，桉樹人工林白天為碳匯，夜間為碳源，夏季和秋季吸收固定二氧化碳的能力最強(qiáng)，冬季和春季減弱，該區(qū)域桉樹人工林的日均凈固定二氧化碳為11g/m2（每年每公頃固碳量10.9t）?；?014—2018年第九次全國(guó)森林資源清查結(jié)果，廣西桉樹人工林面積256萬(wàn)hm2，其中幼齡林的面積最大，占45.23%；總蓄積量1.09 億m3，中齡林的蓄積量最大，占50.48%；總固碳量為3，260萬(wàn)t，平均固碳效率為每年每公頃12.7t。

二" "桉樹單株、林的水分消耗及林區(qū)水質(zhì)演變特征

（一）桉樹單株蒸騰水分消耗。春、夏、秋、冬四季典型晴天的中齡桉樹單株日均蒸騰水分消耗分別為1.58mm、1.61mm、1.23mm和0.84mm，其差異表現(xiàn)在早晨液流啟動(dòng)時(shí)刻、中午液流峰值到達(dá)時(shí)刻、傍晚液流停止時(shí)刻和白天液流持續(xù)時(shí)間。

（二）桉樹人工林蒸散水分消耗。明確中齡尾巨桉人工林的日均蒸散水分消耗為3.5mm、季節(jié)平均蒸散水分消耗289mm（其中夏季為445mm、冬季為117mm）、全年蒸散水分消耗占降水量的82%。同時(shí)，全年每日土壤相對(duì)含水量處于適宜或偏濕狀態(tài)，土壤水分不成為中齡尾巨桉人工林蒸散的限制因子。

（三）桉樹人工林水分循環(huán)各組分特征。在中齡尾巨桉人工林葉葉面積指數(shù)為1.82條件下，水量平衡各組分特征為：降水輸入再次分配的林冠截留占22%、穿透水占77%、樹干莖流占1%；水分輸出組分為林冠截留蒸發(fā)占22%、林冠蒸騰占27%、林下蒸散占46%、入滲和徑流占5%。

（四）桉樹生長(zhǎng)根系吸水來(lái)源。一代植苗桉樹根系吸水主要源于土層0～60cm，該土層水分貢獻(xiàn)率82%，其中土層0～10cm的水分貢獻(xiàn)率最大占37%。一次萌芽更新（二代）桉樹根系吸水也主要源于土層0～60cm，該層水分貢獻(xiàn)率87%且根系對(duì)該土層水分的吸收較均勻。二次萌芽更新（三代）桉樹根系吸水主要源于土層0～80cm，該土層水分貢獻(xiàn)率84%，根系對(duì)該土層水分的吸收較均勻。三次萌芽更新（四代）桉樹根系吸水主要源于土層0～40cm，該土層水分貢獻(xiàn)率85%，其中土層0～20cm土壤水分貢獻(xiàn)率最大占39%。綜上桉樹根系吸水主要源于土層深度80cm以內(nèi)的土壤水。

（五）桉樹人工林地表水水質(zhì)演變特征。桉樹人工林地表水未出現(xiàn)“黑水”現(xiàn)象，其pH值為5.8左右。桉樹純林和灰木蓮純林的化學(xué)需氧量變化相似，二者的平均值均為55mg/L；伐桉跡地丟荒的化學(xué)需氧量最小，平均值僅35mg/L；3種混交林的化學(xué)需氧量比桉樹純林略高，總體平均值小于130mg/L。桉樹純林改培6種模式林分地表水5月的五日生化需氧量波動(dòng)范圍40～100mg/L，極顯著高于其余月份。與《GB 5084-2021農(nóng)田灌溉水質(zhì)標(biāo)準(zhǔn)》對(duì)標(biāo)比較，桉樹人工林林區(qū)地表水的pH值、化學(xué)需氧量和五日生化需氧量均符合農(nóng)田灌溉水質(zhì)標(biāo)準(zhǔn)。

