華北低山丘陵區(qū)石榴-作物間作系統(tǒng)的土壤呼吸特征.pdf

1、土壤呼吸是土壤釋放CO2的過程,是大氣CO2的重要來源。生態(tài)系統(tǒng)及土地利用方式具有多樣性,全面、系統(tǒng)的研究各種陸地生態(tài)系統(tǒng)或不同土地利用方式條件下土壤呼吸變化過程及其影響因素具有重要的意義。本文于2010年3月至2010年9月,利用Li-8100土壤呼吸自動觀測系統(tǒng),試驗研究了位于河南省濟源市的華北低山丘陵區(qū)石榴.小麥間作系統(tǒng)、小麥單作系統(tǒng)、石榴.綠豆間作系統(tǒng)和綠豆單作系統(tǒng)的土壤呼吸速率(SRR),分析比較了各個系統(tǒng)土壤呼吸的時間變化特

2、征及其與15cm深度處的土壤溫度和0-20cm土層的土壤體積含水量的關系。結(jié)果表明:
　　 (1)石榴-小麥/綠豆間作系統(tǒng)、小麥/綠豆單作系統(tǒng)的土壤呼吸日動態(tài)變化規(guī)律均呈單峰曲線,土壤呼吸速率早上隨著土壤溫度的升高而增大,到中午或下午達到高峰,下午和夜間隨土壤溫度的降低而減小。各個系統(tǒng)在晴天-多云天氣均表現(xiàn)出明顯的時間變化特征,波動幅度較大,在陰天日波動變化幅度較小,與土壤溫度的波動幅度變化規(guī)律一致。石榴-小麥/綠豆間作系統(tǒng)和小

3、麥/綠豆單作系統(tǒng)在晴天-多云的土壤呼吸速率的最大值出現(xiàn)在下午15時左右,陰天時的最大值出現(xiàn)在下午16時左右。土壤溫度峰值的出現(xiàn)時間相對于土壤呼吸速率峰值的出現(xiàn)時間存在明顯的滯后現(xiàn)象,滯后約3h。間作系統(tǒng)的土壤呼吸速率高于單作系統(tǒng),整個觀測時期內(nèi)石榴-小麥間作系統(tǒng)和小麥單作系統(tǒng)的平均土壤呼吸速率分別為1.813μmol·m-2·s-1和1.642μmol·m-2·s-1,石榴-綠豆間作系統(tǒng)和綠豆單作系統(tǒng)的平均土壤呼吸速率分別為2.996μ

4、mol·m-2·s-1和2.378μmol·m-2·s-1。
　　 (2)石榴-小麥/綠豆間作系統(tǒng)、小麥/綠豆單作系統(tǒng)的土壤呼吸速率在觀測期內(nèi)具有顯著的季節(jié)動態(tài)變化特征。石榴-小麥間作系統(tǒng)和小麥單作系統(tǒng)月均土壤呼吸速率最高的是5月份,為2.771μmol·m-2·s-1和2.517μmol·m-2·s-1,最低的是3月份,依次為5月＞6月＞4月＞3月,月均土壤呼吸速率的變化幅度分別為1.446μmol·m-2·s-1和1.246

5、μmol·m-2·s-1。石榴-綠豆間作系統(tǒng)和綠豆單作系統(tǒng)月均土壤呼吸速率最高的是7月份,為5.012μmol·m-2·s-1和4.514μmol·m-2·s-1,最低的為6月份,依次為7月＞8月＞9月＞6月,變化幅度分別為3.6512μmol·m-2·s-1和3.372μmol·m-2·s-1。無論是月均土壤呼吸速率的最高值還是整個觀測期內(nèi)的平均值,間作系統(tǒng)的土壤呼吸速率值都大于單作系統(tǒng)。
　　 (3)石榴-小麥/綠豆間作系統(tǒng)

6、、小麥/綠豆單作系統(tǒng)的土壤呼吸速率與15cm深度處的土壤溫度存在顯著的指數(shù)相關關系。在石榴-小麥間作系統(tǒng)和小麥單作系統(tǒng)中,土壤溫度可以解釋土壤呼吸速率變化的53.35％和52.04%,土壤呼吸的溫度系數(shù)Q10為1.732和1.491;在石榴-綠豆間作系統(tǒng)和綠豆單作系統(tǒng)中,土壤溫度可以解釋土壤呼吸速率變化的59.85%和55.51%,土壤呼吸的溫度系數(shù)Q10為2.462和1.793。間作系統(tǒng)的土壤呼吸的溫度敏感性高于單作系統(tǒng)。
　　

7、 石榴-小麥/綠豆間作系統(tǒng)、小麥/綠豆單作系統(tǒng)的土壤呼吸速率與20cm深度處的土壤體積含水量相關關系都不明顯,土壤水分沒有成為影響土壤呼吸速率的限制因子。
　　 建立石榴-小麥/綠豆間作系統(tǒng)、小麥/綠豆單作系統(tǒng)土壤呼吸速率與土壤溫度和土壤體積含水量的雙因素關系模型,擬合結(jié)果表明,15cm深度處的土壤溫度和20cm深度處的土壤體積含水量可以共同解釋石榴-小麥間作系統(tǒng)、小麥單作系統(tǒng)土壤呼吸變化的51.8%和51.1%。15cm深度