常綠闊葉林人促更新對紅壤有機質維持的作用機制

《常綠闊葉林人促更新對紅壤有機質維持的作用機制》是依託福建師範大學，由楊玉盛擔任項目負責人的重點項目。

基本介紹

• 中文名：常綠闊葉林人促更新對紅壤有機質維持的作用機制
• 項目類別：重點項目
• 項目負責人：楊玉盛
• 依託單位：福建師範大學

項目摘要

常綠闊葉林人工促進天然更新已被實踐證明是一種高土壤肥力、高生產力的經營模式。項目從土壤肥力核心土壤有機質入手，採取隨機區組設計，利用先進的土壤學和生物地球化學研究手段（核磁共振、有機碳分子分析和放射性同位素碳測年等），精細比較人促更新和人工造林在更新初期土壤有機質損失的數量、質量及途徑；評價一個輪伐期後人促更新與人工造林土壤有機質數量和質量的恢復程度，揭示不同更新方式對表層和底層土壤有機質數量和質量的影響機理，以及人促更新優於人工造林的關鍵機制；最終闡明人促更新土壤有機質的維持機理和人工造林初期土壤有機質損失對森林生產力影響的長期性。項目研究為深入評價人促更新的多功能效應提供進一步依據，並為我國森林土壤生產力維持、碳匯林經營和生態系統服務功能提升提供重要科學基礎，對推動我國森林多功能近自然經營，滿足山地生態安全和應對氣候變化等國家和區域重大需求具有重要作用。

結題摘要

常綠闊葉林人工促進天然更新（以下簡稱“天然更新”）被實踐證明是一種高土壤肥力、高生產力的經營模式，但其對土壤肥力核心土壤有機質的維持機制仍不清楚。為此，項目通過比較研究天然更新和人工造林在更新初期土壤有機質損失的數量、質量及途徑差異；更新後期階段天然更新米櫧次生林與人工林（杉木、馬尾松、米櫧）土壤有機質恢復程度，及土壤各途徑有機質歸還和損失的平衡預算；不同更新方式對底層土壤有機質數量和質量的影響及機理等，以闡明天然更新在土壤有機質維持上優於人工造林的關鍵機制。研究發現，更新後第1年人工造林各途徑的總碳損失（2663 kg ha-1包括採伐剩餘物火燒、土壤碳灼燒、土壤有機碳礦化、水土流失）是天然更新（54 kg ha-1包括採伐剩餘物分解、土壤有機碳礦化、水土流失）的49倍；此後差異逐漸縮小。更新後期米櫧次生林和杉木人工林土壤有機碳總輸入量（凋落物、根系及地上DOM輸入量）為8.0和5.2 t ha-1，總輸出量（土壤異養呼吸、有機碳流失）分別為6.6和4.9 t ha-1，土壤有機碳年淨積累分別為1.5和0.4 t ha-1，表明天然更新後期土壤淨碳匯功能仍強於人工林。與米櫧次生林相比，杉木人工林土壤有機碳貯量顯著降低，且杉木人工林土壤有機碳貯量即使在百年內仍難以恢復；人工林土壤有機碳的損失中，底層土壤有機碳損失占大部分；而且底層土壤的活性碳/惰性碳比值升高，土壤有機質的穩定性降低。外源活性碳輸入對土壤有機碳分解的激發效應與土壤有機碳穩定性（惰性碳比例）呈正相關；人工造林過程中造成的向底層土壤小分子量DOC等活性物質輸入的增加，引起底層土壤有機碳分解的激發效應而造成惰性碳損失，是人工林底層土壤有機質穩定性下降的重要機制。項目成果為深入評價天然更新的多功能效應提供進一步依據，並為我國森林土壤生產力維持、碳匯林經營和生態系統服務功能提升提供重要科學基礎，對推動我國森林多功能近自然經營，滿足山地生態安全和應對氣候變化等國家和區域重大需求具有重要作用。