杉木林根系对土壤碳吸存的贡献及影响机制

前期在国家、省自然科学基金项目资助下选择68年生老龄杉木林及其采伐迹地上分别通过人工更新和天然萌芽更新的15生杉木林，开展"杉木林更新方式对土壤有机C质量和土壤呼吸的影响"，初步探讨了不同年龄杉木林根系呼吸及碳平衡变化。本项目拟继续选择该三种杉木林为研究对象，通过研究比较不同年龄、不同更新方式（主根年龄差异）杉木林的根系碳吸存过程，揭示根系对土壤C吸存的贡献及林龄、主根根龄的影响。项目研究对深入揭示杉木林根系在杉木林碳循环和碳吸存的作用等有重要意义，同时对科学估算杉木林经营的碳吸存效益和探寻杉木林高效碳吸存措施体系有重要的基础理论意义。

1.三种林分的土壤呼吸速率变化规律呈现单峰曲线，呼吸最高值在7月，最低值在1月；老龄杉木林的月均变异幅度约5.7倍、天然更新林约7倍、人工更新林约4.4倍，其平均值分别为2.49、2.93和2.00μmol/m2s；相对于老龄杉木林，天然更新林和人工更新林分别上升17.67%%和下降31.74%，达到了显著的差异水平（p<0.05）。.2. 根系年平均呼吸速率：老龄杉木林为0.69μmol/m2s，天然更新林为1.36μmol/m2s，人工更新林为0.75μmol/m2s，分别约占土壤总呼吸速率的27.89%、46.33%和37.32%；天然更新林与其它两种林分有显著差异，老龄杉木林和人工更新林没有显著差异且变化极其相似。.3. 三种林分的土壤异养呼吸变化规律均呈现单峰曲线，呼吸最高值在6月或7月，最低值在1月。年平均土壤呼吸速率老龄杉木林为1.79μmol/m2s，天然更新林为1.57μmol/m2s，人工更新林为1.25μmol/m2s，其土壤呼吸值均达到了显著的差异水平。.4. 三种林分土壤可溶性有机碳的含量出现明显的动态变化，出现先降低然后上升的变化趋势。7月出现最低值，其中老龄杉木林为67.54mg/kg，人工更新林为65.92 mg/kg，天然更新林为50.90 mg/kg；其土壤微生物生物量碳含量随着季节变化呈现出先升后降的趋势，最高值在7月，对应的数值分别为251.14mg/kg、255.46mg/kg、250.03mg/kg；两者存在极显著负相关。微生物生物量碳和土壤总呼吸呈为正相关或者极显著正相关。.5. 本实验方法提取的土壤DNA产量约为商业试剂盒提取产量的2倍，PCR产物TRFs平均多12个；三种林分土壤中共测得可能存在3014种微生物群落，检出与土壤呼吸相关的群落。.6.杉木林TBCA随林龄的增加呈现先上升后下降的变化趋势。72a生杉木林的TBCA的比值为0.50，19a生杉木林的则为0.31，显示了杉木林不同生长阶段地下碳分配的差异。.7.杉木林细根生产量及生产能力基本是随林龄的增长而下降，其细根中值寿命随径级增大而延长，高级根在观测期结束时，其累积存活率仍大于50%；地下枯落物对土壤碳吸存的贡献大于地上枯落物。