酸雨脅迫下3種典型常綠闊葉林樹種土壤呼吸的特征及影響因子.pdf

1、酸雨和溫室效應是當今人類所面臨嚴重的環(huán)境問題，且二者相互影響，全球溫度升高可能降低土壤碳匯的能力甚至造成的毀壞是不可逆轉的。酸雨對植被及土壤的嚴重影響，必將加劇或延緩這種現象。土壤呼吸是個復雜的生物與非生物的過程，是反映植物一土壤復合體對環(huán)境脅迫響應的指標之一，其呼吸速率變化與否以及變化的方向可以反應植物一土壤復合體對脅迫的敏感程度和響應模式。常綠闊葉林是亞熱帶森林生態(tài)系統演替的頂級群落，是亞熱帶的地帶性植被。為揭示亞熱帶常綠闊葉林土壤

2、呼吸對酸沉降的響應，在亞熱帶酸雨危害較為的嚴重的浙江省臨安市設置實驗樣地，選擇浙江省亞熱帶常綠闊葉林喬木層中重要值排前三位的木荷(Schima superb)、青岡(Cyclobalanopsis glauca)、甜櫧(Castanopsis eyrei)為研究對象，通過噴施不同酸度的模擬酸雨(pH2.5，4.0和5.6)定性和定量地研究酸雨脅迫下3種苗木的土壤呼吸的特征及土壤呼吸與主要大氣環(huán)境因子及土壤水熱條件的關系，本研究還側重分析

3、了土壤化學性質及土壤酶脲酶、蔗糖酶和纖維素酶活性的變化，由此深入探討了不同酸度的酸雨脅迫對土壤呼吸的變化規(guī)律從而豐富區(qū)域土壤碳循環(huán)研究的資料，并在加深對區(qū)域陸地碳循環(huán)認識的基礎上，為評價環(huán)境污染程度和生態(tài)系統對污染的承受力、制定生態(tài)規(guī)劃以及碳交易政策等提供科學依據。研究結果表明：
　　 1)分析了酸雨脅迫下3種苗木的土壤化學性質的變化規(guī)律。結果表明，3種苗木土壤pH值隨著模擬酸雨酸度的增加而依次降低，與CK(pH5.6)相比，中

4、度酸雨(pH4.0)處理下土壤pH值下降不明顯，但重度酸雨(pH2.5)處理下，土壤pH下降顯著，達3.5左右。青岡土壤有機碳含量表現為，重度酸雨＞CK＞中度酸雨，木荷與甜櫧表現為重度酸雨＞中度酸雨＞CK。青岡土壤全氮均值的大小順序為，CK＞重度酸雨＞中度酸雨，木荷土壤全氮均值的大小順序為，重度酸雨＞中度酸雨＞CK，甜櫧土壤全氮均值的大小順序為，中度酸雨＞重度酸雨＞CK。3種苗木土壤C/N均值的大小順序均為，重度酸雨＞中度酸雨＞CK。土

5、壤有效養(yǎng)分中青岡與木荷土壤的速效磷和速效鉀含量主要表現在受酸抑制作用，堿解氮對酸雨脅迫反映不敏感。
　　 2)分析了酸雨脅迫下3種苗木的土壤尿酶、蔗糖酶、纖維素酶活性的變化規(guī)律。結果表明，與對照(pH5.6)相比，酸雨對3種苗木土壤脲酶活性均呈現不同程度的抑制作用。酸雨對蔗糖酶活性的影響主要表現為促進作用，但在4～6月份青岡與木荷的土壤蔗糖酶活性的促進作用不明顯，7月份之后促進作用顯著，對甜櫧苗木土壤蔗糖酶活性的促進作用始終顯著

6、。酸雨對土壤纖維素酶活性的影響主要表現為抑制作用，其中甜櫧苗木土壤纖維酶活性在中度酸雨處理下略表現出激活，重度酸雨下表現為抑制。
　　 3)分析了酸雨脅迫下3種苗木的土壤呼吸的變化規(guī)律。結果表明，酸雨脅迫下3種苗木土壤呼吸速率呈現典型的日動態(tài)及季節(jié)性變化規(guī)律。在不同月份的日動態(tài)變化均呈單峰，峰值出現在12：00或14：00，季節(jié)變化中，最小值出現在4月份，最大值出現在6月或7月。3種苗木根系呼吸對土壤呼吸的貢獻率的變幅，在CK處

7、理下為45％～85％，中度酸雨處理下為36％～79％，重度酸雨處理下為22％～76％。
　　 4)酸雨脅迫下3種苗木的土壤呼吸與大氣及土壤水熱因子的指數或線性回歸分析表明，大氣環(huán)境因子中，僅大氣溫度與土壤呼吸呈極顯著的指數相關關系，其他大氣因子與土壤呼吸的關系不大。土壤呼吸速率與土壤溫度均呈極顯著的指數正相關關系，在CK處理下，土壤溫度能解釋青岡、木荷、甜櫧土壤呼吸季節(jié)變化的66.58％、83.60％、57.09％，在中度酸雨處

8、理下，土壤溫度能解釋青岡、木荷、甜櫧土壤呼吸季節(jié)變化的51.17％、62.59％、37.24％，在重度酸雨處理下，土壤溫度能解釋青岡、木荷、甜櫧土壤呼吸季節(jié)變化的52.78％、55.89％、49.47％。土壤呼吸速率與土壤濕度均呈線性負相關關系，且相關性不大。
　　 5)酸雨脅迫下土壤呼吸與土壤酶活性、土壤pH、土壤有機碳、土壤養(yǎng)分等的相關分析表明。青岡苗木土壤呼吸與根系呼吸和纖維素酶呈極顯著或顯著正相關關系。木荷苗木土壤呼吸與

9、根系呼吸、纖維素酶活性、速效磷呈極顯著或顯著正相關關系，與有機碳呈顯著負相關關系。甜櫧土壤呼吸與根系呼吸、纖維素酶活性、土壤pH呈極顯著或顯著正相關，與土壤有機碳含量呈顯著負相關。
　　 綜合研究結果，酸雨脅迫對3種亞熱帶典型樹種土壤呼吸影響是通過多因子交互作用的結果而達到的，土壤溫度仍是調控土壤呼吸季節(jié)變化的主要驅動因子，3種酸雨處理下土壤呼吸速率的差異隨土壤溫度的升高而增大。近地面大氣環(huán)境及土壤酶活性，土壤化學性質等的變化也