崇明東灘土壤呼吸動態(tài)研究.pdf

1、土壤呼吸是全球碳循環(huán)中最大的通量之一，而土地利用變化是導(dǎo)致大氣CO2濃度升高的重要因子。基于此，在崇明東灘選取三大研究區(qū)域內(nèi)幾種典型的土地利用類型作為研究對象：未圍墾區(qū)--海三棱蔗草(Scirpus mariquete)、蘆葦(Phragmites australis)、互花米草(Spartina alterniflora)；98-92圍墾區(qū)--旱田、水旱輪作田、水杉(Metasequoia glyptostroboides)林帶、魚塘

2、；92-68圍墾區(qū)--旱田、水旱輪作田、水杉林帶、撂荒地、楊樹(Populus)林帶。通過測定土壤呼吸速率、溫濕度、有機碳等，研究崇明東灘不同土地利用類型及圍墾對土壤呼吸的影響，并探究土壤呼吸動態(tài)變化及其控制因子，以期深入理解崇明東灘各土地利用類型的土壤碳循環(huán)過程，為自然濕地及圍墾后濕地的管理和恢復(fù)，圍墾區(qū)土地利用類型的評估和優(yōu)化及低碳經(jīng)濟實驗區(qū)的建設(shè)提供科學(xué)指導(dǎo)。主要研究結(jié)果表明：
　　 1.土地利用方式對土壤呼吸速率的影響：

3、
　　 (1)未圍墾區(qū)土壤呼吸強度的順序為：蘆葦(0.26±0.03 mol·m-2·d-1)>互花米草(0.24±0.03 mol·m-2·d-1)>海三棱蔗草(0.20±0.03 mol·m-2·d-1)。土壤呼吸速率年變化與土壤5 cm處溫度變化趨勢一致，但各類型達到最高值時間先后不同，互花互花米草土壤呼吸于生長期最先達到最大值，這可能是其在東灘迅速擴散的生理生態(tài)基礎(chǔ)。海三棱藨草有機碳含量低，土壤呼吸處于較低水平。與蘆葦相

4、比，互花米草有機碳含量高，土壤呼吸值低，具有更高的減排潛力。春季各月份，三種類型中海三棱藨草日變化曲線波動較大，蘆葦和互花米草則較平緩。三種類型土壤年呼吸值與溫度關(guān)系均符合指數(shù)模型，蘆葦相關(guān)性最高。
　　 (2)圍墾區(qū)
　　 98-92圍墾區(qū)內(nèi)年平均土壤呼吸強度的順序為：旱田(0.38±0.08mol·m-2·d-1)>水杉林帶(0.22±0.02 mol·m-2·d-1)>水旱輪作(0.21±0.03mol·m-2·d

5、-1)>魚塘(0.05±0.01 mol·m-2·d-1)。92-68圍墾期內(nèi)年平均土壤呼吸強度的順序為：旱田(0.56±0.07 mol·m-2·d-1)>水杉林帶(0.41±0.03 mol·m-2·d-1)>楊樹林(0.35±0.02 mol·m-2·d-1)>水旱輪作(0.32±0.03 mol·m-2·d-1)>荒地(0.25±0.02 mol·m-2·d-1)。
　　 土壤呼吸速率年變化與土壤5 cm處溫度變化趨勢基

6、本一致。旱田土壤呼吸和土壤有機碳水平均較高，水旱輪作田與旱田的土壤呼吸速率曲線均于5月相交，兩者呈“X”型，水旱輪作田麥作期間土壤呼吸速率較高，自5月灌水后，土壤呼吸速率顯著下降，稻作期間土壤呼吸速率與其他類型比均較低，這對于農(nóng)田土壤碳固定有著積極的意義。水杉林帶有機碳含量較高，但土壤呼吸速率較低，是比較理想的農(nóng)田固碳減排土地類型。春季土壤呼吸日變化與土壤溫度關(guān)系不固定，大多數(shù)時與溫度變化趨勢一致，水杉林帶變化較平緩，兩種農(nóng)田則波動較大

7、。所有的農(nóng)田類型與土壤溫度水分的相關(guān)性均較差。
　　 2.圍墾與否及圍墾時間長短對土壤呼吸的影響：
　　 (1)蘆葦土壤呼吸的年土壤呼吸強度的順序為：圍墾區(qū)(0.32±0.04mol·m-2·d-1)>未圍墾區(qū)(0.26±0.03 mol·m-2·d-1)。
　　 (2)旱田、水旱輪作田、水杉林帶三種土地利用類型的年平均土壤呼吸強度的順序均表現(xiàn)為92-68圍墾區(qū)>98-92圍墾區(qū)，具體由高到低分別為：旱田92-6

8、8(0.56±0.07 mol·m-2·d-1)>98-92(0.38±0.08 mol·m-2·d-1)；水旱輪作92-68(0.32±0.03 mol·m-2·d-1)>98-92(0.21±0.03 mol·m-2·d-1)；水杉林帶92-68(0.41±0.03mol·m-2·d-1)>98-92(0.22±0.02 mol·m-2·d-1)。未圍墾區(qū)年呼吸平均值均小于92-68圍墾區(qū)各類型土壤呼吸速率平均值；新圍墾區(qū)水旱輪作田