喜马拉雅东部不同海拔梯度尼泊尔桤木(Alnus nepalensis)林分碳汇潜力与土壤特性研究

本研究针对喜马拉雅东部吉亚尔辛森林分区不同海拔梯度的尼泊尔桤木(Alnus nepalensis)纯林及其农林复合系统，通过植被结构与土壤特性分析，揭示纯林碳储量(150.74 C Mg ha?1)显著高于农林系统(93.68 C Mg ha?1)，但后者土壤有机碳(SOC)、速效氮磷钾更优，为退化地修复与碳中和策略提供科学依据。

　　

在应对全球气候变化的紧迫背景下，森林生态系统的碳汇功能成为国际关注焦点。喜马拉雅东部作为全球生物多样性热点区域，其特有的尼泊尔桤木(Alnus nepalensis)因其独特的氮固定能力与快速生长特性，被视为退化山地修复和碳封存的重要树种。然而，关于该树种在不同土地利用方式（纯林与农林复合系统）及海拔梯度下的碳汇效率差异，以及其对土壤质量的改良机制，长期以来缺乏系统性研究。这一知识空白严重制约了该区域生态恢复工程的科学决策。

针对这一科学问题，印度东部锡金邦吉亚尔辛森林分区的科研团队在《Trees, Forests and People》发表了一项开创性研究。研究人员选取海拔1550-2103米范围内的尼泊尔桤木纯林和桤木-小豆蔻农林复合系统（Silvi-horticulture system）共8个样地，采用10×10 m样方调查法，结合生物量方程与土壤分层采样（0-15 cm和16-30 cm），系统评估了植被结构、碳储量与土壤特性的海拔分异规律。

研究主要运用了四项关键技术：1) 基于森林调查印度局(FSI)体积方程的林木生物量估算；2) IPCC推荐的生物量扩展因子(BEF)与地下生物量回归模型；3) 土壤有机碳Walkley-Black快速滴定法；4) 碱性高锰酸钾法测定速效氮等土壤养分。

植被分析
通过80个样方调查发现，纯林树密度(540-680株/ha)和总基面积(12.94-19.72 m² ha^?1)均高于农林系统(400-500株/ha；8.41-22.37 m² ha^?1)。纯林中尼泊尔桤木重要值指数(IVI)达210.45-300，显示绝对优势地位。

碳储量特征
纯林总碳密度(TCD)峰值出现在1906米海拔(117.46 C Mg ha^?1)，显著高于农林系统的最高值(117.44 C Mg ha^?1)。相关性分析表明，纯林碳储量与土壤速效钾(K)呈显著正相关(p<0.05)，凸显矿质养分对碳固定的促进作用。

土壤特性
农林系统表现出更优的土壤肥力：SOC(2.08% vs 2.07%)、速效氮(505.68 vs 362.21 kg ha^?1)和磷(36.42 vs 35.54 kg ha^?1)均高于纯林。值得注意的是，纯林土壤pH(4.58)和阳离子交换量(CEC)(13.50 meq/100g)更高，但随深度增加所有土壤参数均递减。

讨论与意义
该研究首次量化了喜马拉雅东部尼泊尔桤木不同经营模式的碳汇差异，揭示纯林虽具有更高碳封存能力，但农林系统通过小豆蔻栽培的精细管理能显著提升土壤肥力。这一发现为"生态-经济"协同发展的山地农林模式提供了实证支持，尤其对遭受滑坡侵蚀的喜马拉雅脆弱生态系统修复具有指导价值。研究人员特别指出，该树种在1900米左右海拔表现出最优碳汇效率，建议在此海拔带优先布局碳汇林项目。研究结果不仅丰富了全球氮固定树种生态功能数据库，也为IPCC国家温室气体清单编制提供了区域特异性参数。