中國林科院森環(huán)森保所揭示中國亞熱帶不同類型人工林馬尾松水分利用機(jī)制

2024-06-19    來源：中國林科院

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馬尾松人工林在我國森林資源總量中占有重要地位。自20世紀(jì)60年代大力發(fā)展人工林以來，我國馬尾松人工林面積逐漸增加，但60%為人工純林。這種單一的林分結(jié)構(gòu)引起林內(nèi)養(yǎng)分循環(huán)緩慢、土壤肥力下降、水源涵養(yǎng)能力差等一系列問題。近幾十年來，混交林經(jīng)營被提倡為森林經(jīng)營管理中增強(qiáng)生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)功能的前瞻性策略。然而，營造針闊混交林能否影響馬尾松水分利用格局尚不清楚。

鑒于此，中國林科院森環(huán)森保所穩(wěn)定同位素生態(tài)學(xué)科組以中國亞熱帶地區(qū)（南亞熱帶廣東肇慶、中亞熱帶湖南會(huì)同、北亞熱帶湖北秭歸）不同類型馬尾松人工林（純林及混交林）為研究對(duì)象，運(yùn)用氫氧穩(wěn)定同位素耦合貝葉斯混合模型（MixSIAR），分析了不同量級(jí)降水后馬尾松純林及馬尾松針闊混交林中優(yōu)勢樹種的水分利用格局，并進(jìn)一步通過偏相關(guān)分析、方差分解及隨機(jī)森林模型等方法揭示了馬尾松水分利用格局的主要調(diào)控因素。結(jié)果顯示，中國亞熱帶針闊混交林馬尾松對(duì)淺層土壤水的利用率顯著高于純林馬尾松（56.5–81.4 %vs.44.3–61.7 %），但對(duì)深層土壤水的利用率顯著低于純林馬尾松（9.0–25.0 %vs.24.1–32.2 %），表明針葉樹種馬尾松與闊葉樹種混交后，對(duì)淺層土壤水的利用率增加，而對(duì)深層土壤水的利用率減小。進(jìn)一步基于偏相關(guān)分析等統(tǒng)計(jì)分析的結(jié)果表明，馬尾松水分利用格局主要受植物屬性調(diào)控。本研究強(qiáng)調(diào)了混交林對(duì)于人工林水源涵養(yǎng)的重要性，闡明混交林營造可通過調(diào)節(jié)植物屬性優(yōu)化馬尾松水分利用格局，最終達(dá)到提高馬尾松人工林水源涵養(yǎng)能力的目的。

該研究成果以“Unraveling the effects of plant and soil properties on tree water absorption in pure and mixed forests across subtropical China”為題，于2024年5月發(fā)表在國際學(xué)術(shù)期刊Agricultural and Forest Meteorology。森環(huán)森保所副研究員張蓓蓓為該論文第一作者，研究員徐慶為通訊作者。本研究得到中央級(jí)公益性科研院所基本科研業(yè)務(wù)費(fèi)專項(xiàng)基金項(xiàng)目、“十三五”國家重點(diǎn)研發(fā)計(jì)劃項(xiàng)目及國家自然科學(xué)基金項(xiàng)目的資助。（張蓓蓓）