土壤是陆地生态系统碳循环过程中最大的有机碳库，其碳储存量高达1 500 Gt，为大气碳库的3倍，陆地生物量的2.5倍(Valentini et al., 2000)。土壤有机碳含量的微小变化，都会较大程度地影响陆地生态系统碳循环(陈亮中等，2007; 于贵瑞，2003)。森林土壤碳储量占全球土壤碳储量的73%(崔骁勇等，2001)，其积累和分解直接影响到全球的碳平衡(李德基等，1992)。因此，森林土壤有机碳储量变化备受关注，成为全球气候变化研究的核心内容之一(王绍强等，1999)。

近几十年来，我国人工林面积迅速增加，其碳汇作用被认为是减缓全球变化的一种可能机制和最有希望的选择。人工林营管理措施会对土壤有机碳储存和排放产生影响(杨金艳等，2005)。研究表明，间伐后林地土壤有机碳含量不同程度地下降(方晰等，2004; 徐德应，1994); 也有研究发现间伐后土壤有机碳含量没有明显变化(王海燕等，2009); 还有研究表明，间伐提高了土壤有机碳含量(郑郁善等，1997; 张鼎华等，2001; 黄从德等，2009; 骆士寿等，2002)。深入研究人为活动对森林土壤碳的影响规律，降低其不确定性，是当前全球环境变化研究中急需解决的重大课题。

目前，我国辽东山区人工长白落叶松(Larix olgensis)林林地土壤酸化，养分衰竭，林内物种锐减，涵养水源能力下降等问题显现。本研究分析辽东长白落叶松人工纯林经不同方式带状间伐后的土壤有机碳含量变化，为长白落叶松人工纯林经营提供依据。

1 研究区概况

研究区位于辽宁省清原满族自治县甘井子林场(124°59′E，41°59′N)和大边沟林场(125°9′E，41°59′N)的长白落叶松人工纯林内，系长白山山脉的延伸区域，海拔400~600 m，全年平均气温5 ℃，年平均降水量700~800 mm，全年无霜期120~125天。土壤多为山地棕色森林土，土层厚30~50 cm，山体坡度为12 °~18 °，土壤pH值为5.5~6.5。研究区长白落叶松人工纯林主要以中龄林和幼龄林为主，20年生以下为幼龄林，21~30年生为中龄林，31~40年生为近熟林。初始造林密度为4 444株·hm^-2，株行距为1.5 m×1.5m，由于初植密度较大，在树木生长过程中进行了适当的抚育间伐。幼龄林密度约为3 000株·hm^-2，中龄林密度约为2 550株·hm^-2，近熟林密度约为560株·hm^-2。

2 研究方法

分别在大边沟林场和甘井子林场选择3和2块小班做为试验地，试验地概况见表 1。2005年秋对甘井子林场的2块小班进行带状间伐，之后，于2008年春对大边沟林场的3块小班进行带状间伐。每小班间伐方式分为2种:隔2行伐2行(Ⅰ型)，形成伐留交替小区; 隔3行伐3行(Ⅱ型)形成伐留交替小区。2种伐留交替小区的中间有长白落叶松纯林间隔带(对照区)。伐留交替小区短边长20~30 m，对照区短边长30 m，伐留交替小区和对照区的长边距离均为山脚到山顶距离。每小班的每种伐留交替小区和对照区均重复3次。

间伐当年，调查甘井子2块试验林间伐带和对照区林下0~20 cm土层的土壤有机碳含量。在每个伐留交替小区的间伐带和对照区的上坡、中坡和下坡，分别用环刀挖取1个0~20 cm土层土壤样品。共采集土样18个。土样经风干、研磨、过筛后采用硫酸-重铬酸钾法测定土壤有机碳含量(中国科学院南京土壤研究所，1978)。

2010年9月，调查大边沟和甘井子5块试验地的土壤有机碳含量，取样点设置方法同上，按0~20 cm和20~40 cm 2个土层用环刀采集各土层的土壤样品。本次共采集土样90个。土壤有机碳含量测定方法同上。

采用Spss17.0软件进行方差分析和回归分析。

3 结果与分析 3.1 甘井子试验林带状间伐5年后土壤有机碳含量变化

甘井子试验林间伐5年后0~20 cm土层的土壤有机碳含量表现为(表 2):2010年经Ⅰ和Ⅱ型方式间伐林分0~20 cm土层土壤有机碳含量分别较2005年提高了28.98%和37.74%，而2010年对照区林分0~20 cm土层土壤有机碳含量较2005年仅仅提高了3.92%。方差分析结果表明:2005年与2010年经Ⅰ型方式间伐林分0~20 cm土层的土壤有机碳含量差异显著(P< 10.05)，经Ⅱ型方式间伐林分0~20 cm土层的土壤有机碳含量差异极显著(P< 0.01)，对照区林分0~20 cm土层的土壤有机碳含量差异不显著(P>0.05)。

