连续覆盖管理与轮作森林管理对挪威云杉林土壤有机碳稳定性的不同影响

《Forest Ecology and Management》：Different effects of continuous-cover and rotation forest management on soil organic carbon stabilization in a boreal Norway spruce forest

本研究对比了持续覆盖林业（CCF）和轮伐林业（RFM）对 boreal forests 中土壤有机碳（SOC）储存和稳定性的影响，通过分析根生物质、缩合单宁、真菌 necromass 和同位素组成，发现 CCF 林地中真菌参与更多，可能促进稳定碳的形成，但总 SOC 储量未显著差异。结论表明不同管理方式通过改变稳定机制影响 SOC 质量而非总量。（109字）

　　本文探讨了在北欧地区，不同的森林管理方式对土壤有机碳（SOC）储量和稳定性的影响。研究聚焦于传统轮伐式森林管理（RFM）和新兴的连续覆盖森林管理（CCF）之间的差异，特别是在针叶林为主的森林生态系统中。RFM通常包括最终的全伐和之前的间伐，从而形成均龄林；而CCF则通过部分采伐维持森林的连续覆盖，如选择性采伐。研究通过现场实验，对四种不同的处理方式进行了分析，包括近期全伐地块、均龄成熟林地（代表RFM阶段）、不均龄CCF地块以及未采伐对照地块。研究结果表明，尽管SOC储量在不同处理之间没有显著差异，但长期的森林管理对SOC质量及其稳定过程产生了影响。

土壤有机碳是全球森林碳储量的重要组成部分，尤其在高纬度的针叶林生态系统中，其对气候变化的响应尤为敏感。研究表明，森林管理对SOC的稳定性具有复杂的影响，这种影响不仅体现在碳储量上，还体现在SOC的化学性质、分解速度和微生物活动上。研究通过分析SOC的化学和物理分馏，以及实验室培养，评估了SOC的稳定性。结果显示，未采伐森林的根系生物量略高于全伐和均龄林地，而不均龄森林则处于中间位置。这种差异可能与森林结构复杂性和树种多样性有关，尤其是在未采伐林地，其较高的树种多样性可能促进了根系的生长和根系衍生物质的积累。

研究还发现，全伐地块中的缩合单宁浓度较低，这可能与根系的减少有关。而土壤真菌残体与SOC之间存在显著的正相关，但未受到森林管理的影响。这一结果表明，尽管森林管理可能影响了真菌的分布和活动，但真菌残体的量并没有显著变化。相比之下，CCF地块中出现了更高的¹⁵N富集，这可能意味着真菌在SOC形成中的作用更加显著。此外，尽管未采伐地块的土壤呼吸速率较高，但化学和物理分馏分析并未显示出显著的处理效应。这一现象可能与土壤微生物的持续循环有关，导致了SOC中自然同位素的富集。

研究进一步探讨了不同处理方式对SOC质量的影响，特别是SOC的化学稳定性。结果显示，SOC在不同处理方式下的储量相近，但在质量方面存在差异。例如，未采伐地块和CCF地块的SOC中，可能存在更多的难以分解的有机质，而全伐地块则可能因较高的分解速率导致SOC的分解程度更高。此外，研究还分析了SOC的化学分馏，发现未采伐地块中的SOC在化学稳定性方面表现更优，这可能与其较高的根系生物量和较丰富的微生物活动有关。

森林管理对SOC的长期积累和稳定具有重要影响。尽管全伐和均龄林地在SOC储量上与未采伐地块相似，但CCF和未采伐地块在SOC质量方面表现出更多的稳定性。这可能是因为CCF通过减少对森林的干扰，维持了较高的生物多样性，从而促进了微生物群落的稳定性和土壤有机碳的积累。研究还发现，SOC的稳定性与其分解程度密切相关，未采伐地块的SOC可能更倾向于形成稳定的矿物结合有机碳（MAOC），而全伐地块的SOC则更容易受到分解的影响。

研究中还涉及了SOC的分解过程和微生物活动的影响。例如，实验室培养结果显示，未采伐地块的SOC分解速度较快，这可能与其较高的根系生物量和微生物活动有关。此外，研究还发现，SOC的分解与真菌残体的含量有关，但并未受到森林管理的显著影响。这一结果可能意味着，真菌残体在SOC的形成和稳定中起着重要作用，而森林管理对这一过程的影响相对较小。

总的来说，研究揭示了森林管理对SOC稳定性的影响，尤其是在长期尺度上。尽管全伐和均龄林地在SOC储量上与未采伐地块相近，但CCF和未采伐地块在SOC质量方面表现出更高的稳定性。这可能与CCF对森林生态系统的保护作用有关，包括对微生物群落和根系生物量的维持。研究还指出，未来需要进一步研究森林管理对SOC积累的长期影响，以更好地理解其对气候变化的潜在贡献。