不同强度短期间伐（5年）对人工林土壤有机碳影响研究——杉木纯林开题报告

1. 研究目的与意义

森林是陆地生态系统的主体，也是陆地生态系统最大的碳库，对维持陆地生态平衡、保护生态安全、防治生态危机起着决定性的作用。森林面积占全球面积的27.6%，森林植被的碳储量约占全球植被的77%，森林土壤的碳储量约占全球土壤的39%，森林生态系统碳储量占陆地生态系统的57%，因此森林生态系统在全球碳收支平衡中占据主导作用。

间伐是森林生态系统经营中人类作用于森林的主要措施,它改变了林分的生长环境,影响了林木生长,同时也使森林的生物多样性发生变化,影响森林的生态功能。因此,研究间伐对森林生长及其稳定性的作用效应,是科学确定森林抚育措施的重要依据,对整个森林生态系统的可持续经营具有重要意义。林分经过间伐,减少了单位面积上立木的株数,林冠郁闭度下降,使林内光照强度增加,同时也相应地使林内的温度和湿度发生变化。

杉木是我国亚热带常绿阔叶林区特有的重要速生用材树种，分布在我国南方的16个省(区)，约占南方人工林面积的1／2，分布十分广泛，在我国森林蓄积量和木材生产中占有重要的地位。了解影响其土壤有机碳储量的因子可以为合理高效的经营管理方法提供理论依据，并且为全球气候变化对森林生态系统影响规律研究提供基础数据。因此，短期间伐对于杉木人工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

国外研究进展

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。但早期对土壤有机碳库存量的估算大都是根据少数土壤剖面资料进行的。如1951年rubey根据不同研究者发表的关于美国9个土壤剖面的有机碳含量，推算出全球土壤有机碳库存量为710pg（汪业勖等，1999）。1976年bohn利用土壤分布图及相关土组(soilassociation)的有机碳含量，估计出全球土壤有机碳库存量为2946pg（bohn，1976）。这两个估计值成为当前对全球土壤有机碳库存量的上下限值（汪业勖等，1999）。20世纪80年代，由于研究全球碳循环与气候、植被及人类活动等因素之间相互关系的需要，统计方法开始被应用于土壤有机碳库存量的估算。如post等（1982）在holdridge生命带模型基础上，估算了全球土壤碳密度的地理分布与植被及气候因子之间的相互关系，提出全球1m厚度土壤有机碳库存量为1395pg。

20世纪90年代以来，随着遥感(rs)、地理信息系统(gis)和全球定位系统(gps)技术的发展，为土壤有机碳研究提供了新的方法和手段。3s技术被应用于区域或全球土壤有机碳库存量大小、有机碳密度的空间分布差异等方面的研究。发达国家已在区域尺度上开展了相关研究工作。如俄罗斯在1：250万土壤分布图上建立了土壤碳空间数据库，计算出俄罗斯o-20cm、0-50cm和0-l00cm等不同土层有机碳库存量，估计出俄罗斯土壤有机碳库存总量为342.1pg，无机碳库存总量为111.3pg，土壤总碳库存量为453．4pg（rozhkov.v.a,1996），并绘制了俄罗斯o～100cm土层无机碳库存量分布图。加拿大建立了l：100万的数字化土壤分布图及土壤碳数据库，并计算出加拿大0～30cm土层和o～100cm土层土壤有机碳库存量分别为70.lpg和249pg（汪业勖等，1999）。

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，测定不同间伐强度杉木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

1、揭示杉木纯林土壤总有机碳、水溶性碳、微生物量碳随深度变化规律；

2、分析间伐强度梯度对杉木纯林土壤有机碳组成的影响。

结合土壤层不同深度有机碳储量分析结果，明晰间伐对杉木人工林土壤有机碳储量的影响。