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西南亚高山典型低效人工林生态功能提升与调控
庞学勇 中国科学院成都生物研究所
发布时间:2016-10-27 来源: 【字号:  

  在过去几十年,通过人工造林或森林保护计划,中国已经建造了世界上最大的人工林面积(至2013年约 6.9×107 hm2),仅川西地区云杉人工林面积就超过200万hm2(刘兴良等,2003)。但这些人工林大部分均按木材需求造林和管理等,普遍具有密度大,导致生态系统结构和功能趋于单一,多样性降低,生态习性与生态位高度重叠,从而导致水土流失严重,土壤酸化,肥力降低,渗透性差,缓冲能力减弱,病虫害频发以及生态系统稳定性降低等复合性生态问题(刘庆,2002;庞学勇等,2004; Pang et al.,2011),这已成为中国乃至世界人工林建造所面对的一大难题,严重影响了人工林的持续经营,急需要加强对这部分人工林的管理。而探讨在环境条件复杂的山地生态系统中(坡度大、地形复杂),如何在不剧烈干扰现有人工林生态系统(尽可能减少水土流失与土壤扰动),同时完成低效人工林的生态效益提升与改造是退化生态系统功能恢复与维持的关键。

  庞学勇博士在“西部之光“项目“植被恢复对土壤有机质质量的影响:基于物理、化学组分及13C NMR光谱分析(2009年度入选)”以及后续申请的国家自然科学基金项目和国家科技支撑子课题以及碳专项的联合支持下,研究团队选择中科院茂县山地生态系统定位研究站为野外研究的试验场地,分别建立了松林和云杉低效人工林功能提升与改造的小林窗间伐技术野外试验平台,示范面积500亩,通过长期的定位监测与研究,对青藏高原东缘典型低效人工林土壤生态功能展开评价,在此基础上,开展了低效人工林结构调控技术试验与示范研究。发现了:

  (1)人工林结构不合理是导致生态功能低效的关键因素,特别是人工林结构单一,生态位高度重合,生态系统固碳功能下降等(Pang et al., 2016 JSS);在人工林20-25年时介入人工间伐调控管理措施,针对传统的间伐措施在改善山地人工林生态系统遇到的特殊性问题(如坡陡、易造成水土流失次生态问题等),提出了小林窗式间伐与复式镶嵌组合模式(Pang et al., 2016 JSS),该技术操作简便、易掌握,在生态功能上能优化林地结构,迅速恢复林下地面植被,促进物质循环和乔木层生长的快速释放等优点,能有效实现森林功能的快速恢复与生物多样性保育。该技术“公益性人工林小林窗疏伐经营技术”(10330)成功入选2015年度国家重点推广的低碳技术目录(第二批);技术完全满足国家和地方对脆弱生态系统公益林功能提升需求,保证其时效性。在小林窗间伐技术实施后的生态效益监测与评价的基础上,编写了《我国南方云杉人工林林窗式疏伐技术固碳增汇技术手册》和《南方云杉人工林固碳增汇技术及潜力综合评估报告》。

  (2)研究团队也十分注重基础理论研究,发现通过调整人工林林地结构,达到改善林地微气候、促进林下乔木层再生长(Zhao et al., 2015 Trees)和土壤养分循环(Hu et al.,2016 Geoderma);阐述了间伐改变了松林地土壤水分的年际动态进而对土壤呼吸及其温度敏感性的影响(Pang et al., 2013 AFM);发现间伐降低了细根生物量、凋落物贮量、土壤可深溶性碳,而总体上增加了土壤水分和温度,但其变化依赖于间伐后的时间和林窗大小(Pang et al., 2016 AFM),云杉人工林间伐后土壤呼吸下降主要是由于树根呼吸减少和可溶性底物减少驱动所致,间伐后土壤温度对土壤呼吸的正效应可能被其它因子的负效应掩盖,另外,间伐后林下植被迅速发育也可逐渐补偿间伐诱导的土壤呼吸的降低。这些结果强调在预测森林土壤碳循环对森林管理实践的反应中应该考虑一系列由于间伐强度而引起的生物物理因子的变化。

  庞学勇博士研究方向为森林土壤固碳及机制。多年来一直聚焦于青藏高原东部脆弱山地生态系统恢复与重建过程中土壤研究,以山地各垂直带(干旱河谷、亚高山及高山带)生态系统土壤生态关键问题入手,深入开展了土壤结构与功能及其恢复动态研究。先后主持国家自然科学基金2项、中科院先导性专项子课题1项、国家科技支撑子课题2项和“西部之光”博士项目等,参加过国家973青藏项目专题、国家科技支撑课题、中科院西部行动计划项目等10余项,获四川省科技进步三等奖1项,发表相关论文60篇/章,其中SCI论文20余篇,参编专著6部,被引用600多次。

  庞学勇简介 

  庞学勇,男,19743月生,汉,博士,副研究员,土壤生态学。2009年入选“西部之光”博士项目。“干旱河谷生态恢复与持续管理研究”获四川省科技进步三等奖(2012年度)。先后主持国家自然科学基金、中科院碳专项子课题、国家科技支撑子课题、“西部之光”项目等10余项,参加过国家973青藏项目专题、国家科技支撑课题、中科院西部行动计划项目等10余项,发表相关论文60/章,其中SCI论文20余篇,参编专著6部,被引用600多次。培养硕士生5名,协助培养博士生2名。 

(责任编辑:麻晓东)
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