喀斯特峰丛洼地森林生态系统的碳格局及驱动机制

准确估计区域森林生态系统碳库一直是碳循环研究的热点与难点。碳酸盐岩是全球最大的碳库，以独特的方式积极参与全球碳循环，目前按同纬度地区红黄壤类推其固碳现状具有很大的不确定性。本研究以喀斯特峰丛洼地森林生态系统为对象，采用由下而上的方法，基于96块典型样方和3块动态监测样地调查，摸清16个主要森林生态系统单元植被和土壤的碳格局；用地统计学、PCA、CCA和DCCA等方法，研究原生林、次生林和人工林生态系统表层土壤碳的空间分布格局，探寻表层土壤碳空间分布的主导因子，阐明表层土壤碳、植被、凋落物、土壤微生物、土壤理化性状和地形因子之间的耦合关系，分析表层土壤碳的生态环境梯度分布，量化各因子对表层土壤碳空间分布的贡献率；采集各时空尺度的数据建模，揭示区域碳储量的空间分布格局及驱动机制，为西南喀斯特森林碳汇能力正确评价、区域碳汇林业与持续管理策略制定提供科学依据。

准确估计区域森林生态系统碳库一直是碳循环研究的热点与难点。碳酸盐岩是全球最大的碳库，以独特的方式积极参与全球碳循环，目前按同纬度的红黄壤类推其固碳现状具有很大的不确定性。本研究以喀斯特峰丛洼地森林生态系统为对象，从群落、生态系统、景观单元、区域4个尺度出发，基于样地和样方的建设与调查，主要结论如下：.1） 喀斯特峰丛洼地主要群落植被碳密度为14.78-137.80 t/hm2，土壤碳密度为29.90- 156.88 t/hm2，植被碳与土壤碳比例在0.13-1.13之间；土壤是喀斯特峰丛洼地最大碳库，表层(0-20 cm)土壤碳储量贡献最大。. 2）随着草本、草灌、人工林、次生林、原生林人为干扰减弱，土壤大粒径团聚体增加，团聚体稳定性增强，土壤碳含量与贮量增加。土壤容重和土壤0-2 mm根系生物量影响土壤有机碳的垂直分布；在土壤养分因子中，TN、AN对于有机碳影响作用最大。.3）由白云岩、石灰岩发育的石灰土各主要7种生态系统的团聚体大都以>2 mm粒径为主，其有机碳贮量显著高于其他地区；大粒径组团聚体对喀斯特地区土壤有机碳的贡献率远高于小粒径组团聚体，浅层土壤的团聚体有机碳贮量高于深层土壤。.4）喀斯特峰丛洼地土壤有机碳很高，沿着农作区-人工林-次生林-原生林的恢复梯度而显著提高，变异系数逐步增大；农作区和不同森林表层土壤有机碳空间分布格局不同，主导因子也不同。.5）喀斯特4类典型地貌的有机碳含量表现为槽谷>高原>峰丛洼地>峡谷，峡谷、槽谷型呈强烈的空间自相关，余下两者呈中等空间自相关。不同地貌表层土壤有机碳的空间格局不同，各自影响因子也不同。.6） 峡谷型喀斯特6种生态系统土壤团聚体以大粒径为主(除旱地外)，不同生态系统有机碳0.053-0.25 mm团聚体含量最高，>5 mm水稳定性团聚体对土壤有机碳的贡献率最大。总碳贮量为次生林(374.06)﹥人工林(341.41)﹥草地 (189.64)﹥灌丛(134.39)﹥旱地(115.31)﹥水田(112.26) 103kg C•hm-2，土壤碳贮量与土壤深度线性相关，随深度的增加而显著降低；不同生态系统碳格局不同。.本项目期间，发表论文31篇，其中SCI/EI 6篇；申请专利5项，授权3项；参编专著1部；培养研究生14名；超额完成了各项研究目标。.建议：深入研究整个西南喀斯特区域碳循环及调控机理。