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摘 要 以广西10年生的4种桉树人工林为研究对象，对比分析了不同林分的生长特征、林下凋落物和土壤持水特征的变化规律。结果表明：在林分生长特征方面，4种桉树林分平均胸径在13.9～15.5 cm之间变化，柳桉最小，大花序桉最大；树高和冠幅均达到极显著差异（p<0.01），粗皮桉最小，大花序桉最大。在凋落物贮量及持水特征上，林下总的凋落物贮量范围是18.7～20.1 t/hm2，排序为：大花序桉（20.1 t/hm2）>邓恩桉（19.6 t/hm2）>粗皮桉（19.1 t/hm2）>柳桉（18.7 t/hm2）；最大持水量在25.9～40.7 t/hm2之间变化，排序为：邓恩桉（40.7 t/hm2）>大花序桉（32.9 t/hm2）>柳桉（27.2 t/hm2）>粗皮桉（25.9 t/hm2）。在土壤持水特性方面，4种桉树人工林地的土壤总孔隙度、毛管孔隙度、饱和持水量、毛管持水量和田间持水量均为粗皮桉林地最小，柳桉林地最大。
关键词 桉树人工林；生长特征；持水性能
中图分类号 S152.5；S792.39 文献标识码 A
Abstract Taking the four types of Eucalyptus plantations in Guangxi as the research object， the forest growth， litterfall and soil water holding capacity were analyzed in order to understand their change rule. The results showed that the stand average DBH was ranged from 13.9 cm to 15.5 cm. The stand average DBH was minimum in E. saligna stand and maximum in E. cloeziane stand. The tree height and canopy were of extremely significant differences（p<0.01）， being the highest in E. cloeziane stand and the lowest in E. pellita stand. The litterfall storage was in range of 18.7-20.1 t/hm2， decreased in order of E. cloeziane（20.1 t/hm2）> E. dunnii（19.6 t/hm2）>E.pellita（19.1 t/hm2）>E. saligna（18.7 t/hm2）. The maximum water holding capacity was in range of 25.9-40.7 t/hm2）， decreased in order of E. dunnii（40.7 t/hm2）>E. cloeziane（32.9 t/hm2）>E. Saligna（27.2 t/hm2）>E. Pellita（25.9 t/hm2）. For the soil water holding capacity roles， the soil total porosity， capillary porosity， saturated moisture content， capillary water capacity and field moisture capacity in E. saligna stand were maximum， but minimum in E. pellita stand.
Key words Eucalyptus plantation；Growth characteristics；Water holding capacity
doi 10.3969/j.issn.1000-2561.2014.07.010
桉树（Eucalyptus）是世界公认的三大速生树种之一[1]，也是中国南方重要的战略树种之一。截止2011年12月，中国种植面积已达360万hm2。但其人工林在经营中出现的林分生产力下降、林地土壤地力下降、水资源匮乏等生态环境问题也已成为全球关注的热点[2]。黄承标等[3-4]研究发现，尾巨桉人工林地各土层含水量分别比厚荚相思林减少1.0%～7.2%，比灌草坡减少5.4%～18%；尾巨桉人工林地的地表径流、土壤侵蚀量和养分（N、P、K）流失量分别较厚荚相思林地增大13.6%、1.2%和8.3%。何斌等[5]研究也发现5年生尾巨桉人工林地土壤贮水量较厚荚相思林减少3.4%。韩艺师等[6]研究也发现，连栽条件下的桉树人工林地的土壤物理性状明显下降。因此，开展桉树人工林立地水资源管理研究尤为重要。
