亚热带人工林经营的生态化学计量学原理与应用

大力发展人工林既是缓解我国木材对外依存度的重大战略，也是维护国家生态安全和建设生态文明体系的重要措施 科学经营人工林是提高木材产量和提升生态功能的关键，是森林生态与森林培育学科的核心内容。亚热带地区水热条件优越，同时人为活动异常激烈，是我国木材生产重要战略储备基地和区域生态安全屏障的关键带。 生态化学计量学基于生物体动态平衡原理和生长速率理论，研究有机体所需的、并能影响生态系统生产力、营养循环等关键过程的各种元素之间多重平衡的一种工具。本成果 是在国家自然科学基金和973课题等项目的资助下，以亚热带主要树种杉木（Cunninghamia lanceolata）、毛竹（Phyllostachys edulis）和马尾松（Pinus massoniana）人工林为对象，通过氮磷施肥、密度调整、树种混交、残落物管理等野外长期试验平台，监测不同层次土壤、树木体不同部位、凋落物及分解过程氮磷等养分动态，分析土壤养分供应、树木养分吸收及分配、凋落物养分归还等关键过程的生态化学计量特征，揭示各个过程的内在关联及其对人工林生产力和服务功能的贡献。本成果系统地研究了杉木根枝叶氮磷化学计量对土壤养分供应的适应规律，毛竹体及其林下植物养分动态对平衡施肥的响应格局，不同密度马尾松林养分内循环对残落物管理措施的响应模式，树种混交对生态系统养分供应及长期生产力的维持效应。基于此，基于新时期适地适树和良种良法的要求，应用生态化学计量的 理论对不同树种培育的关键过程进行共性分析和机理整合，提出了亚热带主要人工林经营 土壤有效养分化学计量平衡施肥理论、地上－地下化学计量互作林分结构调整理论、养分输入输出动态平衡残落物管理理论、树木体养分源汇协调养分回收理论，形成了人工林养分限制性诊断与平衡施肥技术、低效人工林结构调整与功能优化技术、人工林林下植物和残落物管理技术、高效人工林定向培育和稳产技术等。近年来，发表学术论文74篇，其中SCI收录论文41篇，引用达1452次 应用推广面积约1500ha，新增产值5000多万元， 带来生态和社会效益上亿元。 总之，本成果在基础研究方面提出了人工林经营的生态化学计量原理，在生产应用上建立了一批亚热带人工林经营的共性技术，并进行了示范推广，显著地提高了亚热带人工林培育经营水平，达到了木材生产和生态功能协调互促的目标，产生了显著的经济、生态和社会效益。