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加快打造原始創(chuàng)新策源地，加快突破關(guān)鍵核心技術(shù)，努力搶占科技制高點，為把我國建設(shè)成為世界科技強國作出新的更大的貢獻。

——習(xí)近平總書記在致中國科學(xué)院建院70周年賀信中作出的“兩加快一努力”重要指示要求

面向世界科技前沿、面向經(jīng)濟主戰(zhàn)場、面向國家重大需求、面向人民生命健康，率先實現(xiàn)科學(xué)技術(shù)跨越發(fā)展，率先建成國家創(chuàng)新人才高地，率先建成國家高水平科技智庫，率先建設(shè)國際一流科研機構(gòu)。

——中國科學(xué)院辦院方針

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華南植物園揭示亞熱帶原生林、次生林和人工林生態(tài)系統(tǒng)碳氮磷變化格局

2020-06-17 華南植物園

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　　中國科學(xué)院華南植物園生態(tài)中心羅先真在研究員溫達志的指導(dǎo)下，依托中科院戰(zhàn)略性先導(dǎo)科技專項-應(yīng)對氣候變化的碳收支論證及相關(guān)問題之“中國森林生態(tài)系統(tǒng)固碳現(xiàn)狀、速率、機制與潛力研究”課題和廣州市林業(yè)和園林局“廣州市森林碳匯計量與監(jiān)測研究”項目所建立的樣地，開展地帶性原生常綠闊葉林、次生林和人工林生態(tài)系統(tǒng)中植被和土壤碳氮磷儲量、分配及碳周轉(zhuǎn)關(guān)鍵酶的研究。研究發(fā)現(xiàn)，原生林向次生林、人工林轉(zhuǎn)變，導(dǎo)致植物和土壤碳、氮、磷庫下降；原生林表層土壤磷升高而下層土下降，意味著植被巨大生物量磷需求和歸還驅(qū)動了土壤磷的再分配。植被生物量是驅(qū)動土壤碳、氮、磷輸入與保存、從而改變生態(tài)系統(tǒng)碳氮磷化學(xué)計量比的關(guān)鍵。亞熱帶地區(qū)森林生長受氮、磷共限制及其共同調(diào)控。植被生物量與土壤碳氮磷庫及其化學(xué)計量比之間經(jīng)驗關(guān)系模型，是判別林地轉(zhuǎn)化影響的有效工具，能夠為實施原生林保護和次生林恢復(fù)行動計劃提供強有力的支持。與原生林相比，次生林和人工林中土壤活性碳組分含量減少顯著降低水解酶活性，土壤惰性碳組分含量的下降則顯著降低了氧化酶活性，從而不利于土壤有機碳積累。

　　該研究認(rèn)為，應(yīng)優(yōu)先保護原生闊葉林，以維持其高生產(chǎn)力、地力和碳匯強度的穩(wěn)定性；選擇本土速生闊葉樹種對低效次生林進行改造，通過生物量積累以快速提高生產(chǎn)力和地力是合理可行的；貧瘠立地，配套施用氮磷復(fù)合肥，以助力樹木復(fù)壯、加速生物量碳積累和土壤碳輸入，是一項重要的營林干預(yù)措施。

　　相關(guān)研究結(jié)果發(fā)表在Catena、Science of the Total Environment 上。

圖1.原生闊葉林（BF）、次生林（SF）和人工林（PF）植被和土壤碳氮磷的變化

圖2.結(jié)構(gòu)方程模型揭示驅(qū)動土壤有機碳變化的關(guān)鍵因子及其相對貢獻

　　近幾十年來，我國亞熱帶地區(qū)大面積天然林被砍伐后變成人工林，或退化成次生林。隨著森林類型的改變，植物和土壤的碳、氮、磷庫發(fā)生的變化及其程度等問題有待深入了解，在城市規(guī)模不斷擴張導(dǎo)致造林面積增長有限的前提下，改造改良現(xiàn)有低效林地生態(tài)系統(tǒng)，提高其地力、生產(chǎn)力和生態(tài)服務(wù)功能，是未來森林經(jīng)營的有效出路。
　　中國科學(xué)院華南植物園生態(tài)中心羅先真在研究員溫達志的指導(dǎo)下，依托中科院戰(zhàn)略性先導(dǎo)科技專項-應(yīng)對氣候變化的碳收支論證及相關(guān)問題之“中國森林生態(tài)系統(tǒng)固碳現(xiàn)狀、速率、機制與潛力研究”課題和廣州市林業(yè)和園林局“廣州市森林碳匯計量與監(jiān)測研究”項目所建立的樣地，開展地帶性原生常綠闊葉林、次生林和人工林生態(tài)系統(tǒng)中植被和土壤碳氮磷儲量、分配及碳周轉(zhuǎn)關(guān)鍵酶的研究。研究發(fā)現(xiàn)，原生林向次生林、人工林轉(zhuǎn)變，導(dǎo)致植物和土壤碳、氮、磷庫下降；原生林表層土壤磷升高而下層土下降，意味著植被巨大生物量磷需求和歸還驅(qū)動了土壤磷的再分配。植被生物量是驅(qū)動土壤碳、氮、磷輸入與保存、從而改變生態(tài)系統(tǒng)碳氮磷化學(xué)計量比的關(guān)鍵。亞熱帶地區(qū)森林生長受氮、磷共限制及其共同調(diào)控。植被生物量與土壤碳氮磷庫及其化學(xué)計量比之間經(jīng)驗關(guān)系模型，是判別林地轉(zhuǎn)化影響的有效工具，能夠為實施原生林保護和次生林恢復(fù)行動計劃提供強有力的支持。與原生林相比，次生林和人工林中土壤活性碳組分含量減少顯著降低水解酶活性，土壤惰性碳組分含量的下降則顯著降低了氧化酶活性，從而不利于土壤有機碳積累。
　　該研究認(rèn)為，應(yīng)優(yōu)先保護原生闊葉林，以維持其高生產(chǎn)力、地力和碳匯強度的穩(wěn)定性；選擇本土速生闊葉樹種對低效次生林進行改造，通過生物量積累以快速提高生產(chǎn)力和地力是合理可行的；貧瘠立地，配套施用氮磷復(fù)合肥，以助力樹木復(fù)壯、加速生物量碳積累和土壤碳輸入，是一項重要的營林干預(yù)措施。
　　相關(guān)研究結(jié)果發(fā)表在Catena、Science of the Total Environment 上。
　　圖1.原生闊葉林（BF）、次生林（SF）和人工林（PF）植被和土壤碳氮磷的變化
　　圖2.結(jié)構(gòu)方程模型揭示驅(qū)動土壤有機碳變化的關(guān)鍵因子及其相對貢獻
　　

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