凋落物是森林生态系统的重要组成成分[7]有重要的水土保持和水源涵养生态功能，对森林土壤结构的改善有重要作用[8]。土壤持水性能是森林土壤重要的物理性质之一，其通过根系影响林木的生长[9]。而随着林木生长， 根系数量、地被物多样性及凋落物数量等也相应发生变化， 这些都对林地土壤产生较大影响。一般来说，林分叶凋落量与林分内林木的胸高断面积呈显著的正相关关系[10]，胸高断面积越大，叶凋落量越大。另外，林分凋落物量也随着林分的盖度增加而增加[11]。广西壮族自治区是中国的桉树种植大省，其桉树人工林面积已达147万hm2，桉树人工林的安全关系到广西林业产业的安全。本研究以广西壮族自治区国有黄冕林场白坟试验林区的4个桉树品种粗皮桉（E. pellita）大花序桉（E. cloeziane）柳桉（E. saligna）和邓恩桉（E. dunnii）人工林为研究对象，对比分析4种桉树人工林的林分生长特征、枯落物储量及持水性能、土壤持水性能，研究不同品种桉树人工林分的生长和持水性能差异，从而为广西桉树人工林建设中的水资源植被承载能力评价和水资源管理技术提供理论基础和科学数据，进而保障广西桉树人工林及其产业的健康顺利发展。 1 材料与方法
1.1 研究区概况
试验地位于广西壮族自治区国有黄冕林场白坟试验林地[12]（N 24°44′46″，E 109°51′27″），海拔218 m。广西黄冕林场位于广西壮族自治区鹿寨县黄冕乡和永福县广福乡境内，地处中亚热带与南亚热带的过渡地带，属于天平山支脉和驾桥岭南麓支脉，多为丘陵和低山地貌，最高海拔达895.9 m。1年中光照充足，水热同季，冬夏干湿明显，平均气温19 ℃，年平均降雨量1 750～2 000 mm，降雨量集中在 4～8月；年均蒸发量1 426～1 650mm，为水分充足区。林场林地土壤主要以砂岩、砂页发育而成的红壤、山地黄红壤为主，适宜马尾松、杉木和各种阔叶林树种生长。
1.2 试验方法
1.2.1 样地设置和林分调查 本研究在广西壮族自治区国有黄冕林场白坟试验林地选取了4个桉树品种粗皮桉（E. pellita）、大花序桉（E.cloeziane）、柳桉（E. saligna）和邓恩桉（E. dunnii），均为2002年所造林分，初值密度均为2 m×3 m，造林时均每株施基肥（桉树专用复合肥）250 g，2003年和2004年雨季均各追肥1次，每次每株500 g桉树专用肥。2003年初和2004年人工砍杂各1次。每个品种桉树林选择3个标准地（20 m×20 m）。对每个标准地的桉树样树进行每木检尺，记录胸径、树高和冠幅，各品种桉树人工林样地基本情况见表1。
1.2.2 凋落物贮量和持水性的测定 在每种林地类型设1 m×1 m的小样方3个，收集凋落物量后烘干称重，测定其贮量。根据分解状况将枯落物分为2层：未分解层和半分解层。凋落物的持水量和持水率采用室内浸泡法[13-15]测定。
1.2.3 土壤持水性测定 在每种林地类型均匀布点，取土壤剖面3个，机械分层（0～10、10～20、20～30、30～40、40～60、60～80 cm）环刀取土，带回室内，采用环刀法[16]测定土壤容重、孔隙度和持水量。
1.3 数据处理分析
采用DPS软件对不同品种桉树人工林的林分生长、林地枯落物持水特征和林地土壤持水特征指标进行显著性差异分析。
2 结果分析
2.1 不同品种桉树林分生长特征
桉树品种众多，不同品种间差异较大。对不同品种桉树人工林林分生长特征统计表明（表2），4个品种桉树林分生长指标均值除胸径外，树高、冠幅、枝下高和树皮厚度均达到了极显著差异（p<0.01）。4个品种中大花序桉林分平均树高和平均冠幅明显最大（p<0.01），其排序均为：大花序桉>柳桉>邓恩桉>粗皮桉；枝下高排序为：柳桉（7.9 m）>邓恩桉（6.1 m）>粗皮桉（5.3 m）>大花序桉（3.5 m）；树皮厚度排序为：粗皮桉（12.5 mm）>邓恩桉（8.4 mm）>大花序桉（7.8 mm）>柳桉（6.6 mm）。4个品种造林时均采用的实生苗造林，可能是造成品种间差异显著的原因之一。
2.2 桉树林下枯落物储量及其持水性能
由表3可知，4种桉树林下凋落物未分解层的厚度为柳桉林明显较大（p<0.05），而半分解层差异不明显，总的来说，林下凋落物总厚度不同品种桉树林表现为：柳桉（5.9 cm）>粗皮桉（5.0 cm）>邓恩桉（4.7 cm）>大花序桉（4.0 cm）。对于林下凋落物贮量，4个品种桉树林的未分解层在7.2～9.7 t/hm2之间变化，半分解层在9.0～12.4 t/hm2之间变化，差异都不明显；整体比较而言，4个品种桉树林下总的凋落物贮量排序为：大花序桉（20.1 t/hm2）>邓恩桉（19.6 t/hm2）>粗皮桉（19.1 t/hm2）>柳桉（18.7 t/hm2），这可能是由于大花序桉和邓恩桉地处下坡，林分郁闭度也不是太高，较好的土壤、水分和光照条件使得其林下植被较处于中坡的粗皮桉和柳桉要好一些，也就造成其林下凋落物贮量也较多些。4个品种桉树林下凋落物未分解层最大持水率变化范围为82.8%～165.0%，粗皮桉的明显较小，这可能与新掉落的粗皮桉凋落物较难分解有关（凋落物成分主要以树皮和树叶为主，粗皮桉树皮较厚，分解速率慢）；半分解层最大持水率在151.6%～229.7%之间变化，但差异均不显著。4个品种桉树林下凋落物未分解层最大持水量在9.4～12.3 t/hm2之间变化，差异不显著；半分解层最大持水量差异显著（p<0.05），半分解层最大持水量不同桉树林表现为：邓恩桉（28.6 t/hm2）>大花序桉（22.3 t/hm2）>粗皮桉（16.5 t/hm2）>柳桉（14.9 t/hm2）。整体来看，林下凋落物最大持水量不同桉树林分表现为：邓恩桉（40.7 t/hm2）>大花序桉（32.9 t/hm2）>柳桉（27.2 t/hm2）>粗皮桉（25.9 t/hm2）。
2.3 桉树林地土壤容重及其持水性能
