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  • 宋贤威副教授团队采用模拟试验量化杉木人工林可溶性碳垂直迁移过程

近日,我们宋贤威副教授团队在杉木人工林可溶性碳迁移过程研究中取得重要成果。该成果以“Modeling carbon transfers in subtropical Chinese fir plantations: The role of stemflow and litter leachate”为题发表在中国科学院一区TOP期刊《Journal of Hydrology》上。2022级生态学硕士研究生农海勤为第一作者,宋贤威副教授为通讯作者,申卫军教授、黄钰涵副教授、吕斯丹副研究员、赵明全博士为合作者。该研究得到国家自然科学基金项目(42301042, 42171035, 42077302)和广西科技基地和人才专项(AD23026326, AD23026312)的资助。

可溶性有机碳(DOC)在降水驱动下经森林树干茎流(Stemflow)和凋落物淋溶(Litter leachate)输入到土壤的迁移机制缺乏系统性模拟研究,尤其在亚热带季风气候影响下,该过程对降水强度的响应规律不明,阻碍对气候变化下人工林碳循环过程的深入认识。该研究以5、8、11、15年林龄的杉木人工林为研究对象,通过人工林原位树干茎流模拟试验和室内模拟凋落物淋溶试验(图1),揭示了不同降雨条件下(30 ~ 110 mm h-1)的DOC迁移浓度和通量变化规律,构建了DOC通过树干茎流和凋落物淋溶的迁移模型,评估了杉木人工林轮伐期内的累积DOC迁移通量。结果表明:1)树干茎流DOC浓度(CSF, mg L⁻¹)和凋落物淋溶液DOC浓度(CL, mg L⁻¹)的迁移模型分别为:

2)四种林龄杉木林(从小到大)通过树干和凋落物淋溶的DOC总量分别为258.00、990.48、1974.74、3403.29 g C m-2(图2)。其中,15年生杉木凋落物淋溶液DOC年通量高达年净初级生产力(NPP)的57.79%,而树干茎流的DOC通量则占NPP的0.96%。该研究为精确构建森林生态系统内部碳迁移模型和人工林生态管理提供理论支撑。


图1树干茎流与凋落物淋溶模拟装置设计示意图


图2杉木人工林种植以来树干茎流(a)和凋落物淋溶液(b)可溶性有机碳迁移通量

原文链接:https://doi.org/10.1016/j.jhydrol.2025.133158