廣西桉樹及其他幾種林分土壤呼吸特征.pdf

1、本研究選取桂林堯山桉樹幼齡林(ASYS(4a))、桉樹老齡林(ASYS(20a))、馬尾松林(MWSYS(22a))，靈川桉樹幼齡林(ASLC(4a))、馬尾松林(MWSLC(30a))、杉木林(SMLC(25a))、毛竹林(MZLC)和闊葉林(KYLLC)，北海桉樹幼齡林(ASBH(4a)）三個(gè)研究地區(qū)的9種林分為研究對(duì)象，從2012年7月至2013年12月，對(duì)各林分土壤呼吸及其組分、土壤溫度、土壤濕度進(jìn)行了為期一年的觀測。對(duì)比研究了

2、各林分土壤呼吸及其組分的月份變化特征、季節(jié)變化特征以及ASYS(20a)的晝夜變化特征，并分析主要環(huán)境因子對(duì)土壤呼吸的影響，最后對(duì)各林分土壤呼吸碳排放量進(jìn)行了初步的估算。主要研究結(jié)果如下:
　　(1)桂林堯山研究區(qū)三種林分的土壤呼吸月份變化特征相似，土壤呼吸最大值均出現(xiàn)在7月，土壤呼吸的最小值出現(xiàn)的12月和1月?？傮w來看，土壤呼吸及其組分隨月份的變化呈現(xiàn)單峰曲線形式。分析各林分土壤呼吸的月份變化情況與環(huán)境因子的關(guān)系可知:三種林分土

3、壤呼吸及其組分與土壤溫度均呈顯著相關(guān)關(guān)系;土壤含水量與土壤呼吸的關(guān)系較復(fù)雜，ASYS(4a)土壤含水量與土壤呼吸及其組分的關(guān)系不明顯，ASYS(20a)土壤含水量與其土壤呼吸及異養(yǎng)呼吸呈顯著正相關(guān)關(guān)系，MWSLC(30a)土壤含水量與其異養(yǎng)呼吸呈顯著負(fù)相關(guān)關(guān)系。
　　(2)土壤呼吸的季節(jié)特征明顯。就土壤呼吸速率而言，所有林分均表現(xiàn)為夏季最高，冬季最低，土壤呼吸速率均呈現(xiàn)單峰曲線形式。各林分土壤呼吸速率大小表現(xiàn)為:MZLC＞ASBH

4、(4a)＞KYLLC＞ASYS(4a)＞MWSYS(22a)＞ASYS(20a)＞MWSLC(30a)＞SMLC(25a)＞ASLC(4a)。不同緯度研究區(qū)（北海、桂林堯山和靈川），桉樹幼齡林土壤呼吸表現(xiàn)為:相對(duì)較低緯度地區(qū)（北海）桉樹林的土壤呼吸速率大于相對(duì)較高緯度地區(qū)（桂林堯山和靈川）桉樹林的土壤呼吸速率;同一研究地點(diǎn)（靈川），毛竹林和闊葉林土壤呼吸速率均分別大于馬尾松林和杉木林:同一研究地點(diǎn)（桂林堯山），不同林齡的桉樹林之間土壤呼

5、吸特征表現(xiàn)為幼齡林土壤吸速率大于老齡林。
　　本研究以桂林堯山三種林分為例，研究發(fā)現(xiàn):春、夏兩季，桂林堯山三種林分的土壤呼吸速率無顯著差異，而秋、冬兩季，ASYS(4a)和MWSYS(22a)的土壤呼吸速率均顯著大于ASYS(20a)，且ASYS(4a)和MWSYS(22a)之間差異不顯著;自養(yǎng)呼吸方面，春、夏季與秋、冬季均表現(xiàn)為:ASYS(4a)的自養(yǎng)呼吸速率顯著大于ASYS(20a)和MWSYS(22a)，但在春、夏季，MWS

6、YS(22a)的自養(yǎng)呼吸速率顯著大于ASYS(20a);異養(yǎng)呼吸方面，在春、夏兩季ASYS(20a)的異養(yǎng)呼吸速率顯著大于ASYS(4a)和MWSYS(22a)，而在秋、冬兩季，MWSYS(22a)的異養(yǎng)呼吸速率顯著大于ASYS(4a)和ASYS(20a);相關(guān)性分析表明，各季節(jié)三種林分土壤呼吸及其組分與土壤溫度均呈顯著的指數(shù)關(guān)系，但溫度敏感性方面，春、夏兩季ASYS(4a)溫度敏感性最大，MWSYS(22a)的溫度敏感性最小，而秋、冬

