成都生物所揭示低效人工林間伐調控對土壤呼吸的影響

　　土壤呼吸在調節土壤碳庫與陸地生態系統碳循環中扮演著重要角色，而森林作為全球陸地生態系統的組成部分，被認為具有重要的碳匯功能。因此，理解林業實踐活動（如間伐）對森林土壤CO2排放動態的影響是準確評估全球碳收支的關鍵。但我國許多重要生態功能區的生態公益林均按木材需求造林和管理，普遍具有密度大、土壤退化、水土流失嚴重、生物多樣性缺失、碳匯功能不足等生態環境問題，急需加強對這部分人工林的管理。而探討在環境條件復雜的山地生態系統中（坡度大、地形復雜），如何實現既不劇烈干擾現有人工林生態系統（盡可能減少水土流失與土壤擾動），又同時完成低效人工林的生態效益提升與改造是當前十分必要的任務。

　　中國科學院成都生物研究所生態恢復學科組研究員包維楷團隊龐學勇等，針對上述問題，分別建立了松林和云杉低效人工林改造的小林窗間伐技術試驗平臺，通過調整人工林林地結構，進而改善林地微氣候、促進林下喬木層再生長（Zhao et al., 2015 Trees）和土壤養分循環。通過小林窗間伐試驗，繼前期研究了土壤呼吸及其溫度敏感性對人工油松與華山松人工混交林間伐的反應，發現間伐改變了松林地土壤水分的年際動態和對土壤呼吸及其溫度敏感性的影響（Pang et al., 2013 AFM），進而分析和評價了云杉人工林不同小林窗間伐對土壤CO2動態的影響及主要影響因子(Pang et al., 2016 AFM)。發現，間伐降低了細根生物量、凋落物貯量、土壤可深溶性碳，而總體上增加了土壤水分和溫度(圖1a-b)，但其變化依賴于間伐后的時間和林窗大小。土壤呼吸在間伐后的最初階段明顯下降，然后隨著林下植被的演替而逐漸增加，最后趨向接近對照的水平(圖1c)。總體而言，相對于對照，土壤呼吸在小、中和大林窗下分別下降了14.9%、15.8% 和 25.8%。由此得出結論，云杉人工林間伐后土壤呼吸下降主要是由于樹根呼吸減少和可溶性底物減少驅動所致，間伐后土壤溫度對土壤呼吸的正效應可能被其它因子的負效應掩蓋，另外，間伐后林下植被迅速發育也可逐漸補償間伐誘導的土壤呼吸的降低。

　　該研究結果綜合闡釋了在預測森林土壤碳循環對森林管理實踐的反應中應該考慮一系列由于間伐強度而引起的生物物理因子的變化。該研究成果發表于國際農林期刊Agricultural and Forest Meteorology 2016，220:1-9，該研究得到中國科學院碳專項、國家自然科學基金和科技部支撐課題的資助。

云杉人工林不同大小林窗下土壤溫度（a）、水分（b）和土壤呼吸動態（2008-2012年）