由表4可知，4种桉树人工林地0～80 cm土层土壤容重和孔隙度均存在明显差异（p<0.05），林地0～80 cm土壤容重不同桉树林地间表现为：大花序桉（1.7 g/cm3）>粗皮桉（1.6 g/cm3）>邓恩桉（1.5 g/cm3）>柳桉（1.4 g/cm3）。林地0～80 cm土壤总孔隙度不同桉树林地间表现为：柳桉（44.9%）>邓恩桉（41.4%）>大花序桉（36.5%）>粗皮桉（25.8%）；林地0～80 cm土壤毛管孔隙度不同桉树林地间表现为：大花序桉（32.8%）>柳桉（31.8%）>邓恩桉（30.9%）>粗皮桉（21.3%）；林地0～80 cm土壤非毛管孔隙度不同桉树林地间表现为：柳桉（13.2%）>邓恩桉（10.5%）>粗皮桉（4.5%）>大花序桉（3.6%）。
对于土壤持水量，4个品种桉树人工林地0～80 cm土层的土壤饱和持水量、毛管持水量和田间持水量均存在显著差异（p<0.05）。林地0～80 cm土壤饱和持水量毛管持水量和田间持水量在不同桉树林地间均表现为：柳桉>邓恩桉>大花序桉>粗皮桉。可见，林分郁闭度较小时，林下植被虽然丰富，但由于造林时整地和后来2次人工砍杂的原因，林下植被多为小灌木和草本，其根系较浅，对土壤的影响层次也不如桉树林分深，故林分郁闭度高、林分生长较好的柳桉林分土壤物理特性各指标均较好于其他桉树林分。 3 讨论与结论
本研究中4种10年生桉树林分平均胸径在13.9～15.5 cm之间变化，差异不明显；树高（14.5～18.1 m）和冠幅均达到了极显著差异（p<0.01），其排序均为：大花序桉>柳桉>邓恩桉>粗皮桉。曹加光等[17]在广东湛江测定的6年生尾叶桉（E. urophylla）、韦塔桉（E. uetarensis）、巨桉（E. grandis）和细叶桉（E.tereticornis）等无性系及部分杂交种无性系，其胸径范围为9.04～15.66 cm，树高范围为14.44～20.94 m。韩斐扬等[18]对雷州半岛5年生11种桉树无性系研究结果表明，11种桉树无性系平均胸径分布在11.05～14.29 cm，平均树高分布在15.83～21.25 m。刘洪等[19]在广西梧州地区测得的5年生尾叶桉无性系平均胸径为15.7 cm，平均树高为14.7 m；3年生的DH系列平均胸径在7.0～8.9 cm，平均树高在10.9～11.6 m。可见，本研究中的4个桉树品种生长量与当前应用较多的优良无性系还是有一定差距的。4个桉树品种林分之间的大部分生长指标差异显著，这主要是由于品种不同造成的：例如粗皮桉和大花序桉虽原均产澳大利亚，但粗皮桉喜在纬度12°～18°的石或砂质海岸地区，而大花序桉却喜在纬度16°～26.5°的深厚壤土地区[1]。再加上本研究中的4种桉树林造林时均采用实生苗[20]造林，实生苗本就比无性系组培苗个体生长分化差异要大很多，故造成了上述4个桉树林分生长差异显著。
森林枯落物储量不仅与林分树种组成、林龄、立地等有关[21]，还与纬度、海拔、温度、湿度和土壤生物等密切相关[22-23]。本研究中4个品种桉树林下凋落物贮量在18.7～20.1 t/hm2之间变化，贮量排序为：大花序桉（20.1 t/hm2）>邓恩桉（19.6 t/hm2）>粗皮桉（19.1 t/hm2）>柳桉（18.7 t/hm2）。与其他森林类型相比，本研究结果明显低于广东省肇庆高要市6年生尾巨桉林的凋落物平均贮量[24]（42.09 t/hm2）、河北省雾灵山[25]的华北落叶松林（45.73 t/hm2）以及油松林（21.40 t/hm2）的凋落物贮量；但却高于西双版纳的20和40年生的橡胶林（8.896和6.181 t/hm2）[26]、海南岛热带雨林（9.70 t/hm2）[10]、鼎湖山南亚热带常绿阔叶林（8.45 t/hm2）[27]和华南杉木人工林（5～6 t/hm2）[28]的凋落物储量，这主要是由于树种和地域等原因导致的凋落物分解速率差异造成的，未来研究应综合考虑年凋落物量和年分解量来分析。林下凋落物未分解层最大持水率变化范围为82.8%～165.0%，半分解层最大持水率在151.6%～229.7%之间变化，均是邓恩桉林最大，粗皮桉林最小。相较而言，本研究结果明显低于秦岭西部日本落叶松、粗枝云杉、欧洲云杉、华北落叶松林下的凋落物最大持水率379%～893%）[29]和桂西北喀斯特区6种林型（原生林和次生林各3 种）的林下凋落物最大持水率（224%～342%）[30]，略高于广东肇庆高要长坑尾6年生尾巨桉人工林下凋落物持水率（66.21%～139.99%）[24]这主要是由于桉树人工林较其他林型而言其林下凋落物分解速度慢，分解程度低导致的凋落物持水能力差造成的。
森林土壤水文物理性质是森林生态系统水文功能的重要组成部分。本研究中4种桉树人工林地0～80 cm土层土壤容重、孔隙度和孔隙度均存在显著差异（p<0.05）。土壤容重在1.4～1.7之间变化，大花序桉林地最大，柳桉林地最小。孔隙度和持水量共6个指标，均为粗皮桉林地最小。一般情况下，森林枯落物对地表的各种孔隙度影响较大，地表的各种孔隙度均会随着林地枯落物增加而增大，这种影响随时间延长和枯落物的增加也会逐步向下延伸[31]。林木生长越好，根系分布更广，更活跃，其对土壤微环境的贡献也越大[32]。粗皮桉林分生长最差且林地凋落物储量最少，其孔隙度和持水量指标也最小就证明了这一点。但森林土壤的持水特性还受到地形因子（海拔、坡位、坡向）、植被生长、人为干扰（森林经营活动）和其他自然因素的影响，因此本研究中4个林地的土壤持水性能指标的排序和上述论点又有所差异，这是各种影响因素综合作用的结果，本研究中并未定量阐述各因素的影响效应，这在以后的研究中还有待进一步加强。
参考文献
[1] 祁述雄.中国桉树（第二版）（M）. 北京： 中国林业出版社， 2002.
