亚热带红壤侵蚀区森林恢复与保护的碳汇功能及潜力

以福建长汀严重水土流失区为研究区，在多时相遥感影像解译、实地调查和遥感光谱观测数据基础上，建立了基于像元光谱的植被碳储量遥感估算模型，揭示了生态治理工程对我国南方红壤侵蚀区碳增汇具有巨大影响，发现治理政策等人文因素是影响碳储量变化的重要驱动因素；对碳循环的重要参数进行了系统的定位监测，运用RothC模型模拟了侵蚀区土壤总有机碳及各组分的动态变化，发现侵蚀退化红壤固碳潜力大，恢复初期积累速率快，以活性碳为主，后期积累慢，主要积累惰性有机碳；结合控制实验和同位素等现代分析技术从多角度系统阐明了侵蚀退化红壤植被恢复过程中土壤有机碳积累的一些关键机制，发现植被恢复过程中通过增强土壤有机碳稳定性，提高氮保持能力，改变微生物群落结构，提高微生物碳利用效率，降低土壤碳矿化率和增加林下芒萁覆盖促进土壤有机碳的积累。

同时也发现土壤碳氮同位素和大分子化合物对退化红壤有机碳积累转化过程具有很好的指示作用，首次利用芒萁与马尾松凋落物和细根中生物标志物的显著差异，定量了侵蚀退化地马尾松林土壤中54-61%的有机碳来自于芒萁。研究成果拓展了水土保持效益评估体系，可为林业和水土保持部门推进碳汇林营造和建设，以及为评价我国侵蚀区退化土地生态恢复的固碳速率和潜力等提供新的思路和科学依据，对我国应对气候变化具有重要意义。