7、兩季MWSYS(22a)的溫度敏感性最大，ASYS(4a)的溫度敏感性最小;在土壤呼吸與土壤溫度的關(guān)系方面表現(xiàn)為:春、夏兩季，ASYS(4a)的土壤呼吸與土壤含水量的相關(guān)性不顯著，ASYS(20a)的土壤呼吸與土壤含水量呈顯著正相關(guān)關(guān)系，MWSYS(22a)的土壤呼吸與土壤含水量呈顯著負(fù)相關(guān)關(guān)系。秋、冬兩季，三種林分土壤呼吸速率和土壤含水量之間均呈現(xiàn)顯著負(fù)相關(guān)關(guān)系。
　　(3)ASYS(20a)的土壤呼吸具有明顯的晝夜變化特征，呈

8、現(xiàn)單峰型曲線。四季土壤呼吸速率均在17:00時(shí)至19:00時(shí)達(dá)到最大值，在5:00時(shí)至9:00時(shí)達(dá)到最小值。白天土壤呼吸速率較大，變化幅度大，夜間土壤呼吸速率較小，變化平穩(wěn);各季節(jié)土壤呼吸全天碳排放量之間存在顯著差異，表現(xiàn)為夏季＞春季＞秋季＞冬季;春、秋兩季土壤呼吸與土壤溫度晝夜變化的關(guān)系均呈顯著的相關(guān)指數(shù)關(guān)系，而夏、冬兩季土壤溫度晝夜變化與土壤呼吸的相關(guān)關(guān)系不明顯。四個(gè)季節(jié)土壤含水量的晝夜變化與土壤呼吸及其各組分的相關(guān)關(guān)系均不顯著。<

9、br>　　(4)土壤溫度是影響土壤呼吸速率的重要因子。所有林分中，除ASLC(4a)的土壤自養(yǎng)呼吸受人為因素過度干擾而表現(xiàn)出與土壤溫度關(guān)系不顯著以外，其余所有林分的土壤呼吸及其組分的速率與土壤溫度均呈顯著或極顯著指數(shù)關(guān)系。在溫度敏感性方面，不同緯度研究區(qū)的桉樹人工林溫度敏感性表現(xiàn)為:相對(duì)較高緯度地區(qū)（桂林堯山）桉樹林ASYS(4a)的土壤呼吸Q10值大于相對(duì)較低緯度地區(qū)（北海）桉樹林ASBH(4a);同一研究地點(diǎn)（靈川），溫度敏感性總體

10、表現(xiàn)為針葉林大于闊葉林;同一研究地點(diǎn)（桂林堯山），不同林齡的桉樹林土壤呼吸溫度敏感性表現(xiàn)為老齡林的Q10值大于幼齡林。
　　(5)土壤含水量也是影響土壤呼吸速率的重要因子。本研究中，除ASYS(4a)、MWSYS(22a)和ASLC(4a)這3種林分的土壤呼吸速率與土壤含水量關(guān)系不顯著外，其余各林分的土壤呼吸速率均與土壤含水量呈顯著正相關(guān)線性關(guān)系。分析土壤呼吸各組分與土壤含水量的關(guān)系表明，土壤含水量對(duì)土壤異養(yǎng)呼吸速率的影響較大。研

11、究中，除ASYS(4a)外，其余所有林分的土壤異養(yǎng)呼吸與土壤含水量均呈顯著或極顯著相關(guān)關(guān)系;而自養(yǎng)呼吸方面只有KYLLC、MWSLC(30a)和ASBH(4a)這3種林分的土壤自養(yǎng)呼吸速率與土壤含水量關(guān)系顯著。
　　(6)三個(gè)研究區(qū)各林分的全年土壤呼吸碳排放量大小與土壤呼吸速率大小一致。全年土壤呼吸碳排放量MZLC最大，ASLC(4a)最小。由靈川研究點(diǎn)可知，闊葉林(KYLLC)全年土壤呼吸碳排放量高于鄉(xiāng)土針葉樹種林分(MWSLC

12、(30a)，SMLC(25a));由桂林堯山研究點(diǎn)可知，桉樹幼齡林ASYS(4a)的全年土壤呼吸碳排放量高于桉樹老齡林(ASYS(20a))，而同齡級(jí)的馬尾松林MWSYS(22a)全年土壤呼吸碳排放量高于桉樹老齡林(ASYS(20a)):桉樹幼齡林(ASBH(4a)，ASYS(4a),ASLC(4a))全年土壤呼吸碳排放量隨緯度的增加呈減小的趨勢(shì);從撫育管理措施來看，清除林下灌草(如:ASLC(4a))全年土壤呼吸碳排放量低于未進(jìn)行撫育