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森林在调控全球碳循环和减缓气候变暖方面起着重要作用。间伐作为重要的林业经营管理措施,可通过调节林分结构,影响森林生态系统碳交换的各个组分。间伐对人工林生态系统碳平衡组分影响还不确定,其机制更知之甚少,采用研究方法准确评估间伐后森林生态系统碳平衡组分变化还有待进一步研究。本研究选取亚热带马尾松人工林为研究对象,于2015年和2016年在间伐后不同时间(Unthinnd:不间伐;T2014:2014年12月间伐;T2012:2012年12月间伐)开展间伐(强度30%)对生态系统碳平衡组分(乔木层碳吸收、林下植被碳吸收和碳排放、乔木层碳排放和土壤碳排放)的影响研究,结合林分环境、植物形态特征和光合属性探讨其影响机制。结合通量观测结果,为提高森林生态系统碳交换研究结果精度提供理论依据。主要研究结果如下: (1)初期(前两年)间伐显著降低了马尾松人工林乔木层碳吸收,降低比例分别为23%和26%,随后乔木层碳吸收恢复;间伐提高了马尾松针叶长度和单位针叶面积光合能力,降低了针叶比叶面积,针叶宽度、厚度和叶绿素含量随间伐后时间呈波动性变化。 (2)初期(前两年)间伐显著降低了马尾松人工林林下植被碳吸收,却显著增加了林下植被地上生物量和密度,随后间伐逐渐提高林下植被碳吸收,林下植被地上生物量增速减缓;间伐逐渐提高林下植被碳排放(39%、35%、50%和50%)。 (3)马尾松人工林乔木层碳排放主要受乔木层叶片碳排放控制。间伐显著降低乔木层碳排放(21%、58%、33%和45%),但年际差异较大,乔木层叶片碳排放变化规律与此相似。间伐后第一年,乔木层叶片碳排放降低比例与乔木层碳吸收降低比例相当;随后乔木层叶片碳排放降低比例增大。马尾松林树干碳排放变化平稳,先降低后逐渐恢复至接近未间伐水平(18%、20%、11%和6%)。 (4)间伐后马尾松人工林土壤碳排放的主体仍是土壤呼吸碳排放。间伐后第一年间伐显著提高了土壤呼吸碳排放,第二年土壤呼吸碳排放增速减缓,第三年土壤呼吸碳排放显著增加,第四年则显著降低。马尾松人工林伐桩呼吸碳排放与土壤碳排放变化规律相同,即间伐后显著增加(118、159、288和178 gm-2)。 (5)间伐初期(第一年)马尾松人工林碳汇功能显著降低(-140%),随后迅速恢复(第三年,20%),甚至超过了未间伐样地(第四年,53%)。 (6)双通量塔通量观测结果与实测结果变化规律相同,但数值相差较大。综合多种研究方法可以更好评价生态系统碳平衡组分对管理措施(如间伐)响应。