[2] 温远光. 桉树生态、社会问题与科学发展[M]. 北京： 中国林业出版社， 2008.
[3] 黄承标， 刘运华， 黄 丹， 等. 杉木采伐迹地改植尾巨桉后对土壤水分及物理性质的影响[J].生态环境学报， 2009， 18（2）：638-642.
[4] 黄承标， 刘运华， 秦武明，等. 3种植被恢复过程中水土流失规律的研究[J]. 南京林业大学学报（自然科学版）， 2010， 34（2）：59-63.
[5] 何 斌， 黄承标， 秦武明， 等.不同植被恢复类型对土壤性质和水源涵养功能的影响[J]. 水土保持学报， 2009， 23（2）： 71-74， 94.
[6] 韩艺师， 魏彦昌， 欧阳志云， 等. 连栽措施对桉树人工林结构及持水性能的影响[J]. 生态学报， 2008， 28（9）： 4 609-4 617.
[7] Maguire DA. Branch mortality and potential litter fall from Douglas-fir trees in stands of varying density[J]. Forest Ecology and Management， 1994， 70： 41-53. [8] Sayer E J. Using experimental manipulation to assess the roles of leaf litter in the functioning of forest ecosystems[J]. Biology Review， 2006， 81： 1-31.
[9] 李晨晖， 常金宝， 史 清.大青山不同林分类型土壤持水能力研究[J]. 内蒙古农业大学学报， 2010， 31（3）： 66-69.
[10] 原作强， 李步杭， 白雪娇， 等.长白山阔叶红松林凋落物组成及其季节动态[J]. 应用生态学报， 2010， 21（9）： 2 171-2 178.
[11] 戴晓勇， 裴家模， 罗 魏， 等.不同森林类型枯落物持水特性研究[J]. 贵州林业科技， 2008， 36（4）： 32-34， 45.
[12] 张 林， 罗天祥， 邓坤枚， 等.广西黄冕林场次生常绿阔叶林生物量及净第一性生产力[J].应用生态学报， 2004， 15（11）： 2 029-2 033.
[13] 王士永， 余新晓， 贾国栋， 等.北京山区主要人工林枯落物水文效应[J]. 中国水土保持科学， 2011， 9（5）： 42-47.
[14] 张昌顺， 范少辉，谢高地.闽北毛竹林枯落物层持水功能研究[J]. 林业科学研究， 2010， 23（2）： 259-265.
[15] 周 祥， 赵一鹤， 张洪江， 等.云南高原典型林分林下枯落物持水特征研究[J]. 生态环境学报， 2011， 20（2）： 248-252.
[16] 林业部科技司编. 森林生态系统定位研究方法[M]. 北京： 中国林业出版社， 1996.
[17] 曹加光， 罗建中，卢万鸿. 6年生桉树无性系林分生长性状聚类分析[J]. 桉树科技， 2012， 29（1）： 37-40.
[18] 韩斐扬， 周群英， 陈少雄，等. 5年生11种桉树无性系生长量与生物量比较[J]. 桉树科技， 2011， 28（2）： 27-33.
[19] 刘 洪， 李伟光， 罗延宁， 等.桂东地区桉树优良无性系速生丰产栽培技术[J]. 桉树科技， 2010， 27（1）： 49-56.
[20] 刘 涛， 龙永宁， 张维耀， 等.几种桉树在冷寒地区的早期适应性研究[J]. 桉树科技， 2005， 22（2）： 23-31.
[21] 朱金兆， 刘建军， 朱清科， 等.森林凋落物层水文生态功能研究[J]. 北京林业大学学报， 2002， 24（5/6）： 30-34.
[22] 刘月廉， 吕庆芳， 潘颂民， 等.桉树林分枯落物分解微生物的种类和数量[J]. 南京林业大学学报（自然科学版）， 2006， 30（1）： 75-78.
[23] 武海涛， 吕宪国， 杨 青， 等.土壤动物主要生态特征与生态功能研究进展[J]. 土壤学报， 2006， 43（2）： 314-323.
[24] 时忠杰， 张宁南， 何常清， 等. 桉树人工林冠层、凋落物及土壤水文生态效应[J]. 生态学报， 2010， 30（7）： 1 932-1 939.
[25] 宋庆丰， 杨新兵， 张金柱，等. 雾灵山典型林分枯落物和土壤水文效应[J]. 生态环境学报2009， 18（6）： 2 316-2 320.
[26] 卢洪健， 李金涛， 刘文杰.西双版纳橡胶林枯落物的持水性能与截留特征[J]. 南京林业大学学报（自然科学版）， 2011， 35（4）： 67-73.
[27] 官丽莉， 周国逸， 张德强， 等.鼎湖山南亚热带常绿阔叶林凋落物量20年动态研究[J]. 植物生态学报， 2004， 28（4）： 449-456.
[28] 薛 立， 何跃君， 屈 明， 等.华南典型人工林凋落物的持水特性[J]. 植物生态学报， 2005， 29（3）： 415-421.
[29] 常雅军， 曹 靖， 马建伟， 等.秦岭西部山地针叶林凋落物持水特性[J]. 应用生态学报， 2008， 19（11）： 2 346-2 351.
