華北石質(zhì)山區(qū)典型人工林土壤呼吸特征的研究.pdf

1、華北石質(zhì)山區(qū)是華北平原的重要生態(tài)屏障，一直是退耕還林等林業(yè)生態(tài)工程建設(shè)的重點(diǎn)區(qū)域。本文以該區(qū)刺槐 (Robiniapseudoacacia)、側(cè)柏(Platycladus orientalis)和栓皮櫟(Quercus variabilis)3種典型人工林分為例，采用基于紅外動(dòng)態(tài)分析法為原理的Li-8100土壤呼吸自動(dòng)分析儀，結(jié)合AR5土壤溫濕度自動(dòng)采集系統(tǒng)，研究并分析了暖溫帶山區(qū)典型人工林土壤呼吸的變化特征，旨在進(jìn)一步豐富暖溫帶山地人

2、工林生態(tài)系統(tǒng)碳通量觀測(cè)數(shù)據(jù)，為全球氣候變化的預(yù)測(cè)提供參考，并為華北山區(qū)林業(yè)生態(tài)工程建設(shè)的深入評(píng)估提供科學(xué)依據(jù)，對(duì)評(píng)價(jià)其它類似氣候區(qū)或山區(qū)土地利用方式條件下的土壤呼吸效應(yīng)的研究具有重要的借鑒作用?，F(xiàn)得到如下結(jié)論： (1)刺槐、側(cè)柏和栓皮櫟3種人工林在生長(zhǎng)季的土壤呼吸速率(SRR)和根呼吸(R<,root>)均明顯高于非生長(zhǎng)季，且在非生長(zhǎng)季，SRR和R<,root>的日變化不明顯。而在生長(zhǎng)季，SRR和R<,root>的日變化較為明顯

3、，表現(xiàn)為單峰波動(dòng)特征。3種人工林SRR和R<,root>的季節(jié)變化特征明顯。其中，SRR大體上都是于2月左右達(dá)到全年最低值。從次年3月上旬開(kāi)始，SRR迅速增加直至7月達(dá)到最大值，此后又開(kāi)始逐漸下降。R<,root>的季節(jié)變化大體上都是從2005年11月開(kāi)始顯著地降低，在非生長(zhǎng)季達(dá)到全年最低值。從次年3月上旬開(kāi)始，R<,root>迅速增加直至在生長(zhǎng)季的6、7月達(dá)到最大值，此后又開(kāi)始逐漸下降。 刺槐全年的土壤呼吸速率SRR的平均值為

4、2.52μmol·m<'-2>s<'-1>，側(cè)柏為2.08μmol·m<'-2>s<'-1>，栓皮櫟為1.45μmol·m<'-2>s<'-1>。3種人工林根呼吸占土壤呼吸的比重在生長(zhǎng)季要明顯大于在非生長(zhǎng)季，在全年有較大的變化，在非生長(zhǎng)季達(dá)到最低值，此后逐漸上升，至6月左右達(dá)到最大值，接下來(lái)又開(kāi)始下降。刺槐人工林根系土壤呼吸平均值為1.161μmol·m<'-2>s<'-1>占土壤總呼吸的比重RS/SS為46.09％，側(cè)柏為0.98μm

5、ol·m<'-2>s<'-1>和47.11％，栓皮櫟為0.77μmol·m<'-2>s<'-1>和52.88％。 (2)刺槐、側(cè)柏和栓皮櫟3種人工林各層次土壤溫度(Ts)與土壤呼吸速率(SRR)間都存在極顯著的指數(shù)相關(guān)關(guān)系(p<0.01)。刺槐的土壤呼吸速率SRR與土壤20cm溫度相關(guān)性最好，側(cè)柏SRR與土壤10cm溫度相關(guān)性最好，栓皮櫟SRR與土壤15cm溫度相關(guān)性最好。刺槐的Q<,10>值從表層(0cm)至地下20cm依次為

6、：2.20、2.28、2.34、2.40和2.48；側(cè)柏依次為：2.19、2.47、2.61、2.89和2.99；栓皮櫟依次為：2.51、2.59、2.72、2.80和2.94，3種人工林的Q<,10>值都是隨土層的加深而增大。 土壤表層(0-20cm)含水量(SW)與刺槐、側(cè)柏和栓皮櫟3種人工林的SRR和R<,root>的相關(guān)性表現(xiàn)為：在土壤含水量較低的情況下(如側(cè)柏樣地)，SRR和R<,root>由溫度和水分共同決定；而在土