三" "桉樹純林和改培混交林的土壤理化性質(zhì)特征

（一）桉樹人工林凋落物產(chǎn)量及分解歸還特征。通過(guò)對(duì)5年、7年、9年3個(gè)年齡段尾巨桉人工林凋落物產(chǎn)量及其養(yǎng)分含量連續(xù)12次的月度監(jiān)測(cè)，發(fā)現(xiàn)葉片是凋落物主要成分，占47%～54%。明確凋落物養(yǎng)分歸還以氮元素為主，歸還量55～58kg/hm2；其次為鉀元素16～20kg/hm2，最少為磷元素僅2～4kg/hm2。同時(shí)，發(fā)現(xiàn)養(yǎng)分歸還總量隨林齡增長(zhǎng)而逐漸增加，延長(zhǎng)培育年限7年以上和保留采伐剩余物有利于凋落物分解養(yǎng)分還土。

（二）土壤化學(xué)性質(zhì)差異分析。桉樹純林、桉樹采伐跡地丟荒、桉樹+灰木蓮株間混交林、灰木蓮純林4種培育模式的土壤化學(xué)性質(zhì)差異顯著。與桉樹采伐跡地丟荒相比，桉樹純林的土壤有機(jī)質(zhì)及各養(yǎng)分元素含量顯著下降，但桉樹純林改培為灰木蓮純林及桉樹+灰木蓮株間混交林的土壤有機(jī)質(zhì)含量得到改善，同時(shí)混交林的土壤有機(jī)質(zhì)、全氮、全磷、全鉀、速效氮、有效鈣、有效鋅、有效硼含量顯著升高。此外，盡管混交林的有效磷、速效鉀、有效鎂含量顯著高于桉樹純林，但是均顯著低于桉樹采伐跡地丟荒和灰木蓮純林。同時(shí)，桉樹人工林調(diào)整為桉樹采伐跡地丟荒和改培灰木蓮純林后，林地的pH值顯著升高。

（三）土壤物理性質(zhì)變化特征。桉樹純林、桉樹采伐跡地丟荒、桉樹+灰木蓮株間混交林、灰木蓮純林4種培育模式的土壤容重差異不顯著，總體表現(xiàn)為桉樹純林＞桉樹采伐跡地丟荒＞桉樹+灰木蓮株間混交林＞灰木蓮純林，多重比較顯示桉樹純林與灰木蓮純林呈極顯著差異。不同培育模式的土壤質(zhì)量含水量呈顯著差異，其中桉樹+灰木蓮株間混交林的最高，桉樹純林的最低。不同培育模式的最大持水量表現(xiàn)為顯著差異，其中灰木蓮純林的最高并顯著高于桉樹純林，而灰木蓮純林與桉樹+灰木蓮株間混交林、桉樹采伐跡地丟荒之間差異不顯著。四種培育模式之間的毛管持水量和最小持水量變化規(guī)律一致，總體差異不顯著，從大到小依次為：桉樹+灰木蓮株間混交林＞灰木蓮純林＞桉樹采伐跡地丟荒＞桉樹純林。

（四）土壤微生物群落結(jié)構(gòu)變化特征。桉樹純林改培為混交林后，土壤細(xì)菌、真菌的群落結(jié)構(gòu)發(fā)生顯著變化?；夷旧徏兞?、桉樹采伐跡地丟荒兩種模式的土壤細(xì)菌群落多樣性和豐富度均顯著高于桉樹+灰木蓮株間混交林、桉樹純林；桉樹純林、灰木蓮純林、桉樹采伐跡地丟荒、桉樹+灰木蓮株間混交林4種模式之間的土壤真菌群落多樣性差異不顯著，但真菌豐富度表現(xiàn)為：灰木蓮純林＞桉樹采伐跡地丟荒＞桉樹+灰木蓮株間混交林＞桉樹純林。

四" "桉樹林下生物多樣性特征

（一）桉樹人工林林下植物物種情況。通過(guò)調(diào)查1～3年、4～6年和7～9年3個(gè)齡組桉樹人工林林下60個(gè)植物樣方，共記錄植物2，482株，隸屬58科101屬142種（被子植物127種、蕨類植物13種、裸子植物2種）。其中，最多的是禾本科植物9屬11種，其次為菊科植物7屬8種、茜草科植物5科7屬。單科單種有28科28屬，占調(diào)查樣方總科數(shù)47%，包括閉鞘姜科、番荔枝科、鉤吻科、夾竹桃科、金絲桃科等；101屬中有38屬為單種屬。