[30] 曾昭霞， 刘孝利， 王克林， 等.桂西北喀斯特区原生林与次生林凋落物储量及持水特性[J]. 生态学杂志， 2011， 30（7）： 1 429-1 434.
[31] 郭 泺， 夏北成， 倪国祥.不同森林类型的土壤持水能力及其环境效应研究[J].中山大学学报（自然科学版）， 2005， 44（6）： 327-330.
[32] 刘福德， 孔令刚， 安树青，等. 连作杨树人工林不同生长阶段林地内土壤微生态环境特征[J].水土保持学报， 2008， 22（2）：121-125.
关键词 桉树人工林；生长特征；持水性能
中图分类号 S152.5；S792.39 文献标识码 A
Abstract Taking the four types of Eucalyptus plantations in Guangxi as the research object， the forest growth， litterfall and soil water holding capacity were analyzed in order to understand their change rule. The results showed that the stand average DBH was ranged from 13.9 cm to 15.5 cm. The stand average DBH was minimum in E. saligna stand and maximum in E. cloeziane stand. The tree height and canopy were of extremely significant differences（p<0.01）， being the highest in E. cloeziane stand and the lowest in E. pellita stand. The litterfall storage was in range of 18.7-20.1 t/hm2， decreased in order of E. cloeziane（20.1 t/hm2）> E. dunnii（19.6 t/hm2）>E.pellita（19.1 t/hm2）>E. saligna（18.7 t/hm2）. The maximum water holding capacity was in range of 25.9-40.7 t/hm2）， decreased in order of E. dunnii（40.7 t/hm2）>E. cloeziane（32.9 t/hm2）>E. Saligna（27.2 t/hm2）>E. Pellita（25.9 t/hm2）. For the soil water holding capacity roles， the soil total porosity， capillary porosity， saturated moisture content， capillary water capacity and field moisture capacity in E. saligna stand were maximum， but minimum in E. pellita stand.
Key words Eucalyptus plantation；Growth characteristics；Water holding capacity
doi 10.3969/j.issn.1000-2561.2014.07.010
桉树（Eucalyptus）是世界公认的三大速生树种之一[1]，也是中国南方重要的战略树种之一。截止2011年12月，中国种植面积已达360万hm2。但其人工林在经营中出现的林分生产力下降、林地土壤地力下降、水资源匮乏等生态环境问题也已成为全球关注的热点[2]。黄承标等[3-4]研究发现，尾巨桉人工林地各土层含水量分别比厚荚相思林减少1.0%～7.2%，比灌草坡减少5.4%～18%；尾巨桉人工林地的地表径流、土壤侵蚀量和养分（N、P、K）流失量分别较厚荚相思林地增大13.6%、1.2%和8.3%。何斌等[5]研究也发现5年生尾巨桉人工林地土壤贮水量较厚荚相思林减少3.4%。韩艺师等[6]研究也发现，连栽条件下的桉树人工林地的土壤物理性状明显下降。因此，开展桉树人工林立地水资源管理研究尤为重要。
凋落物是森林生态系统的重要组成成分[7]有重要的水土保持和水源涵养生态功能，对森林土壤结构的改善有重要作用[8]。土壤持水性能是森林土壤重要的物理性质之一，其通过根系影响林木的生长[9]。而随着林木生长， 根系数量、地被物多样性及凋落物数量等也相应发生变化， 这些都对林地土壤产生较大影响。一般来说，林分叶凋落量与林分内林木的胸高断面积呈显著的正相关关系[10]，胸高断面积越大，叶凋落量越大。另外，林分凋落物量也随着林分的盖度增加而增加[11]。广西壮族自治区是中国的桉树种植大省，其桉树人工林面积已达147万hm2，桉树人工林的安全关系到广西林业产业的安全。本研究以广西壮族自治区国有黄冕林场白坟试验林区的4个桉树品种粗皮桉（E. pellita）大花序桉（E. cloeziane）柳桉（E. saligna）和邓恩桉（E. dunnii）人工林为研究对象，对比分析4种桉树人工林的林分生长特征、枯落物储量及持水性能、土壤持水性能，研究不同品种桉树人工林分的生长和持水性能差异，从而为广西桉树人工林建设中的水资源植被承载能力评价和水资源管理技术提供理论基础和科学数据，进而保障广西桉树人工林及其产业的健康顺利发展。 1 材料与方法
