武夷山不同海拔高度土壤呼吸動(dòng)態(tài)研究.pdf

1、土壤呼吸是土壤生態(tài)系統(tǒng)的一個(gè)重要生態(tài)學(xué)過(guò)程，是碳素由陸地生態(tài)系統(tǒng)進(jìn)入大氣的最主要途徑，是大氣CO<,2>重要的源。土壤呼吸是一個(gè)由生物和非生物因素控制的復(fù)雜的過(guò)程，像很多其它土壤過(guò)程一樣，土壤呼吸也具有很大的時(shí)間和空間變異性。為了闡明土壤呼吸時(shí)空變化的機(jī)理以及與其主要影響因子的關(guān)系，進(jìn)一步揭示不同海拔土壤碳動(dòng)態(tài)及其對(duì)未來(lái)全球氣候變化的響應(yīng)，從2005年4月到2006年3月，我們?cè)诟＝ㄎ湟纳窖睾０胃叨壬系乃膫€(gè)不同的植物群落一常綠闊葉林(E

2、vergreen BroadleafForest，EBF)、針葉林(ConiferousForest，CF)、矮林(DwarfForest)、高山草甸(Alpine Meadow)測(cè)定了土壤呼吸和影響它的因子，包括土壤溫度，土壤含水率，土壤有機(jī)碳、氮、硫含量，凋落物量，微生物量以及細(xì)根生物量。實(shí)驗(yàn)設(shè)置采用隨機(jī)區(qū)組設(shè)計(jì)，每一植物群落內(nèi)，隨機(jī)設(shè)置三個(gè)區(qū)組，每個(gè)區(qū)組設(shè)置凋落物排除(T)與控制(C)處理的樣地兩個(gè)。通過(guò)數(shù)據(jù)分析，我們得到如下結(jié)果

3、： 1.土壤呼吸隨海拔高度的升高而降低，EBF，CF，DF，AM，C處理分別為：4.17、3.19、1.94、2.29μmolCO<,2>.m五<'-2>·s<'-1>，T處理年平均土壤呼吸速率分別為：3.85、2.70、1.90、2.40μmolCO<,2>.m<'-2>·s<'-1>；DF與AM兩個(gè)處理年平均土壤呼吸速率都沒有顯著差異。 2.多元回歸分析表明，年均土壤溫度可以解釋土壤呼吸沿海拔高度垂直空間變化的99.

4、79％。 3.土壤呼吸日變化特點(diǎn)顯著，在空氣溫度達(dá)到最大值之后的2—4個(gè)小時(shí)土壤呼吸速率也達(dá)到一個(gè)峰值，在凌晨2點(diǎn)左右土壤呼吸速率最低，06年3月的矮林除外土壤呼吸。 4.EBF，CF，DF，AM 土壤呼吸季節(jié)變化明顯，夏季(6～8月)較高，7月底，8月初達(dá)到峰值，C處理和T處理分別為6.57、5.49、3.13、5.09μmolCO<,2>.m<'-2>·s<'-1>和5.88、5.26、3.10、4.68μmolCO

5、<,2>.m<'-2>·s<'-1>。冬季(12～2月)土壤呼吸較低，12月底，1月初處于低谷，C處理和T處理分別為1.04、0.76、0.33、0.30μmolCO<,2>.m<'-2>·s<'-1>和1.15、0.68、0.31、0.27μmolCO<,2>.m<'-2>.S<'-1>。 5.土壤呼吸的季節(jié)變化與土壤溫度、濕度，森林凋落物量等因子有相關(guān)性，但溫度是最主要的調(diào)控因子。對(duì)于C處理，5cm的土壤溫度可以解釋70—9

6、6％的土壤呼吸變化、10cm的土壤溫度可以解釋75—97％、15cm的土壤溫度可以解釋78—96％的土壤呼吸變化；對(duì)于T處理，5cm 的土壤溫度可以解釋84—97％的土壤呼吸變化、10cm的土壤溫度可以解釋82—96％、15cm 的土壤溫度可以解釋79—95％的土壤呼吸變化。 6.除CF外，Q<,10>值隨著海拔的升高而變大：基于5、10、15cm土壤溫度，AM， C、T兩處理的Q<,10>值分別為4.02、4.40、4.95

7、和3.85、4.16、4.64，這都大于EBF、CF、DF (C、T兩處理的Q<,10>值分別為2.15、2.36、2.49和2.27、2.43、2.53；3.34、3.65、3.90和3.53、3.82、4.08：.2.46、2.65、2.85和.3.30、3.56、3.83)。 本項(xiàng)研究揭示了中亞熱帶地區(qū)土壤呼吸在不同海拔高度表現(xiàn)出顯著的時(shí)間和空間變化，而且土壤溫度是調(diào)控土壤呼吸在海拔高度上變化和季節(jié)變化的主導(dǎo)因子。結(jié)果進(jìn)一