三種退耕還林模式林地土壤呼吸和林木細根呼吸研究.pdf

1、本研究采用動態(tài)密閉氣室法(IRGA)對四川盆周西緣(眉山市洪雅縣)三種主要退耕還林還草模式(模式1：光皮樺木+扁穗牛鞭草，模式2：光皮樺木+苦竹，模式3：光皮樺木+自然草)進行原位土壤呼吸和離體細根呼吸測量，并對土壤呼吸、細根呼吸呈現(xiàn)的時間、空間動態(tài)進行研究，分別從大氣溫度、土壤溫度、土壤含水量、土壤理化性質(zhì)、細根生物量、細根氮含量等方面與土壤呼吸、細根呼吸的動態(tài)變化進行相關(guān)性分析，深入研究在退耕還林地這一特殊的復(fù)合生態(tài)系統(tǒng)的生態(tài)過程，

2、為退耕還林模式的可持續(xù)經(jīng)營提供科學(xué)依據(jù)。研究結(jié)果表明： (1)不同復(fù)合生態(tài)系統(tǒng)的土壤呼吸在整個測定時間(2006年4月，8-12月)內(nèi)，都表現(xiàn)出相同且明顯的季節(jié)變化，最高的土壤呼吸量出現(xiàn)在8月，各退耕模式土壤呼吸最大值分別為：(8.25μmol·m<'-2>·s<'-1>、6.69μmol·m<'-2>·s<'-1>、4.95μmol·m<'-2>·s<'-1>)；各模式土壤呼吸的最低值出現(xiàn)在12月，分別為：：1.49μmol·

3、m<'-2>·s<'-1>、1.17μmol·m<'-2>·s<'-1>、0.96μmol·m<'-2>·s<'-1>。壕溝處理區(qū)內(nèi)的土壤呼吸呈現(xiàn)的季節(jié)變化和對照區(qū)域一致，各退耕模式林地壕溝處理區(qū)土壤呼吸8月出現(xiàn)峰值，分別為：2.10μmol·m<'-2>·s<'-1>、1.83μmol·m<'-2>·s<'-1>、1.49μmol·m<'-2>·s<'-1>；12月最低：0.86μmol·m<'-2>·s<'-1>、0.72μmol·

4、m<'-2>·s<'-1>、0.57μmol·m<'-2>·s<'-1>。 (2)土壤呼吸同大氣溫度、土壤溫度存在顯著的相關(guān)性，土壤呼吸速率隨溫度的上升呈指數(shù)增長。三種模式林地上土壤呼吸速率與大氣溫度相關(guān)系數(shù)分別為：0.512，0.628，0.204(P<0.01)；土壤呼吸速率與土壤溫度相關(guān)系數(shù)分別為：0.528，0.645，0.192(P<0.01)。土壤呼吸對土壤溫度變化的響應(yīng)更積極。 (3)土壤呼吸同土壤理化性質(zhì)

5、之間亦存在明顯的相關(guān)性。不同模式下土壤呼吸速率與土壤濕度含水量間相關(guān)系數(shù)分別為：0.884，0.906，0.850(P<0.01)；土壤呼吸速率與和土壤有機質(zhì)含量、土壤全氮含量存在相關(guān)性。表層土壤中有機質(zhì)、全氮含量與土壤呼吸速率相關(guān)性好于下層土壤。 (4)細根呼吸季節(jié)變化明顯，其變化趨勢與土壤呼吸季節(jié)動態(tài)相一致，呈單峰型變化。8月細根呼吸CO<,2>出現(xiàn)峰值，各模式林地細根分別為：1.89μmol·m<'-2>·s<'-1>、1

6、.93μmol·m<'-2>·s<'-1>、1.85gμmol·m<'-2>·s<'-1>；各模式細根呼吸谷值則出現(xiàn)在12月，分別為：0.51μmol·m<'-2>·s<'-1>、μmol·m<'-2>·s<'-1>、和μmol·m<'-2>·s<'-1>。相較于大氣溫度，細根呼吸對土壤溫度變化響應(yīng)更積極。 (5)不同模式林地細根年生物量分別為12.208t hm<'-2>，26.994 t hm<'-2>，11.608 t h

7、m<'-2>。不同土層深度細根生物量呈單峰型變化。上層土壤中細根生物量最大，中層土壤細根生物量其次，下層土壤細根生物量最小。不同模式下研究林地上中下層細根生物量同細根呼吸間存在顯著的相關(guān)，表現(xiàn)為上層生物量與呼吸速率相關(guān)性好于中層和下層，相關(guān)系數(shù)分別為：模式1：0.794，0.576，0.568(P<0.01)；模式2：0.799，0.583，0.577(P<0.01)；模式3：0.715，0.582(P<0.01)，0.370(P<0.

8、05)。 (6)與土壤呼吸相同，細根呼吸同大氣溫度和土壤溫度也存在顯著的相關(guān)性，細根呼吸速率也隨著溫度的上升呈指數(shù)增長。細根呼吸同土壤溫度的相關(guān)性大于同大氣溫度的相關(guān)性。不同研究林地細根呼吸對大氣溫度、土壤溫度的相關(guān)系數(shù)分別為：模式1：0.643和0 66，模式2：0.72和0.75，模式3：0.676和0.722。 (7)各退耕模式林地細根不同植物種類細根組織全氮含量亦呈現(xiàn)出明顯的季節(jié)變化。細根呼吸速率與細根氮濃度之間