1.1 研究区概况
试验地位于广西壮族自治区国有黄冕林场白坟试验林地[12]（N 24°44′46″，E 109°51′27″），海拔218 m。广西黄冕林场位于广西壮族自治区鹿寨县黄冕乡和永福县广福乡境内，地处中亚热带与南亚热带的过渡地带，属于天平山支脉和驾桥岭南麓支脉，多为丘陵和低山地貌，最高海拔达895.9 m。1年中光照充足，水热同季，冬夏干湿明显，平均气温19 ℃，年平均降雨量1 750～2 000 mm，降雨量集中在 4～8月；年均蒸发量1 426～1 650mm，为水分充足区。林场林地土壤主要以砂岩、砂页发育而成的红壤、山地黄红壤为主，适宜马尾松、杉木和各种阔叶林树种生长。
1.2 试验方法
1.2.1 样地设置和林分调查 本研究在广西壮族自治区国有黄冕林场白坟试验林地选取了4个桉树品种粗皮桉（E. pellita）、大花序桉（E.cloeziane）、柳桉（E. saligna）和邓恩桉（E. dunnii），均为2002年所造林分，初值密度均为2 m×3 m，造林时均每株施基肥（桉树专用复合肥）250 g，2003年和2004年雨季均各追肥1次，每次每株500 g桉树专用肥。2003年初和2004年人工砍杂各1次。每个品种桉树林选择3个标准地（20 m×20 m）。对每个标准地的桉树样树进行每木检尺，记录胸径、树高和冠幅，各品种桉树人工林样地基本情况见表1。
1.2.2 凋落物贮量和持水性的测定 在每种林地类型设1 m×1 m的小样方3个，收集凋落物量后烘干称重，测定其贮量。根据分解状况将枯落物分为2层：未分解层和半分解层。凋落物的持水量和持水率采用室内浸泡法[13-15]测定。
1.2.3 土壤持水性测定 在每种林地类型均匀布点，取土壤剖面3个，机械分层（0～10、10～20、20～30、30～40、40～60、60～80 cm）环刀取土，带回室内，采用环刀法[16]测定土壤容重、孔隙度和持水量。
1.3 数据处理分析
采用DPS软件对不同品种桉树人工林的林分生长、林地枯落物持水特征和林地土壤持水特征指标进行显著性差异分析。
2 结果分析
2.1 不同品种桉树林分生长特征
桉树品种众多，不同品种间差异较大。对不同品种桉树人工林林分生长特征统计表明（表2），4个品种桉树林分生长指标均值除胸径外，树高、冠幅、枝下高和树皮厚度均达到了极显著差异（p<0.01）。4个品种中大花序桉林分平均树高和平均冠幅明显最大（p<0.01），其排序均为：大花序桉>柳桉>邓恩桉>粗皮桉；枝下高排序为：柳桉（7.9 m）>邓恩桉（6.1 m）>粗皮桉（5.3 m）>大花序桉（3.5 m）；树皮厚度排序为：粗皮桉（12.5 mm）>邓恩桉（8.4 mm）>大花序桉（7.8 mm）>柳桉（6.6 mm）。4个品种造林时均采用的实生苗造林，可能是造成品种间差异显著的原因之一。
2.2 桉树林下枯落物储量及其持水性能
由表3可知，4种桉树林下凋落物未分解层的厚度为柳桉林明显较大（p<0.05），而半分解层差异不明显，总的来说，林下凋落物总厚度不同品种桉树林表现为：柳桉（5.9 cm）>粗皮桉（5.0 cm）>邓恩桉（4.7 cm）>大花序桉（4.0 cm）。对于林下凋落物贮量，4个品种桉树林的未分解层在7.2～9.7 t/hm2之间变化，半分解层在9.0～12.4 t/hm2之间变化，差异都不明显；整体比较而言，4个品种桉树林下总的凋落物贮量排序为：大花序桉（20.1 t/hm2）>邓恩桉（19.6 t/hm2）>粗皮桉（19.1 t/hm2）>柳桉（18.7 t/hm2），这可能是由于大花序桉和邓恩桉地处下坡，林分郁闭度也不是太高，较好的土壤、水分和光照条件使得其林下植被较处于中坡的粗皮桉和柳桉要好一些，也就造成其林下凋落物贮量也较多些。4个品种桉树林下凋落物未分解层最大持水率变化范围为82.8%～165.0%，粗皮桉的明显较小，这可能与新掉落的粗皮桉凋落物较难分解有关（凋落物成分主要以树皮和树叶为主，粗皮桉树皮较厚，分解速率慢）；半分解层最大持水率在151.6%～229.7%之间变化，但差异均不显著。4个品种桉树林下凋落物未分解层最大持水量在9.4～12.3 t/hm2之间变化，差异不显著；半分解层最大持水量差异显著（p<0.05），半分解层最大持水量不同桉树林表现为：邓恩桉（28.6 t/hm2）>大花序桉（22.3 t/hm2）>粗皮桉（16.5 t/hm2）>柳桉（14.9 t/hm2）。整体来看，林下凋落物最大持水量不同桉树林分表现为：邓恩桉（40.7 t/hm2）>大花序桉（32.9 t/hm2）>柳桉（27.2 t/hm2）>粗皮桉（25.9 t/hm2）。
2.3 桉树林地土壤容重及其持水性能
由表4可知，4种桉树人工林地0～80 cm土层土壤容重和孔隙度均存在明显差异（p<0.05），林地0～80 cm土壤容重不同桉树林地间表现为：大花序桉（1.7 g/cm3）>粗皮桉（1.6 g/cm3）>邓恩桉（1.5 g/cm3）>柳桉（1.4 g/cm3）。林地0～80 cm土壤总孔隙度不同桉树林地间表现为：柳桉（44.9%）>邓恩桉（41.4%）>大花序桉（36.5%）>粗皮桉（25.8%）；林地0～80 cm土壤毛管孔隙度不同桉树林地间表现为：大花序桉（32.8%）>柳桉（31.8%）>邓恩桉（30.9%）>粗皮桉（21.3%）；林地0～80 cm土壤非毛管孔隙度不同桉树林地间表现为：柳桉（13.2%）>邓恩桉（10.5%）>粗皮桉（4.5%）>大花序桉（3.6%）。
