中文摘要：

我国亚热带人工林生态系统被公认为是地球表面最具潜力的碳汇系统，然而目前人工林碳汇功能普遍受到土壤质量差、土壤碳储量低的限制，而人工林对地球表面最大碳库-土壤碳库的影响及其调控机理一直是学术界尚未解决的疑难问题。本项目以亚热带杉木人工林和桉树人工林为对象，采用样地调查、定位观测和模拟试验相结合的技术路线，采用生物标记和同位素示踪技术开展试验研究。主要内容包括人工林土壤有机碳储量、分布格局及其与生物量碳储量的关系，土壤有机碳主要来源的相对贡献及其生物化学稳定性，土壤有机质的物理稳定性，以及人工林土壤有机质积累/矿化过程与调控机理。主要目标是揭示人工林经营措施对土壤有机碳库动态过程的影响，分析地上凋落物、地下根系和残留根桩分解对土壤有机碳的相对贡献，阐明土壤有机碳稳定性机制及其调控机理，构建亚热带人工林土壤有机碳库过程调控机理的基本框架，为该区域人工林可持续经营与碳增汇提供理论支撑。

结论摘要：

项目围绕我国亚热带人工林土壤有机碳库动态及稳定性机理，开展了亚热带人工林SOC 储量、分布格局及其与生物量碳储量的关系，人工林SOC 主要来源的相对贡献，SOC 的生物化学稳定性与物理稳定性，以及亚热带人工林SOC 积累/矿化过程与调控等方面的研究。经过4年的努力顺利完成了计划任务数规定的各项研究任务，主要取得了以下几方面的成果。 1）首次从区域尺度通过大量样地数据揭示了我国亚热带主要类型人工林杉木人工林经营过程导致有机碳消耗的过程及机理，土壤有机碳库消耗始于杉木人工纯林取代常绿阔叶林，主要是由整地炼山等不合理的经营措施引起，土壤有机碳在杉木人工林发育过程中长时间处于消耗阶段，进入中龄林后才逐渐恢复。此外，杉木人工纯林中引入阔叶树种在一定程度上也可以增加土壤碳库、改善林地土壤质量。这一结论为杉木人工林合理轮伐期的确定以及从林分结构调控角度减缓土壤有机碳的消耗提供了关键依据； 2）首次利用比较植物化学、代谢组学等方法分析了杉木人工林土壤有机碳来源的地上、地下部分潜在来源及其生物标记物；发现杉木酸和杉木醇具有种属特异性，可作为杉木人工林地上部分碳输入的生物标记物；而含螺环的黄烷醇二聚体可作为杉木地下部分代谢物的输入的生物标志物；这一结论为最终定量分析杉木人工林土壤有机碳的来源提供了关键性化学结构信息；此外DIRT实验结果表明，地上部分凋落物和地下根系对土壤呼吸具有相似的贡献，凋落物处理对土壤呼吸的影响主要是由碳输入改变以及微生物群落结构发生变化引起的； 3）首次通过外加碳、氮磷处理，结合13C同位素示踪技术和13C-PLFA生物标记物法，阐明了杉木人工林土壤有机碳稳定性的机理。实验结果表明，人工林土壤有机碳分解的激发效应与外源有机碳的种类以及无机氮形态有关，微生物对养分的需求是维持土壤有机碳稳定和导致激发效应产生的一个重要机理，而16:0和18:1ω9c脂肪酸所指示的微生物可能在激发效应产生过程中发挥重要作用；而维持人工林（表层、深层）土壤有机碳稳定的原因是长期缺乏新鲜有机碳的输入。这一结果奠定了土壤有机碳稳定性的生物学机理。项目成果发表论文22篇，其中SCI收录论文18篇，项目组骨干人员1人获得中国科学院战略性先导科技专项资助并破格提升为研究员，1员晋升为副研究员，培养研究生5名。组织召开《森林土壤质量演变过程与管理多尺度研究学术研讨会》，向国内同行介绍了本项目的研