武夷山不同海拔高度土壤呼吸動態(tài)研究.pdf

1、土壤呼吸是土壤生態(tài)系統(tǒng)的一個重要生態(tài)學過程，是碳素由陸地生態(tài)系統(tǒng)進入大氣的最主要途徑，是大氣CO<,2>重要的源。土壤呼吸是一個由生物和非生物因素控制的復雜的過程，像很多其它土壤過程一樣，土壤呼吸也具有很大的時間和空間變異性。為了闡明土壤呼吸時空變化的機理以及與其主要影響因子的關(guān)系，進一步揭示不同海拔土壤碳動態(tài)及其對未來全球氣候變化的響應(yīng)，從2005年4月到2006年3月，我們在福建武夷山沿海拔高度上的四個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，土壤有機碳、氮、硫含量，凋落物量，微生物量以及細根生物量。實驗設(shè)置采用隨機區(qū)組設(shè)計，每一植物群落內(nèi)，隨機設(shè)置三個區(qū)組，每個區(qū)組設(shè)置凋落物排除(T)與控制(C)處理的樣地兩個。通過數(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顯著，在空氣溫度達到最大值之后的2—4個小時土壤呼吸速率也達到一個峰值，在凌晨2點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)變化的主導因子。結(jié)果進一