造林对土壤碳储量影响的探究

许清泉

【摘 要】：造林是当前重要的一种土地利用变化，会对土壤碳储量带来影响。本研究通过分析造林后土壤碳储量的变化，研究造林后影响土壤碳储量变化的因素及其效果，并分析造林后对土壤碳储量影响的研究方法。

【关键词】：造林；土壤碳储量；影响因素；研究方法

【引言】：林业建设是改善我国生态环境、维持区域生态平衡稳定的关键工作。而造林是促进林业建设发展、增加森林资源、扩大森林覆盖率、缓解木材供需矛盾的主要途径。土壤是陆地生态系统最大的有机碳库，其碳储量的变化会导致空气中二氧化碳的浓度改变，进而引起全球气候的变化。土地利用率和土壤植被覆盖率是影响土壤碳储量的重要因素，而造林作为土地利用变化和管理的重要活动，能够增加土壤对二氧化碳的吸收和固定，从而增加土壤碳储量，相应的减少空气中二氧化碳的浓度，减缓全球变暖的趋势。

1、 造林后土壤碳储量变化分析

当前人们对造林后土壤碳储量的分析一般是根据地区的不同或者不同的土地利用方法来研究的，比如对热带、温带、亚热带地区的研究，又比如采煤塌陷区、水田、棉田、平原区或丘陵区等。经过大量的研究发现，造林后土壤碳储量的变化确实与地点有关，有的研究认为造林会导致土壤碳储量的下降，有的研究认为造林后土壤碳储量没有明显变化，大多数研究都认同造林后土壤碳储量在最初是减少的，然后会在短时间内增加。而且这种变化会受到气候和环境条件、土地类型（用做草地或田地等）以及造林树种等因素的影响。

2、造林后土壤碳储量变化的影响因素及其效果分析

2.1气候条件

气候对造林后土壤碳储量的影响，一方面是通过直接影响土壤微生物的活动和活性，改变地表的掉落物和土壤中有机物的分解效率；另一方面是通过影响林木的生长速度，改变林木的代谢和掉落。在气候条件中，包括降雨量、温度、湿度、光照等条件，都会对造林后土壤碳储量产生影响。曾有研究表明，在低降雨量地区，从牧场到人工林的转变中，对造林后土壤碳储量的影响较小；而在高降雨区，造林会明显降低土壤碳储量。气候条件也能改变土壤中碳的累积速率，因为土壤累积速率主要受有机物输入量影响，而有机物输入量随温度和湿度的增加而增加，所以土壤累积速率从温带到亚热带到热带呈递增趋势。这可能与温度和湿度在一定范围内会促进林区林木和其他生物的生长变化有关。

2.2土壤条件

土壤质地也是影响造林后土壤碳储量的一个因素。具体说就是土壤的紧实度、PH值、孔隙度、团粒结构以及土壤类型等都会影响到土壤碳储量。有研究发现，在土壤类型为粘土的林区，造林后有机碳含量减少19%，而在氧化土中，有机碳减少23%，在沙质新成土中生长的树林，有机碳减少48%。在高粘土活性的的土壤上进行造林，造林后土壤碳储量的变化相较于其他类型的土壤要小。

2.3土地利用方式和土壤准备

土地利用方式即造林前土地被利用和管理的历史类型，例如耕地、商用地、草地等。之前的土地利用方式，包括种植的植株、耕作制度、化肥残余、植物残余物（例如秸秆或植物根系）的保持方式等都会对造林初期的土壤碳储量、土壤表面的碳分布和分解方式等产生影响，进而影响到造林后土壤碳储量。这种变化在土壤表层0-30cm的土层内影响更加明显。在土地利用方式的变化中，从牧场到林区，造林后土壤碳储量下降；从农田到林区，造林后土壤碳储量增加。

土壤准备及造林前的整地活动，包括除草、翻耕、施肥等，这些会破坏土壤中的团粒结构，影响土壤的紧实度、孔隙度和PH值等，为土壤有机碳储存和分解提供有利条件，进而加快土壤中碳物质的分解速度。造林前进行整地，会破坏土壤的原有物理结构，造成造林初期土壤碳储量的减少。

2.4造林树种

不同树种的生长特性、固碳能力和对环境的适应性都各不相同，因此造林后在生产力、碳素分配、凋落物数量和质量等方面也大不相同。而且因为不同树种的根冠比、光合作用的进行和对光合产物的分配等也有较大的差异，所以根部的呼吸速度也有较大差异。另外不同树种的根系空间垂直分布特征（即深根系或浅根系）也会对土壤表面的有机碳输入量产生较大影响。最终树木凋落物、C/N比、外界环境条件等共同决定了土壤中有机碳含量的输入量，进而也影响了造林后土壤碳储量。

3、 造林对土壤碳储量影响的研究方法分析

研究造林对土壤碳储量影响的方法有对比研究、时间序列研究、多次采样研究等，各自有各自的优缺点。相对来说，对比研究和时间序列研究的使用比较广泛，多次采样研究的使用较少。

3.1对比研究

对比研究是选择相同或相近的环境条件下的人工林和附近的草地、耕地或荒地，对土壤进行采样分析。样本设置尽量保证林地和非林地之前的土地利用方式相同，而且植被也相同，基本保证土壤在造林前具有一致性。该方法有两个假设前提：一是林地和非林地在造林前的土壤碳储量相同，二是未造林地的土壤碳在造林时和采样时没有发生明显变化。相对来说，这种方法具有一定的局限性。

3.2时间序列研究

时间序列研究是选择一系列不同年龄的林地作为样本，包括从未成林时期-造林时期-轮伐时期的人工林，假设前提是他们具有一样的环境条件和土地管理活动，这样对人工林进行不同年龄段土壤碳动态的时间序列分析。该方法对样本地的设置要求较高，还有一个缺点是不能将其他因素的影响与年龄区分开。

3.3多次采样研究

该方法是选择一个合适的处于造林前階段的样本地，在一个长期的时间轴内重复进行采样和分析。从造林前某一阶段到造林后某一阶段，这样结果更加准确，能够较好的分析造林前后土壤碳储量的动态变化。该方法克服了前两种方法的不足，但缺点是时间太长。

结语

造林作为一种人工的土地利用方式，结合了气候和人类活动对陆地生态系统的影响。造林能够有效改变森林覆盖率、减缓大气中二氧化碳的浓度上升速度，在我国得到了广泛利用。研究造林对土壤碳储量的影响，能更好地控制造林树种的选择、造林地的选择等，尽量减少人工林的局限性和负面效应。

【参考文献】：

[1]李军.造林对土壤碳储量影响的研究[J].黑龙江科学，2014，5（2）：95.

[2]史军，刘纪远，高志强，崔林丽.造林对土壤碳储量影响的研究[J].生态学杂志，2005，24（4）：410-416.

[3]张燕.造林对土壤碳储量影响的研究[J].林业科学，2016，（31）：136-137.