喀斯特常绿落叶阔叶混交林粗木质残体储量、分解特征及碳转化机制

The effect of CWD on the carbon cycle of forest ecosystem is a complex and slow process. It is still unclear about the contribution of CWD to the carbon balance of forest ecosystem and its carbon transformation mechanism. Moreover, the study on the characteristics of CWD in mixed evergreen and deciduous broadleaf forest-the residual forest in karst, south China, is still blank. The aims of the project are to study the reserves, decomposition processes and carbon content after decomposition of CWD in subtropical mixed evergreen-deciduous broad-leaved karst forest through field investigation and experimental research, which will reveal the decomposition law and carbon conversion mechanism of CWD. The spatial heterogeneity of CWD reserves distribution will be estimated, the driving factors of CWD decomposition and the interaction of these factors will be analyzed, and the morphological characteristics of different forms and formation regularity of carbon into the soil after CWD decomposition were also studied . All of these researches will strengthen the understanding to the forest ecosystem material circulation and capacity flow of CWD, and provide scientific basis on carbon cycle function of forest ecosystem of CWD and on conservation and sustainable management of the regional forest.

粗木质残体（CWD）对森林生态系统碳循环的影响是一个复杂而缓慢的过程，关于CWD对森林生态系统碳平衡的贡献及其分解后碳转化机制尚不清楚。特别是有关喀斯特常绿落叶阔叶混交林—亚热带喀斯特原生性较强的残存森林CWD功能的研究尚属空白。本项目拟采用野外调查和室内实验的方法，量化喀斯特常绿落叶阔叶混交林CWD组成和储量特征，分析CWD储量的空间分布格局，研究CWD分解的驱动因子及这些因子交互作用对分解的影响，探索CWD分解后碳进入土壤后不同的结合形态特征和形成规律，揭示其分解过程及碳转化机制，为CWD森林生态系统碳循环功能研究的深入开展和区域森林的保护和可持续经营管理提供科学依据。

粗木质残体（CWD）是森林生态系统重要的组成部分，其地上储量和分解特征对维护生态系统功能和参与森林碳和养分循环等方面的作用不容忽视。本项目以喀斯特常绿落叶阔叶混交林为研究区，通过固定样地调查量化了该群落CWD组成、储量特征和空间格局，并选取四种常见树种CWD为对象，分析CWD呼吸特征和分解规律，探索CWD分解对土壤养分含量、不同粒径团聚体有机碳的分布和真菌群落组成影响。主要研究结果如下：1）样地内CWD密度为2146株·hm-2，储量为24.65t/hm2。随着径阶增大CWD数量呈“反J型”分布，各腐烂等级的CWD都倾向于分布在中下坡位。CWD在0-12m尺度上表现为集群分布，随着尺度的增加格局强度降低。2）随着腐烂等级的增加，倒木含水率、全氮和全磷含量逐渐增大，密度和全钾逐渐降低。不同树种CWD的理化特性存在差异。3）CWD呼吸速率与温度呈指数函数关系，受季节和白昼因素的极显著影响（P<0.01），且时间、树种、腐烂程度3者存在显著的交互作用（P<0.05）。4）随着腐烂等级的加深，CWD邻近土壤全氮、水解氮、全磷、有效磷、有机碳和腐殖质各组分有增高趋势。腐烂等级越高CWD对邻近土壤养分和腐殖质各组分的影响范围越大。距CWD越近，有机碳含量越高。腐烂等级和树种的交互对CWD下土壤养分含量和腐殖质各组分均有不同程度的显著影响。5）腐烂程度越深，CWD对土壤团聚体分布、团聚体破坏率和团聚体有机碳影响越显著，但各树种间有差异。腐烂等级与树种的交互对土壤中的各粒径团聚体有机碳均有极显著影响，但仅对倒木邻近土壤1~0.5 mm和＜0.25 mm团聚体和破坏率有显著影响。6）土壤真菌群落的丰富度和多样性与CWD腐烂等级呈正相关，并随着距CWD距离的增加减小。本项目丰富了CWD研究的基础数据库，初步探索了其分解过程对土壤养分、有机碳转化和真菌群落分布规律的影响机制，为CWD森林生态系统碳循环功能研究的深入开展和喀斯特退化系统的修复提供了科学依据。