（二）桉樹人工林林下植物多樣性變化特征。桉樹人工林林下灌木的α多樣性隨林齡增長(zhǎng)而增加，7～9年生時(shí)最大且分布較均勻；草本植物的α多樣性隨林齡增長(zhǎng)而降低，7～9年生時(shí)最小，4～6年生時(shí)分布較均勻。不同林齡桉樹人工林林下草本植物的相似系數(shù)隨林齡增長(zhǎng)而升高。廣西桉樹林下植物群落具有明顯的垂直地帶性，其中海拔和土壤全鉀是影響其分布的主要因子，郁閉度也在很大程度上影響其分布。

重要研究結(jié)論

一" "桉樹人工林碳匯能力強(qiáng)于其他主要造林樹種

我國(guó)主要造林樹種的碳匯能力年均2t/hm2，而桉樹人工林的碳匯能力每年可吸收固定碳4t/hm2，廣西桉樹主產(chǎn)區(qū)最優(yōu)桉樹人工林每年固碳高達(dá)16t/hm2，挖掘桉樹人工林碳匯能力及潛力，對(duì)減排二氧化碳，實(shí)現(xiàn)國(guó)家30·60雙碳戰(zhàn)略有重要作用。

二" "桉樹生長(zhǎng)未吸收消耗大量水分

桉樹單株耗水量不大，4年生尾巨桉在濕潤(rùn)季節(jié)的林冠蒸騰水分消耗僅2L/d，比北方毛白楊的還少，同時(shí)6年生尾巨桉濕潤(rùn)季節(jié)蒸騰水分消耗8～10L/d，仍少于馬尾松等南方主要造林樹種，由此證實(shí)桉樹生長(zhǎng)需水量并未顯著高于其他樹種。此外，桉樹生長(zhǎng)根系吸水主要來(lái)源于土層80cm以內(nèi)的土壤水。

三" "桉樹純林改培混交林可顯著提升林地土壤地力

將桉樹純林改培為桉樹混交林后，林地土壤物理和化學(xué)性質(zhì)及微生物群落結(jié)構(gòu)均得到顯著改善。與桉樹純林相比，桉樹混交林的水源涵養(yǎng)功能提高212%，土壤有機(jī)質(zhì)、氮、磷和鉀養(yǎng)分的保育功能分別提高21.7%、31.1%、1.8%和9.8%。

四" "桉樹人工林林下植物多樣性隨林齡增長(zhǎng)呈增加趨勢(shì)

調(diào)查發(fā)現(xiàn)，廣西桉樹林中有維管植物120科369屬584種，包含被子植物101科337屬529種、蕨類植物15科28屬49種和裸子植物4科4屬6種。其中，在1～9年生桉樹人工林林下記錄有2，482株植物，隸屬58科101屬142種；灌木層物種多樣性隨林齡增長(zhǎng)而增加，草本層物種多樣性隨林齡增長(zhǎng)而降低，與其他樹種林下植物多樣性比較，桉樹成熟林林下植物物種豐富度并不低。

五" "桉樹人工林林下土壤動(dòng)物多樣性隨林齡增加而增加

在4年生和8年生兩個(gè)林齡段的巨桉人工林中共捕獲土壤動(dòng)物21，711只，隸屬于2門10綱26目152科。其中，大型土壤動(dòng)物5，210頭，隸屬于2門9綱18目73科，優(yōu)勢(shì)類群為康叭科和蟻科；中小型土壤動(dòng)物16，501頭，隸屬于1門7綱16目109科，主要優(yōu)勢(shì)類群為派盾螨科、等節(jié)姚科、蟻科和大翼甲螨科。巨桉人工林延長(zhǎng)主伐年齡并降低林分密度，可顯著改善土壤動(dòng)物生境、提高土壤動(dòng)物多樣性及群落結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定性。

（轉(zhuǎn)載自《廣西林業(yè)》，2022年12月）