对于土壤持水量，4个品种桉树人工林地0～80 cm土层的土壤饱和持水量、毛管持水量和田间持水量均存在显著差异（p<0.05）。林地0～80 cm土壤饱和持水量毛管持水量和田间持水量在不同桉树林地间均表现为：柳桉>邓恩桉>大花序桉>粗皮桉。可见，林分郁闭度较小时，林下植被虽然丰富，但由于造林时整地和后来2次人工砍杂的原因，林下植被多为小灌木和草本，其根系较浅，对土壤的影响层次也不如桉树林分深，故林分郁闭度高、林分生长较好的柳桉林分土壤物理特性各指标均较好于其他桉树林分。 3 讨论与结论
本研究中4种10年生桉树林分平均胸径在13.9～15.5 cm之间变化，差异不明显；树高（14.5～18.1 m）和冠幅均达到了极显著差异（p<0.01），其排序均为：大花序桉>柳桉>邓恩桉>粗皮桉。曹加光等[17]在广东湛江测定的6年生尾叶桉（E. urophylla）、韦塔桉（E. uetarensis）、巨桉（E. grandis）和细叶桉（E.tereticornis）等无性系及部分杂交种无性系，其胸径范围为9.04～15.66 cm，树高范围为14.44～20.94 m。韩斐扬等[18]对雷州半岛5年生11种桉树无性系研究结果表明，11种桉树无性系平均胸径分布在11.05～14.29 cm，平均树高分布在15.83～21.25 m。刘洪等[19]在广西梧州地区测得的5年生尾叶桉无性系平均胸径为15.7 cm，平均树高为14.7 m；3年生的DH系列平均胸径在7.0～8.9 cm，平均树高在10.9～11.6 m。可见，本研究中的4个桉树品种生长量与当前应用较多的优良无性系还是有一定差距的。4个桉树品种林分之间的大部分生长指标差异显著，这主要是由于品种不同造成的：例如粗皮桉和大花序桉虽原均产澳大利亚，但粗皮桉喜在纬度12°～18°的石或砂质海岸地区，而大花序桉却喜在纬度16°～26.5°的深厚壤土地区[1]。再加上本研究中的4种桉树林造林时均采用实生苗[20]造林，实生苗本就比无性系组培苗个体生长分化差异要大很多，故造成了上述4个桉树林分生长差异显著。
森林枯落物储量不仅与林分树种组成、林龄、立地等有关[21]，还与纬度、海拔、温度、湿度和土壤生物等密切相关[22-23]。本研究中4个品种桉树林下凋落物贮量在18.7～20.1 t/hm2之间变化，贮量排序为：大花序桉（20.1 t/hm2）>邓恩桉（19.6 t/hm2）>粗皮桉（19.1 t/hm2）>柳桉（18.7 t/hm2）。与其他森林类型相比，本研究结果明显低于广东省肇庆高要市6年生尾巨桉林的凋落物平均贮量[24]（42.09 t/hm2）、河北省雾灵山[25]的华北落叶松林（45.73 t/hm2）以及油松林（21.40 t/hm2）的凋落物贮量；但却高于西双版纳的20和40年生的橡胶林（8.896和6.181 t/hm2）[26]、海南岛热带雨林（9.70 t/hm2）[10]、鼎湖山南亚热带常绿阔叶林（8.45 t/hm2）[27]和华南杉木人工林（5～6 t/hm2）[28]的凋落物储量，这主要是由于树种和地域等原因导致的凋落物分解速率差异造成的，未来研究应综合考虑年凋落物量和年分解量来分析。林下凋落物未分解层最大持水率变化范围为82.8%～165.0%，半分解层最大持水率在151.6%～229.7%之间变化，均是邓恩桉林最大，粗皮桉林最小。相较而言，本研究结果明显低于秦岭西部日本落叶松、粗枝云杉、欧洲云杉、华北落叶松林下的凋落物最大持水率379%～893%）[29]和桂西北喀斯特区6种林型（原生林和次生林各3 种）的林下凋落物最大持水率（224%～342%）[30]，略高于广东肇庆高要长坑尾6年生尾巨桉人工林下凋落物持水率（66.21%～139.99%）[24]这主要是由于桉树人工林较其他林型而言其林下凋落物分解速度慢，分解程度低导致的凋落物持水能力差造成的。
森林土壤水文物理性质是森林生态系统水文功能的重要组成部分。本研究中4种桉树人工林地0～80 cm土层土壤容重、孔隙度和孔隙度均存在显著差异（p<0.05）。土壤容重在1.4～1.7之间变化，大花序桉林地最大，柳桉林地最小。孔隙度和持水量共6个指标，均为粗皮桉林地最小。一般情况下，森林枯落物对地表的各种孔隙度影响较大，地表的各种孔隙度均会随着林地枯落物增加而增大，这种影响随时间延长和枯落物的增加也会逐步向下延伸[31]。林木生长越好，根系分布更广，更活跃，其对土壤微环境的贡献也越大[32]。粗皮桉林分生长最差且林地凋落物储量最少，其孔隙度和持水量指标也最小就证明了这一点。但森林土壤的持水特性还受到地形因子（海拔、坡位、坡向）、植被生长、人为干扰（森林经营活动）和其他自然因素的影响，因此本研究中4个林地的土壤持水性能指标的排序和上述论点又有所差异，这是各种影响因素综合作用的结果，本研究中并未定量阐述各因素的影响效应，这在以后的研究中还有待进一步加强。
参考文献
[1] 祁述雄.中国桉树（第二版）（M）. 北京： 中国林业出版社， 2002.
[2] 温远光. 桉树生态、社会问题与科学发展[M]. 北京： 中国林业出版社， 2008.
[3] 黄承标， 刘运华， 黄 丹， 等. 杉木采伐迹地改植尾巨桉后对土壤水分及物理性质的影响[J].生态环境学报， 2009， 18（2）：638-642.
