近期，林学院高鹏教授课题组在期刊《Science of the Total Environment》和《Journal of Environmental Management》连续发表两篇科研论文，在海岸带防护林土壤碳库变化的影响机制方面取得新进展。
森林生态系统是陆地生态系统最大的碳库，防护林建设是提高森林土壤固碳能力的有效方法，对缓解全球气候变化和实现“双碳”目标国家战略均具有重要意义。海岸带防护林是我国防护林体系的重要组成部分，近年来，由于一些重大林业工程的实施，海岸带防护林面积持续增加，但是部分防护林因初始造林密度过高，加之缺乏科学的经营管理，森林质量和生态功能低下。因此，精准提升海岸带防护林质量和固碳能力，受到普遍关注。
进展1：在期刊《Science of the Total Environment》发表了题为“The effect of thinning intensity on the soil carbon pool mediated by soil microbial communities and necromass carbon in coastal zone protected forests”的研究论文，博士研究生张子胥为第一作者，博士研究生郝茗为共同第一作者，高鹏教授为通讯作者，江南捕鱼(中国)官方网站,为该研究成果的第一完成单位。
该研究以青岛市抚育间伐后的防护林土壤为研究对象，利用16S rRNA和ITS基因测序研究土壤微生物群落结构变化，采用微生物残体碳生物标志物（氨基糖）研究微生物残体碳含量变化。研究发现，抚育间伐是提高海岸带防护林土壤碳库稳定性的有效手段，且碳库稳定的提升由微生物残体碳介导；而抚育间伐条件下的微生物残体碳变化则主要与微生物核心菌门的相对丰度变化密切关。此外，在该机制下，细菌和真菌残体碳具有不同的积累途径，因此，在研究海岸带防护林土壤碳库时有必要区分它们。
图1. 抚育间伐条件下土壤微生物群落及其残体碳变化
图2. 抚育间伐影响土壤碳库及其稳定性的最终结构方程模型
这些结果使我们能够以防护林的抚育间伐为例，加深对土壤微生物群落及其残体碳影响土壤碳库稳定性机制的理解，为促进森林生态系统中的土壤碳封存提供新的思路；同时，为海岸带防护林森林质量与固碳功能提升及其经营措施的制定提供理论依据和科技支撑。
论文链接：https://doi.org/10.1016/j.scitotenv.2023.163492
进展2：在期刊《Journal of Environmental Management》发表了题为“Effects of vegetation and terrain changes on spatial heterogeneity of soil C-N-P in the coastal zone protected forests at northern China”的研究论文，博士研究生张子胥为第一作者，高鹏教授为通讯作者，江南捕鱼(中国)官方网站,为该研究成果的第一完成单位。
该研究选择青岛市的防护林土壤为研究对象，采集了麻栎（QAC）、黑松（PTP）、麻栎-黑松混交林（QP）和板栗（CMB）林等39份土壤样品，对其表层（0-20cm）土壤C-N-P的空间异质性及其影响研究表明，土壤C-N-P呈中等程度变异，土壤C-N-P均表现出较强的空间自相关，范围分别为224 m、229 m和282 m，均大于200 m的采样尺度；土壤C-N-P含量均在CMB显示出大面积的极低值区域。结果表明，将植被和地形因子作为协变量应用于土壤C-N-P的空间预测可以显著提高预测精度。进一步明确了影响海岸带生态脆弱区海岸带防护林土壤C-N-P空间异质性的因素主要为NDVI和地形因子变化。
图3. 海岸带防护林基于普通克里格法和普通协克里格法的SOC、TN和TP空间预测
综上所述，作者认为有必要选择适当的环境因子（植被和地形）作为协变量，对海岸带生态脆弱区防护林土壤的SOC、TN和TP进行空间预测。本研究将有助于我们了解海岸带生态脆弱区造林后土壤C-N-P的积累和空间分布规律，为海岸带生态脆弱地区防护林建设与质量提升提供理论和科技支持。
论文链接：https://doi.org/10.1016/j.jenvman.2022.115472
上述研究均得到了山东省林业科技创新项目和国家林业和草原局林业科技创新平台项目的资助。
编 辑：万 千
审 核：贾 波
