生物炭施用对杨树人工幼林固碳增汇能力的短期影响OA

【目的】探讨生物炭施用对杨树Populus人工林生态系统固碳增汇能力的影响及主要调控机制,为中国人工林兼顾木材生产及固碳增汇能力提升的经营实践提供理论与技术支撑。【方法】2023—2025年于江苏泗洪马浪湖林场,以1年生‘南林3804杨’P.deltoides‘Nanlin 3804’人工幼林为研究对象,设置3种处理:未施用生物炭的空白对照(ck)、低生物炭施用量(B1,30 t·hm^(-2))、高生物炭施用量(B2,60 t·hm^(-2)),探讨不同生物炭施用量对杨树人工幼林各碳层碳汇能力的短期影响。【结果】(1)与ck相比,B1、B2处理连续2 a显著促进杨树胸径、树高生长(P<0.05),其中B2处理促进效果最显著。(2)施用生物炭1 a后,B1、B2处理较ck均显著提升乔木层、草本层、凋落物层及土壤层的碳增量(P<0.05);在第2年各碳层碳增量较ck无显著差异,表明生物炭1次施用养分不足以维持杨树长期生长,而是通过更稳定的土壤基础改良效应持续发挥作用。(3)生物炭施用1 a后各处理均显著增加0~40 cm土层碳储量(P<0.05),对40~100 cm土层无显著影响,反映出土壤碳储量的增加主要来源于生物炭在0~40 cm土层的一次性施用。(4)相关分析表明:各碳层碳储量与土壤全氮、全磷、速效磷、铵态氮、硝态氮、碳氮比、pH呈显著(P<0.05)或极显著正相关(P<0.01);冗余分析表明:全氮是影响生态系统各层碳储量的主要贡献因子。【结论】生物炭施用可显著促进杨树人工幼林乔木层、草本层、凋落物层及土壤层的碳汇能力,且有利于持续稳定促进杨树林木胸径、树高快速生长,进而长期提升杨树人工幼林综合固碳增汇能力,其中,60 t·hm^(-2)的高生物炭施用量可实现短期快速稳定固碳。