不同强度短期间伐（5年）对人工林土壤有机碳影响研究——马尾松-栎树混交林开题报告

1. 研究目的与意义

近年来全球气候变暖对人类的影响越来越显著，大气co2等温室气体含量升高是导致气候变暖的主要原因，对co2吸收和固定的研究已经成为全球气候变化研究的热点和前沿。作为陆地上分布最广的生态系统森林在减少碳收支平衡中起关键作用。对现在及未来的气候变化和碳平衡都具有重要影响。人工林是目前陆地碳汇增长最主要的媒介之一，造林及合理的人工林经营都可以成为固定大气co2防止全球变暖的有效途径。

间伐是人类常用的干预人工林结构的森林经营管理手段，对人工林的生长发育有很重要的影响。间伐改变了人工林的结构和土壤水热条件，引起有机物质分解速率、土壤呼吸速率及根系分布的变化，而且裸露的土壤会加剧土壤的侵蚀和soc的淋溶作用，进而影响到林地土壤碳源、汇功能。适当的采伐强度下，如果在间伐时能给予很好的保护措施，间伐后大量的林地残留物质将有可能弥补有机物质输入量的减少，缓解森林收获引起的自然生态过程失调和soc库的减小。可见，作为一种重要的人工林经营与管理技术，间伐可能对土壤碳汇产生不同的影响，合理的采伐措施可能会增大森林土壤的碳储量。

马尾松（pinus massoniana lamb）和栎树（quercusacutissima caruth）是我国南方林区的主要造林树种, 在南方各省的森林蓄积量中占半数以上，了解影响其有机碳储量的因子可以为进行合理高效的经营管理，并且为全球气候变化提供基础数据。因此，短期间伐对于马尾松-栎树混交林的土壤有机碳储量变化影响的研究具有非常重要的意义。

2. 国内外研究现状分析

国外对土壤有机碳的研究开始较早，在20世纪60年代，就有学者开始进行全球土壤有机碳总库存量研究。据估算，陆地生态系统蓄积的碳量约为2 000gt。其中土壤有机碳库蓄积的碳量约是植物碳库的2倍左右（从热带森林的1:1到北部森林的5:1不等）。从全球不同的植被类型的碳蓄积情况来看，陆地生态系统碳蓄积主要发生在森林地，森林生态系统在地圈、生物圈的生物地球化学过程中起着重要的缓冲器和阀的功能，约80%的地上碳蓄积和约40%的地下碳蓄积发生在森林生态系统，(dixon.r.k,1994)余下的部分主要贮存在耕地、湿地、冻原、高山草原及沙漠半沙漠。由此可见，森林生态系统的碳蓄积在很大程度上影响着整个陆地生态系统的碳循环，作为整个陆地生态系统最大的碳库，森林生态系统的碳收支的状况也将是短期内影响大气中温室气体浓度的重要因素。

我国学者同样非常关注土壤碳储量研究，根据我国第四次森林资源清查（1989-1993）的统计结果，我国森林生态系统的总碳存储量为19.91pgc，其中，植被碳库约为27.17％，土壤层碳库68.70％，凋落物层碳库约占4.13％。从数据看来，我国森林生态系统碳库在全球陆地碳库和全球森林碳库中所占的比例都十分小，这是因为我国目前的森林面积很小，且森林破坏十分严重。方精云(2001)等利用1949年至1998年间7次森林资源清查资料，结合使用森林生物量实测资料，采用改良的生物量换算因子法，推算了中国50年来森林碳库和平均碳密度的变化，分析了中国森林植被的co₂源汇功能。结果表明，70年代中期以前，主要由于森林砍伐等人为作用，中国森林碳库和碳密度都是减少的，碳储量减少了0.62pgc(pg=1015g)，年均减少约0.024pgc。之后，呈增加趋势。在最近的20多年中，森林碳库由70年代末期的4.38pgc增加到1998年的4.75pgc，共增加0.37pgc，年平均增加0.022pgc。这种增加主要由人工造林增加所致。20多年来，由于人工林增加导致碳汇增加0.045pgc，年平均增加吸收0.021pgc。人工林的平均碳密度也显著增加，共增加了约一倍。这除了人工成林增多外，气温上升和co₂浓度施肥也可能是促进森林生长的重要因子。

人工林的经营和管理水平被认为是影响森林生态系统碳储量的重要因素之一（lai，2005；冯瑞芳等，2006），整地、间伐和施肥等人工林经营和管理水平可能通过对林木生产力、土壤碳循环等的影响而对人工林生态系统的碳固定、储存和排放产生不同程度的影响（冯瑞芳等，2006），从而影响人工林植被和土壤在减缓全球变化中的效应。

3. 研究的基本内容与计划

研究内容：

采用野外调查取样与实验室测定分析相结合的方法，测定不同间伐强度马尾松-栎树混交林尾松人工林土层土壤总有机碳、水溶性有机碳、微生物生物量碳含量。

研究方法

4. 研究创新点