[4] 黄承标， 刘运华， 秦武明，等. 3种植被恢复过程中水土流失规律的研究[J]. 南京林业大学学报（自然科学版）， 2010， 34（2）：59-63.
[5] 何 斌， 黄承标， 秦武明， 等.不同植被恢复类型对土壤性质和水源涵养功能的影响[J]. 水土保持学报， 2009， 23（2）： 71-74， 94.
[6] 韩艺师， 魏彦昌， 欧阳志云， 等. 连栽措施对桉树人工林结构及持水性能的影响[J]. 生态学报， 2008， 28（9）： 4 609-4 617.
[7] Maguire DA. Branch mortality and potential litter fall from Douglas-fir trees in stands of varying density[J]. Forest Ecology and Management， 1994， 70： 41-53. [8] Sayer E J. Using experimental manipulation to assess the roles of leaf litter in the functioning of forest ecosystems[J]. Biology Review， 2006， 81： 1-31.
[9] 李晨晖， 常金宝， 史 清.大青山不同林分类型土壤持水能力研究[J]. 内蒙古农业大学学报， 2010， 31（3）： 66-69.
[10] 原作强， 李步杭， 白雪娇， 等.长白山阔叶红松林凋落物组成及其季节动态[J]. 应用生态学报， 2010， 21（9）： 2 171-2 178.
[11] 戴晓勇， 裴家模， 罗 魏， 等.不同森林类型枯落物持水特性研究[J]. 贵州林业科技， 2008， 36（4）： 32-34， 45.
[12] 张 林， 罗天祥， 邓坤枚， 等.广西黄冕林场次生常绿阔叶林生物量及净第一性生产力[J].应用生态学报， 2004， 15（11）： 2 029-2 033.
[13] 王士永， 余新晓， 贾国栋， 等.北京山区主要人工林枯落物水文效应[J]. 中国水土保持科学， 2011， 9（5）： 42-47.
[14] 张昌顺， 范少辉，谢高地.闽北毛竹林枯落物层持水功能研究[J]. 林业科学研究， 2010， 23（2）： 259-265.
[15] 周 祥， 赵一鹤， 张洪江， 等.云南高原典型林分林下枯落物持水特征研究[J]. 生态环境学报， 2011， 20（2）： 248-252.
[16] 林业部科技司编. 森林生态系统定位研究方法[M]. 北京： 中国林业出版社， 1996.
[17] 曹加光， 罗建中，卢万鸿. 6年生桉树无性系林分生长性状聚类分析[J]. 桉树科技， 2012， 29（1）： 37-40.
[18] 韩斐扬， 周群英， 陈少雄，等. 5年生11种桉树无性系生长量与生物量比较[J]. 桉树科技， 2011， 28（2）： 27-33.
[19] 刘 洪， 李伟光， 罗延宁， 等.桂东地区桉树优良无性系速生丰产栽培技术[J]. 桉树科技， 2010， 27（1）： 49-56.
[20] 刘 涛， 龙永宁， 张维耀， 等.几种桉树在冷寒地区的早期适应性研究[J]. 桉树科技， 2005， 22（2）： 23-31.
[21] 朱金兆， 刘建军， 朱清科， 等.森林凋落物层水文生态功能研究[J]. 北京林业大学学报， 2002， 24（5/6）： 30-34.
[22] 刘月廉， 吕庆芳， 潘颂民， 等.桉树林分枯落物分解微生物的种类和数量[J]. 南京林业大学学报（自然科学版）， 2006， 30（1）： 75-78.
[23] 武海涛， 吕宪国， 杨 青， 等.土壤动物主要生态特征与生态功能研究进展[J]. 土壤学报， 2006， 43（2）： 314-323.
[24] 时忠杰， 张宁南， 何常清， 等. 桉树人工林冠层、凋落物及土壤水文生态效应[J]. 生态学报， 2010， 30（7）： 1 932-1 939.
[25] 宋庆丰， 杨新兵， 张金柱，等. 雾灵山典型林分枯落物和土壤水文效应[J]. 生态环境学报2009， 18（6）： 2 316-2 320.
[26] 卢洪健， 李金涛， 刘文杰.西双版纳橡胶林枯落物的持水性能与截留特征[J]. 南京林业大学学报（自然科学版）， 2011， 35（4）： 67-73.
[27] 官丽莉， 周国逸， 张德强， 等.鼎湖山南亚热带常绿阔叶林凋落物量20年动态研究[J]. 植物生态学报， 2004， 28（4）： 449-456.
[28] 薛 立， 何跃君， 屈 明， 等.华南典型人工林凋落物的持水特性[J]. 植物生态学报， 2005， 29（3）： 415-421.
[29] 常雅军， 曹 靖， 马建伟， 等.秦岭西部山地针叶林凋落物持水特性[J]. 应用生态学报， 2008， 19（11）： 2 346-2 351.
[30] 曾昭霞， 刘孝利， 王克林， 等.桂西北喀斯特区原生林与次生林凋落物储量及持水特性[J]. 生态学杂志， 2011， 30（7）： 1 429-1 434.
[31] 郭 泺， 夏北成， 倪国祥.不同森林类型的土壤持水能力及其环境效应研究[J].中山大学学报（自然科学版）， 2005， 44（6）： 327-330.
[32] 刘福德， 孔令刚， 安树青，等. 连作杨树人工林不同生长阶段林地内土壤微生态环境特征[J].水土保持学报， 2008， 22（2）：121-125.