地中海地区幼龄刺槐农林系统中地上与地下生物量对碳储量的贡献机制研究

本研究针对地中海地区农林系统(AFS)中幼龄树木生物量分配数据缺乏的问题，通过对比农林复合(AF)与纯林(TP)模式下5年生刺槐的生长差异、生物量分配及碳储量特征，构建了适用于AFS的异速生长方程。研究发现AF系统中树木胸径(DBH)增长显著高于TP(19%)，但生物量分配比例(地上70%/地下30%)无差异，揭示了AF系统在单位面积碳汇效率上的优势，为温带农林系统碳汇评估提供了新基准。

　　

在地中海沿岸的农田里，一种名为刺槐(Robinia pseudoacacia)的固氮树种正引发科学家们的浓厚兴趣。这种耐旱速生的树种被寄予厚望——既能改善土壤肥力，又能通过生物量固碳缓解气候变化。然而，当刺槐被引入农林复合系统(AFS)时，其生长表现和碳汇潜力却面临诸多未解之谜：与传统的纯林种植(TP)相比，AFS中更开阔的光环境会如何影响幼龄刺槐的生物量分配？在作物竞争下，树木会将更多资源投向地上还是地下部分？这些问题的答案，直接关系到AFS碳汇功能的准确评估。

法国农业环境研究所(INRAE)的Soline Martin-Blangy团队在《Agricultural and Forest Meteorology》发表的研究给出了重要线索。他们在法国蒙彼利埃的DIAMS实验站建立了对照系统，通过连续5年监测AF与TP模式下刺槐的生长动态，结合破坏性采样构建了包含地下根系的异速生长方程。研究采用分层挖掘法获取完整根系，利用元素分析仪测定各器官碳含量，并创新性地将作物、林下植被碳储量纳入土地当量比(LER)计算体系。

树高与胸径生长
通过逐年测量发现，5年生刺槐胸径在AF系统中达5.13±1.30 cm，显著高于TP系统(4.31±1.13 cm)，且差距随树龄扩大至1.31 cm。但树高在两种系统中无显著差异(5.2-6.7 m)，表明AF系统促进径向生长而非高生长，这与开放式冠层下光竞争减弱有关。

土地利用系统对地上生长的影响
AF系统单位面积碳汇效率更高，单株树木生物量比TP系统高19%。但生物量分配模式稳定，地上(AGB)与地下生物量(BGB)分别占总量的70%和30%，粗根(>2 mm)占BGB的82%，细根周转对土壤碳库贡献显著。

结论与讨论
该研究首次量化了地中海幼龄AFS中刺槐的完整碳分配格局，证实AF模式虽未改变生物量分配比例，但通过优化单株生长空间提升了碳汇效率。值得注意的是，树木碳储量仅占AF系统总生物量碳库的39%(TP系统达66%)，说明作物生产与碳存储存在权衡。尽管当前LER值尚未显示协同效应，但随着系统成熟，深层根系碳输入可能显现长期优势。研究建立的DBH-生物量方程为温带AFS碳计量提供了关键工具，特别强调了包含BGB对准确评估碳汇潜力的必要性。这些发现为设计"碳智能"型农林系统提供了科学依据，也为应对气候变化的基于自然的解决方案(NbS)增添了实证支撑。