3.2 带状间伐方式对各龄组长白落叶松人工林土壤有机碳含量的影响

为研究带状间伐方式对不同林龄长白落叶松人工林土壤有机碳含量的影响，对5块小班试验林2010年的土壤有机碳含量进行分析，结果表明(表 3)在0~20 cm和20~40 cm这2个土层，经Ⅰ和Ⅱ型方式间伐林分的土壤有机碳含量较对照区的增长率均表现为中龄林>幼龄林>近熟林; 经Ⅰ和Ⅱ型方式间伐的中龄林0~20 cm土层土壤有机碳含量分别较中龄林对照区0~20 cm土层增长了29.09%和36.13%，且差异极显著(P < 0.01);经Ⅰ和Ⅱ型方式带状间伐的中龄林20~40 cm土层土壤有机碳含量分别较中龄林对照区20~40 cm土层增长了10.59%和14.94%，且经Ⅱ型方式间伐的中龄林与中龄林对照区差异显著(P < 0.05);经Ⅱ型方式带状间伐的近熟林0~20 cm土层土壤有机碳含量较近熟林对照区0~20 cm土层增长了12.76%，且差异显著(P < 0.05)。可见，带状间伐对中龄林的影响最为显著，这可能与中龄林的带状间伐时间早于幼龄林和近熟林有关。

3.3 带状间伐方式对各土层土壤有机碳含量的影响

由表 4可知:在不同带状间伐方式下，林分土壤有机碳含量均垂直递减，经Ⅰ型方式间伐林分0~20和20~40 cm土层的土壤有机碳含量均值分别为15.78和10.45 g·kg^-1, 经Ⅱ型方式间伐林分0~20和20~40 cm土层的土壤有机碳含量均值分别为16.59和11.04 g·kg^-1。在森林植被下, 进入土壤的有机物质主要为地表的凋落物，因此0~ 20 cm土层土壤有机碳含量高于20~40 cm土层。由表 4可知: 0~20 cm和20~40 cm土层土壤有机碳含量均表现为经Ⅱ型方式间伐林分>经Ⅰ型方式间伐林分>对照区林分。经Ⅰ型方式间伐林分0~20和20~40 cm土层的土壤有机碳含量经对照区分别提高了17.76%和9.08%;经Ⅱ型方式间伐林分0~20和20~40 cm土层的土壤有机碳含量比对照区分别提高了23.81%和15.24%;经Ⅱ型方式间伐林分0~20和20~40 cm土层的土壤有机碳含量比经Ⅰ型方式间伐林分分别提高了5.13%和5.65%。方差分析结果表明:经Ⅰ型方式间伐林分与对照区的0~20 cm土层的有机碳含量差异显著(P< 0.05)，与20~40 cm土层的有机碳含量差异极显著(P < 0.01); 经Ⅱ型方式间伐林分与对照区的0~20和20~40 cm土层的土壤有机碳含量均差异极显著(P< 0.01);经Ⅰ与Ⅱ型方式间伐林分的0~20 cm土层土壤有机碳含量差异显著(P< 0.05)，20~40 cm土层土壤有机碳含量差异不显著(P>0.05)。由于经Ⅱ型方式间伐林分内光照条件优于经Ⅰ型方式间伐林分，温度等因子得到提高，有机物质的转化速率加快，使得经Ⅱ型方式间伐林分土壤有机碳含量高于经Ⅰ型方式间伐林分。

4 结论与讨论

本研究表明带状间伐4年后，间伐林分相对于对照区的土壤有机碳含量明显提高; 各土层土壤有机碳含量均表现为经Ⅱ型方式间伐林分>经Ⅰ型方式间伐林分>对照区林分，此结果与前人研究结果一致(王海燕等，2010; 张城等，2006; 雷丕锋等，2004; 杨金艳等，2005; 方运霆等，2004; 陈亮中等，2007; 张鼎华等，2001; 骆土寿等，2002; 黄从德等，2009)，说明Ⅱ型间伐方式为保留木提供了更多的生长空间，改善了林内的光照条件，从而促进了林下灌木和草本植物的生长发育，进而影响到林地凋落物的种类和数量，导致土壤微生物多样性和数量提高，由此加速了枯落物分解速度，提高了林地土壤有机碳含量。在2个土层经Ⅰ和Ⅱ型方式间伐林分土壤有机碳含量较对照区的增长率均表现为中龄林>幼龄林>近熟林，其原因可能是中龄林的间伐时间早于幼龄林和近熟林。

在较长时间尺度下的不同间伐方式对土壤有机碳含量的影响还有待进一步研究。