天龍山地區(qū)油松林地土壤呼吸與環(huán)境因子的關(guān)系.pdf

1、土壤呼吸通量是森林生態(tài)系統(tǒng)碳循環(huán)的主要組成成分，準(zhǔn)確估算系統(tǒng)中 CO2通量對(duì)研究某一生態(tài)系統(tǒng)乃至一個(gè)區(qū)域的碳平衡以及進(jìn)行碳通量模擬都具有重要意義。土壤呼吸的時(shí)空變化主要受其影響因子的變化而變化。盡管影響土壤呼吸的因素很多，但其最關(guān)鍵、最重要的2個(gè)因素是土壤溫度和土壤水分因子。研究表明，受土壤溫度和土壤水分的年際、季節(jié)變化，土壤呼吸同樣表現(xiàn)出明顯的季節(jié)、年際變化特征。研究土壤呼吸的年際、季節(jié)變化與環(huán)境因子年際、季節(jié)的關(guān)系對(duì)于準(zhǔn)確估算非常重

2、要。為此，本研究以山西太原天龍山地區(qū)的主要植被類型油松林地為對(duì)象，對(duì)其土壤呼吸進(jìn)行了為期10年、每年3-12月、每月約2次的測(cè)定。在測(cè)定土壤呼吸的同時(shí)，同步測(cè)定5、10和15 cm深度的土壤溫度以及地表0-10 cm深度的土壤水分。在此基礎(chǔ)上分析土壤呼吸的季節(jié)變化、年際變化及其與土壤溫度、土壤水分季節(jié)、年際變化的關(guān)系。主要研究結(jié)果如下:
　　油松林地的土壤呼吸及其影響因子土壤溫度具有較明顯的年際和季節(jié)變化特點(diǎn)。但是，土壤水分的季節(jié)

3、變化沒(méi)有明顯的季節(jié)變化規(guī)律，但有明顯的季節(jié)波動(dòng)趨勢(shì)，其波動(dòng)主要受降水量大小和季節(jié)分配影響。土壤呼吸的季節(jié)變化規(guī)律表現(xiàn)為：冬季最低，初春緩慢上升，仲夏最高，秋季持續(xù)下降。土壤溫度的季節(jié)變化與土壤呼吸的季節(jié)變化規(guī)律基本一致。土壤呼吸和土壤溫度的季節(jié)變化與天數(shù)的關(guān)系可以用高斯3參數(shù)方程（Rs（土壤呼吸）或Ts（土壤溫度）= ae[-0.5((d-X)/b)^2]; a, b, x為擬合參數(shù)，d為天數(shù)）擬合，方程的顯著性可達(dá)顯著和極顯著水平。用

4、10年的季節(jié)測(cè)定數(shù)據(jù)的平均值分析，土壤水分的季節(jié)變化規(guī)律為“倒S”型：初春較高、春末夏初最低、夏仲夏末最高、秋末冬初緩慢下降的趨勢(shì)。10個(gè)測(cè)定年土壤呼吸的年平均值為3.37±2.84μmol CO2 m-2 s-1，土壤呼吸的月均最大值出現(xiàn)在8月，平均值為6.94±1.88μmol CO2 m-2 s-1，最小值在12月至3月，均值在1μmol CO2 m-2 s-1以下。油松林地土壤土壤呼吸的年通量的年碳通量10年平均值為945.2±

5、174.6 g C m-2。
　　土壤呼吸的季節(jié)變化主要受土壤溫度的季節(jié)變化影響，二者的變化趨勢(shì)相一致。呼吸與溫度之間的關(guān)系可以用指數(shù)方程表達(dá)。大多數(shù)年份，土壤溫度的季節(jié)變化可以解釋土壤呼吸季節(jié)變化的60％以上。土壤水分是影響土壤呼吸的又一因素，與土壤呼吸與土壤溫度的關(guān)系相比，土壤呼吸的季節(jié)變化與土壤水分的季節(jié)變化的關(guān)系的相關(guān)性相對(duì)較弱，它們之間的關(guān)系僅在部分測(cè)定年份顯著。與土壤溫度和土壤水分的單因素方程相比，包括土壤溫度和土壤水

6、分的雙變量方程可以更好的解釋土壤呼吸季節(jié)變化。
　　土壤呼吸的溫度敏感性 Q10值有較明顯的年際變化，10年測(cè)定計(jì)算的 Q10值從2010年的（根據(jù)5、10和15 cm土壤測(cè)定深度平均值數(shù)據(jù)計(jì)算）平均值2.22到2014年的9.75。土壤溫度的Q10值隨土壤溫度的測(cè)定深度而增加，但不同溫度深度計(jì)算的Q10值差異不大，3個(gè)測(cè)定深度都可以用于土壤碳通量的Q10值估算。與Q10值的年際變化幅度相比，10℃時(shí)的土壤呼吸速率R10值的年際變