间伐对亚热带人工林光合参数及其环境响应机制的调控效应研究

针对人工林因密度过高导致光合能力下降的问题，研究人员通过涡度协方差原位观测，系统研究了25%间伐强度对亚热带人工林光合光响应参数（PLR）的影响。研究发现间伐显著提升表观量子效率（α）和最大光合速率（Pmax），优化了光合参数对气温（Ta）、饱和水汽压差（VPD）和土壤含水量（SWC）的响应模式，为人工林碳汇功能提升提供了理论依据。

　　

在全球气候变化背景下，森林作为陆地生态系统最重要的碳汇，其管理策略备受关注。然而，人工纯林普遍存在密度过高、光合效率递减等问题，如何通过科学间伐提升碳汇能力成为关键科学难题。传统研究多聚焦叶片尺度的光合响应，而生态系统尺度的长期观测数据匮乏，导致间伐对碳循环的复杂影响机制始终存在争议。

中国科学院千烟洲红壤丘陵区国家关键带观测站（National Qianyanzhou Critical Zone Observatory）的研究团队，以典型亚热带马尾松人工林为对象，创新性地结合涡度协方差（eddy covariance）技术与长期环境因子监测，首次系统揭示了25%间伐强度对生态系统光合光响应参数（PLR）的动态调控规律。研究发现间伐后表观量子效率（α）年均提升11.2%，最大光合速率（Pmax）生长季增幅达15.8%，但干旱月份出现异常下降；白昼生态系统呼吸（Rd）全年增长23.5%。更关键的是，间伐改变了PLR参数对环境因子的响应模式：Pmax的最适气温（Ta）阈值升高2.3°C，而Rd的最适Ta降低1.8°C；饱和水汽压差（VPD）的抑制效应减弱，土壤含水量（SWC）限制作用下降34%。这些变化源于间伐后林下植被光合贡献增加（占比提升至28%）和枯落物分解加速的双重效应。该成果发表于《Forest Ecology and Management》，为人工林精准碳汇预测提供了新范式。

研究采用三项核心技术：基于ChinaFLUX标准的涡度协方差连续观测（2018-2022年）、增强植被指数（EVI）物候追踪、以及光合光响应曲线（PLR）的非线性拟合。通过对比间伐前后5年的碳通量数据，结合Ta、VPD、SWC等环境因子耦合分析，建立了参数-环境响应模型。

【Variations in the EVI and environmental factors】部分显示，间伐后EVI年振幅缩小17%，但Ta和光合有效辐射（PAR）分别增加1.2°C和12.3%，证实了间伐对微气候的改善作用。【Effects of thinning on NEE and PLR parameters】部分揭示，净生态系统CO₂交换量（NEE）绝对值增长19%，碳汇功能显著增强。α在Ta>28°C时转为负响应，与间伐前"升高-峰值-下降"模式形成鲜明对比。【Section snippets】中进一步发现，Pmax对VPD的敏感性降低42%，SWC临界值从0.25降至0.18 m³/m³，表明间伐有效缓解了水分竞争。

该研究首次从生态系统尺度阐明了间伐通过重构光合参数环境响应模式来增强碳汇的机制。特别值得注意的是，间伐诱导的Rd-Ta响应曲线左移现象，为解释温带与热带森林碳循环差异提供了新视角。研究建立的PLR参数动态模型，可支持不同气候情景下人工林碳汇预测，对制定基于自然的碳中和政策具有重要指导价值。正如通讯作者Tao Zhang强调的，这种"间伐-参数响应-碳汇"关联框架，为全球人工林可持续经营提供了中国方案。