移栽自不同緯度的落葉松林土壤呼吸研究.pdf

1、我國(guó)北方森林面積大，碳貯量高而且在本地區(qū)和我國(guó)碳平衡中占有重要的地位。土壤呼吸(R<,S>)作為陸地生態(tài)系統(tǒng)向大氣圈釋放的主要CO<,2>源，其時(shí)空變化直接影響到區(qū)域碳循環(huán)。興安落葉松林是我國(guó)北方森林的優(yōu)勢(shì)類(lèi)型，且地處我國(guó)氣候變化的敏感地區(qū)。因此關(guān)于氣候暖化背景下的北方落葉松林的生長(zhǎng)季與非生長(zhǎng)季(土壤凍融交替時(shí)期)的碳循環(huán)研究有著更為重要的意義。本研究以我國(guó)北方森林的優(yōu)勢(shì)類(lèi)型——興安落葉松林為對(duì)象，在其自然分布區(qū)內(nèi)，將地處4個(gè)緯度(處理

2、)的8年生興安落葉松林生態(tài)系統(tǒng)整體移至其分布區(qū)的南緣，以模擬氣候暖化對(duì)P<,S>及其組分的影響。在春季土壤凍融交替時(shí)期以及生長(zhǎng)季，采用紅外氣體分析法和根系排除法測(cè)定了移栽自不同緯度生態(tài)系統(tǒng)的R<,S>和異養(yǎng)呼吸(R<,H>)及其相關(guān)的環(huán)境因子。研究結(jié)果表明： (1)在移栽樣地的土壤凍融交替時(shí)期，R<,S>與溫度的耦聯(lián)關(guān)系隨土壤解凍進(jìn)程而變化。在解凍初期和中期，R<,S>的日進(jìn)程與溫度解耦聯(lián)，但在土壤完全解凍后卻強(qiáng)烈地依賴(lài)于土壤溫

3、度。但從整個(gè)土壤解凍過(guò)程看，4個(gè)處理的R<,S>和R<,H>與土壤溫度和含水量關(guān)系極顯著(R<'2>=0.569-0.743，P<0.001)。解凍的初期和中期的R<,S>基本上來(lái)自R<,H>組分，在本地區(qū)土壤根際呼吸(R<,R>)到4月底才出現(xiàn)。R<,S>和R<,H>均受到實(shí)驗(yàn)處理、解凍時(shí)期及其交互作用的顯著影響。R<,S>和R<,H>的平均值隨著解凍的進(jìn)程而增大，而且R<,S>和R<,H>之間的差異也隨之增大。R<,S>波動(dòng)在0.5

4、0-3.30μmolsCO<,2>m<'-2>s<'-1>之間；而R<,H>則波動(dòng)在0.52-3.04μmolsCO<,2>m<'-2>s<'-1>之間。在相同氣候條件下，4個(gè)處理R<,S>有隨著緯度的增加而增加的趨勢(shì)，而且R<,S>對(duì)土壤溫度和含水量的響應(yīng)程度也隨緯度而增加，其中主要體現(xiàn)在R<,R>對(duì)溫度敏感性隨緯度的增加。 (2)在生長(zhǎng)季，R<,S>和R<,H>與土壤溫度(T<,10>)、土壤濕度(W<,10>)的回歸關(guān)系中

5、T<,10>和W<,10>對(duì)變量R<,S>和R<,H>的解釋由本底樣地不同處理的平均91％下降到移栽樣地不同處理的平均64％，而且移栽樣地R<,S>出現(xiàn)部分處理與W<,10>解藕聯(lián)的現(xiàn)象。Q<,10>的波動(dòng)范圍為：2.03±1.06-5.17±1.03，總體上本底樣地的Q<,10>值高于移栽樣地的Q<,10>值。在移栽樣地處理中，R<,S>變化范圍為：1.34-5.32μmolsCO<,2>m<'-2>s<'-1>。R<,H>的變化范圍

6、為：1.39-5.13μmolsCO<,2>m<'-2>s<'-1>。移栽樣地的落葉松林R<,H>和R<,S>在整個(gè)生長(zhǎng)季里，整體上呈現(xiàn)比較一致的單峰曲線格局，與溫度的季節(jié)變化趨勢(shì)基本一致。在移栽樣地的落葉松林所有處理中，R<,S>在生長(zhǎng)季及全年的通量變化范圍為576±19gCm<'-2>a<'-1>-908±27gCm<'-2>a<'-1>，生長(zhǎng)季的R<,S>通量占全年R<,S>通量的比例范圍為86.9-90.7％。 總的看來(lái)