華北低丘山地不同土地利用方式土壤呼吸差異及其影響因素.pdf

1、華北石質山區(qū)是華北平原的重要生態(tài)屏障,一直是退耕還林與荒山造林等林業(yè)生態(tài)工程建設的重點區(qū)域。為進一步豐富溫暖帶山地人工林、農田與撂荒地的碳通量觀測數(shù)據,為全球變化預測提供參考,并為華北山區(qū)林業(yè)生態(tài)工程建設的深入評估提供科學依據,并對評價其它類似氣候區(qū)與山區(qū)山地不同土地利用方式下的土壤呼吸差異提供借鑒,因此,在2009年11月-2010年10月,采用靜態(tài)箱-氣象色譜法,研究了華北低丘山地晴天日條件下退耕還林樹種刺槐人工林與農田,荒山造林樹

2、種側柏、栓皮櫟人工林與撂荒地之間的土壤呼吸差異。結果表明：
　　 ⑴刺槐林地與農田土壤呼吸速率均呈現(xiàn)明顯的季節(jié)變化,在非生長季節(jié),刺槐林地平均土壤呼吸速率為0.597μ mol·m-2·s-1,比農田0.665μ mol·m-2·s-1約低10.2％；在生長季節(jié),刺槐林地土壤呼吸速率平均為3.551μ mol·m-2·s-1,約比農田3.880μ mol·m-2·s-1約低8.5％。因此,退耕還林后可降低CO2排放,在應對氣候氣

3、候變暖中具有重要地位。土壤溫濕度對刺槐林地與農田土壤呼吸的影響表現(xiàn)出一定的不一致性,在非生長季節(jié),土壤溫度(0-5cm)解釋了刺槐林與農田土壤呼吸速率變化的90％以上,而與土壤體積含水量無關；但在生長季節(jié),土壤溫度卻只解釋了刺槐林與農田土壤呼吸變化的70.5％-79.4％,且土壤體積含水量與刺槐林土壤呼吸速率的變化無關,而土壤體積含水量卻解釋了農田土壤呼吸速率變化的24.9％,且土壤溫濕度交互作用比較明顯。在不同季節(jié)階段,作為評價不同生

4、態(tài)系統(tǒng)土壤呼吸對溫度的敏感性或依賴性的一常用指標Q10值,在刺槐林地與農田之間表現(xiàn)出一定的不一致性。在非生長季刺槐林土壤呼吸Q10為3.554小于農田的4.170；而在生長季,刺槐林Q10卻以2.380大于農田的1.826。
　　 ⑵荒山營造栓皮櫟林對降低CO2排放具有顯著效果。在非生長季節(jié)和生長季節(jié),栓皮櫟人工林土壤呼吸速率分別以19.5％、40.2％低于撂荒地?；纳綘I造側柏林亦對降低CO2排放具有顯著作用。在非生長季,側柏林

5、地土壤呼吸速率(0.494μ mol·m-2·s-1)以平均低于撂荒地(0.573μ mol·m-2·s-1)13.8％的趨勢,隨著氣溫的變化而呈“V”形變化；而在生長季,撂荒地和側柏林地土壤呼吸速率的變化特征均基本為單峰型狀態(tài),且側柏林土壤呼吸速率的平均值為3.658μmol·m-2·s-1,比撂荒地的6.363μ mol·m-2·s-1低42.5％。
　　 ⑶準確估測及評估兩種不同林型間土壤呼吸的差異性,對于進一步優(yōu)化荒山造

6、林的群落結構具有重要意義。經實驗研究表明：在整個觀測期內,闊葉栓皮櫟林土壤呼吸速率比針葉側柏林高3.1％,但在不同季節(jié),大小不一。在非生長季節(jié),針葉側柏林平均土壤呼吸速率為0.494μ mol·m-2·s-1比闊葉櫟林的0.461μ mol·m-2·s-1高7.2％；而在生長季,針葉側柏林平均土壤呼吸速率卻比闊葉櫟林低3.7％。針葉側柏和闊葉櫟林土壤呼吸Q10均隨土溫的升高而降低,且在非生長季表現(xiàn)為,針葉側柏人工林土壤呼吸Q10大于闊葉