施氮、凋落物處理對兩種森林土壤呼吸的影響.pdf

1、由于全球溫室效應(yīng)及高氮沉降等生態(tài)問題嚴(yán)重威脅著人類的生活和社會可持續(xù)發(fā)展。森林生態(tài)系統(tǒng)碳循環(huán)作為全球碳循環(huán)和碳平衡的重要組成部分，一方面能夠通過植被的光合作用將大氣中的CO2固定，另一方面通過土壤呼吸又將土壤中的碳以CO2的形式轉(zhuǎn)化到大氣中。而土壤作為一個巨大的碳庫是大氣CO2的源和匯，土壤中碳通量的改變會嚴(yán)重影響大氣CO2的濃度，氮元素通過改變凋落物的化學(xué)組成、土壤理化性質(zhì)、微生物量等影響凋落物的分解進(jìn)而影響土壤呼吸。本研究以湖南長沙

2、植物園的樟樹林、濕地松林為對象，通過施氮及添加、去除凋落物處理，研究樟樹(Cinnamomum camphora)林和濕地松(pinus elliottii)林土壤呼吸的變化及響應(yīng)機(jī)制，為進(jìn)一步研究土壤呼吸機(jī)理及科學(xué)評價全球C循環(huán)具有重要意義。
　　 (1)樟樹林土壤呼吸夏季日變化明顯，對照(CK)、低氮(LN)、中氮(MN)最高值出現(xiàn)在夜間，最低值出現(xiàn)在中午。高氮(HN)最高值出現(xiàn)在中午，但全天變化不大；濕地松林各處理全天日變

3、化均不明顯。兩種森林土壤呼吸速率在施氮處理后季節(jié)變化仍很明顯，且變化趨勢基本相同。6－8月最高，1－2月最低。施氮均抑制了樟樹林、濕地松林的土壤呼吸，樟樹林土壤呼吸速率高于濕地松林。樟樹林不同施氮濃度土壤呼吸年均速率為：CK(3.05±0.36μmol·m-2·s-1)>MN(2.24±0.18μmol·m-2·s-1)>LN(2.03±0.25μmol·m-2·s-1)>HN(2.01±0.23μmol·m-2·s-1)，LN、MN、

4、HN分別使年平均土壤呼吸速率降低了33.4％、26.6％、34.1％；濕地松林不同施氮濃度土壤呼吸年均速率為：CK(1.67±0.22μmol·m-2·s-1)>MN(1.29±0.14μmol·m-2·s-1)>LN(1.21±0.16μmol·m-2·s-1)>HN(1.17±0.11μmol·m-2·s-1)，LN、MN、HN分別使年平均土壤呼吸速率降低了27.5％、22.8％、29.9％。在日變化尺度和季節(jié)變化尺度下，施氮均抑制

5、了樟樹林、濕地松林的土壤呼吸，兩種林分間對比樟樹林土壤呼吸速率高于濕地松林。
　　 (2)添加、去除凋落物沒有改變樟樹林、濕地松林土壤呼吸季節(jié)變化規(guī)律，6－8月最高，1－2月最低。添加凋落物使樟樹林土壤呼吸年均速率(3.05±0.36μmol·m-2·s-1)提高了10.8％、使?jié)竦厮闪滞寥篮粑昃俾?1.67±0.22μmol·m-2·s-1)提高了12.0％，去除凋落物使樟樹林土壤呼吸年均速率降低了31.8％、使?jié)竦厮闪滞?/p>

6、壤呼吸速率減少了14.4％。添加、去除凋落物后，仍然是樟樹林土壤呼吸速率高于濕地松林。
　　 (3)在施氮樣地內(nèi)，同時進(jìn)行添加、去除凋落物處理。添加凋落物提高了土壤呼吸年均速率，樟樹林LN、MN、HN分別提高了53.5％、49.4％和55.8％，濕地松林分別提高了33.2％、49.4％和40.27％。去除凋落物土壤呼吸速率變化復(fù)雜，樟樹林LN、HN分別提高了12.9％、21.53％，而MN減少了2.6％，濕地松林LN、HN分別提

7、高了4.8％、24.59％，而MN減少了0.6％。
　　 (4)樟樹林和濕地松林內(nèi)各處理土壤呼吸速率季節(jié)變化都與土壤(≤5cm)溫度呈顯著指數(shù)相關(guān)(p<0.01)，與土壤(≤5cm)含水率相關(guān)性不顯著(p>0.05)；土壤溫、濕度可以共同解釋兩種林分施氮和添加、去除凋落物后樟樹林土壤呼吸變化的68.8％～93.4％和57.1％～95.8％。兩種林分各處理土壤呼吸溫度敏感性系數(shù)Q10值在1.92～2.29和1.27～1.97之間。