松桦混交林与纯林的碳储存机制比较：水分可利用性与种植密度的调控作用

本研究针对气候变化加剧干旱、虫害和火灾风险的背景下，如何通过优化森林管理提升碳汇功能这一关键问题，通过10年田间试验对比松树(Pinus pinaster)与桦树(Betula pendula)纯林及混交林的碳动态。发现混交林通过生态位分异促进土壤碳储存，但松树纯林地上生物量更高；水分增加提升整体碳储量，而高密度种植会抑制林下植被碳库。成果为平衡生产力与碳封存目标的森林经营提供了科学依据。

　　

随着全球气候变化加剧干旱、病虫害和野火风险，如何通过优化森林管理策略来维持生态系统生产力并增强碳汇功能，成为生态学研究的焦点。法国西南部的朗德森林作为欧洲最大的人工林之一，长期依赖单一的海岸松(Pinus pinaster)种植，面临日益严峻的气候变化威胁。尽管引入银桦(Betula pendula)构建混交林被认为能提升生态系统抵抗力，但关于树种组合、水分条件和种植密度如何协同影响碳循环的机制仍不明确。

法国国家农业食品与环境研究院(INRAE)等机构的研究团队在《Forest Ecology and Management》发表论文，通过为期10年的控制实验，系统比较了松树纯林、桦树纯林及两种密度松桦混交林在不同水分条件下的碳储存格局。研究采用分层随机区组设计，设置灌溉与非灌溉处理，通过全株生物量测定、土壤分层采样和连续凋落物收集等方法，量化了7个碳库和3个碳通量指标。

树物种混合效应
研究发现混交林总碳储量比纯林平均值高6%，主要源于土壤有机碳(SOC)增加25%。这种提升归因于松树深根系与桦树浅根系的生态位分异，促进根系周转和有机质输入。但松树纯林地上生物量碳(Tree_AGC)达44 Mg C ha^-1，显著高于混交林的36.8 Mg C ha^-1，显示碳储存存在地上-地下分配权衡。

水分可利用性调控
灌溉使整体碳储量呈上升趋势（p=0.07），但表现出"双刃剑"效应：虽然提升树木生物量碳13%（尤其缓解桦树干旱胁迫），却加速凋落物分解，导致森林层碳(FFC)减少70%。土壤呼吸(R_s)降低30%，可能与菌根竞争抑制分解者活性有关。

密度依赖性机制
高密度(1250株/ha)松树纯林产生最大地上生物量，但抑制林下植被碳库至0.6 Mg C ha^-1，仅为桦树纯林的1/3。混交林中松树密度与土壤碳储存呈正相关，在15-30 cm土层表现最显著。

这项研究揭示了混交林在干旱适应性和土壤固碳方面的优势，同时指出纯林在木材生产中的不可替代性。通过量化水分-密度-树种的多重交互效应，为制定区域特异性森林经营方案提供了关键参数：在干旱风险区可采用低密度混交模式，而高产目标区可保留高密度松林但需加强火险管理。研究结果对实现《巴黎协定》陆地碳汇目标具有重要实践意义。