干濕交替對東北溫帶天然林和落葉松人工林土壤呼吸的影響.pdf

1、由降雨分布不均引起的土壤干濕交替是重要的生態(tài)學過程,其對土壤呼吸產(chǎn)生強烈影響。為研究干濕交替對東北溫帶森林土壤呼吸的影響,本文于2009年5～10月,以每月連續(xù)觀測10 d的方式對自然干濕交替條件下的天然林和落葉松人工林土壤呼吸及土壤異養(yǎng)呼吸進行了測定。并進行了野外模擬不同降雨量(20 mm、40 mm、80 mm)的灌水實驗和室內(nèi)不同溫度(5℃、15℃、25℃和35℃)下,不同濕度(25％、50％、75％和100％土壤質(zhì)量含水量)干濕

2、處理后土壤有機碳礦化速率動態(tài)的實驗。結(jié)果表明:
　　 (1)干濕交替對土壤呼吸的激發(fā)作用受降雨前后土壤含水量的影響。土壤含水量相對較低的6月觀測期內(nèi),降雨對土壤呼吸的激發(fā)作用較顯著,雨后約12 h的土壤呼吸速率達降雨前的2～3倍。而土壤含水量相對較高的7月觀測期內(nèi),持續(xù)的降雨則導致天然林土壤呼吸較降雨前降低約17.96％。干濕交替明顯的觀測期內(nèi),兩種林分土壤呼吸與土壤含水量間呈顯著正相關(guān),且二者的關(guān)系滿足一般線性方程Y=c+kW

3、,(P＜0.05)。
　　 (2)整個實驗期內(nèi),天然林土壤和落葉松人工林土壤異養(yǎng)呼吸速率分別占其各自土壤呼吸速率的68.14％～98.31％和54.43％～78.89％。因此,干濕交替對土壤呼吸的影響主要來自于土壤異養(yǎng)呼吸的貢獻。但除7月的落葉松人工林土壤和9月的天然林土壤外,其余有明顯干濕交替過程的觀測期內(nèi),兩種林分土壤異養(yǎng)呼吸與土壤水分間的關(guān)系不顯著(P＞0.05)。而干濕交替對土壤自養(yǎng)呼吸的影響則因季節(jié)不同而異。
　

4、　 (3)模擬不同降雨量灌水后,相對于對照呼吸,除80 mm處理的天然林土壤呼吸外,其余各水分處理均促使兩種林分土壤呼吸速率及土壤異養(yǎng)呼吸速率增大。而除80 mm處理的落葉松人工林土壤異氧呼吸外,隨著土壤水分輸入量的增加,水分對土壤呼吸速率和異養(yǎng)呼吸速率的促進作用呈減弱趨勢。
　　 (4)室內(nèi)培養(yǎng)實驗中,加水增濕后兩林分土壤有機碳礦化速率均被顯著激發(fā),并于1～4d內(nèi)達到最大值。兩林分土壤有機碳礦化速率隨處理濕度的增加而增大,但

5、當培養(yǎng)溫度超過5℃時,100％濕度處理的落葉松人工林土壤有機碳礦化速率開始低于75％濕度處理。高溫(≥25℃)和高濕(50％～100％)條件下天然林土壤有機碳礦化的激發(fā)效應明顯大于落葉松人工林土壤,且天然林土壤有機碳礦化的濕度敏感性系數(shù)(k)和溫度敏感性系數(shù)(Q10)均大于落葉松人工林土壤。
　　 總體上,本研究說明,干濕交替對東北溫帶天然林和落葉松人工林土壤呼吸速率產(chǎn)生激發(fā)作用,而這種激發(fā)主要來自于土壤異養(yǎng)呼吸的貢獻。土壤呼吸