濱海沙地不同人工林土壤呼吸的比較研究.pdf

1、本研究選取了我國福建省長樂市大鶴國有防護林場位置毗鄰，地形、土壤質地、林齡和經(jīng)營歷史相近的5種濱海沙地人工林類型：濕地松（Pinus elliottii）、木麻黃（Casuarina equisetifolia）、尾巨桉（Eucalyptus urophylla× Eucalyptus grandis）、紋莢相思（Acacia aulacocarpa）、肯氏相思（Acacia cunninghamii）。
　　主要的研究內容包括：

2、（1）對5種人工林土壤呼吸的月動態(tài)進行監(jiān)測。在尾巨桉林、濕地松林、紋莢相思林以及木麻黃林分別設置斷根和去凋落物處理實驗，測定這4個人工林的不同呼吸組分：自養(yǎng)呼吸和異養(yǎng)呼吸，同時分析林木根系和凋落物對土壤呼吸的相對貢獻。在尾巨桉林和木麻黃林中設置了火燒處理實驗（將林下植被和枯枝落葉層全部燒盡），分析比較了火燒處理后土壤呼吸的變化。在濕地松林中設置了環(huán)割處理實驗（將樹木主干距離地面1.5 m處韌皮部割掉），探索了阻斷植物光合作用向根系輸送養(yǎng)

3、分后土壤呼吸的變化。（2）本研究還調查了林地基本概況，主要包括樹高、胸徑、林分密度，凋落物月動態(tài)，并采集土壤樣品測定其理化性質及相關重要指標，主要包括土壤pH、土壤全碳、全氮、土壤可溶性碳氮、總氮、土壤微生物生物量碳，系統(tǒng)分析影響土壤呼吸的關鍵因素。探索影響濱海沙地人工林生態(tài)系統(tǒng)土壤呼吸的關鍵環(huán)境因子和生物因子，比較研究不同人工林之間土壤呼吸的差異來源。本研究的主要目的是對亞熱帶地區(qū)濱海沙地人工林生態(tài)系統(tǒng)土壤碳排放進行定量監(jiān)測，同時闡明

4、該區(qū)域土壤碳循環(huán)的關鍵過程及其影響因素，為選擇具有更高土壤固碳能力，更高應對氣候變化潛力的人工林樹種提供科學依據(jù)。
　　其主要研究結果如下：
　?。?）5個人工林的土壤呼吸速率均表現(xiàn)出明顯的季節(jié)變化規(guī)律，且均表現(xiàn)為夏季時土壤呼吸速率最高，在冬季最低，且不同月份的土壤呼吸速率之間具有顯著差異（P<0.0001），且呈現(xiàn)出單峰曲線趨勢。該5個人工林土壤呼吸平均速率差異顯著（P=0.0024）。
　?。?）尾巨桉林、濕地松林

5、、紋莢相思林、木麻黃林、肯氏相思林對照樣地土壤呼吸的年通量分別為1148.80±173.72 gc·m-2·a-1、727.19±89.74 gc·m-2·a-1、1087.13±156.08 gc·m-2·a-1、1055.73±163.18 gc·m-2·a-1、870.25±124.79 gc·m-2·a-1。斷根處理和去除凋落物處理均使土壤呼吸年通量降低。除濕地松林外，在尾巨桉林、木麻黃林、紋莢相思林中，去除凋落物處理使土壤呼吸

6、年通量降低百分比均大于斷根處理。
　?。?）尾巨桉林與木麻黃林火燒處理后的各月份土壤呼吸速率均低于對照處理的土壤呼吸速率。濕地松林環(huán)割處理后各月份土壤呼吸速率均低于對照處理的土壤呼吸速率。
　　（4）回歸分析顯示尾巨桉林土壤呼吸月平均速率與月凋落物量呈顯著正相關（P=0.0037），濕地松林土壤呼吸月平均速率與月凋落物量之間無顯著相關關系，紋莢相思林、木麻黃林和肯氏相思林土壤呼吸月平均速率與月凋落物量之間呈正相關，但是相關關

7、系不顯著。
　?。?）單因素方差分析顯示，尾巨桉林、濕地松林、紋莢相思林、木麻黃林和肯氏相思林5個人工林對照處理的0-10 cm土壤pH（P=0.000）、可溶性有機碳含量（DOC：P=0.034）、可溶性有機氮含量（DON：P=0.000）、微生物生物量氮含量（P=0.002）、硝態(tài)氮含量（P=0.000）、銨態(tài)氮含量（P=0.044）、總氮含量（P=0.004）之間的差異均達到顯著水平，而微生物生物量碳含量（MBC：P=0.4

8、36）之間無顯著差異。
　?。?）土壤呼吸速率與林地內的土壤可溶性有機碳含量呈顯著正相關關系（P<0.05），而與其它幾個因子無顯著相關性。
　?。?）本研究中尾巨桉林、濕地松林、紋莢相思林、木麻黃林和肯氏相思林土壤呼吸速率與土壤溫度均沒有顯著的指數(shù)關系，5個人工林林分土壤呼吸速率與土壤濕度也均沒有顯著的線性相關關系，但是當采用土壤溫度和濕度的雙因素模型（R=aebTWc）來解釋5個人工林土壤呼吸速率時，能分別解釋尾巨桉林、