皇甫川五分地溝小流域不同土地利用方式下土壤呼吸特征的研究.pdf

1、內(nèi)蒙古自治區(qū)皇甫川流域地處北方農(nóng)牧交錯(cuò)帶中段，屬于暖溫型典型草原 區(qū)，該區(qū)域生態(tài)系統(tǒng)對(duì)氣候和土地利用變化非常敏感。本項(xiàng)研究選擇五分地溝 小流域中主要植被類(lèi)型和不同土地利用方式下的土壤為研究對(duì)象，在該區(qū)域首 次采用“LI-8100開(kāi)路式土壤碳通量測(cè)量系統(tǒng)”在野外原位測(cè)量其土壤C0<,2>釋放速 率；結(jié)合室內(nèi)土壤微生物呼吸作用強(qiáng)度及土壤微生物相關(guān)水平指標(biāo)的測(cè)定。旨 在分析土壤呼吸作用的變化規(guī)律及水熱條件的作用，探索人為活動(dòng)對(duì)土壤C

2、0<,2> 釋放速率規(guī)律所造成的影響。主要研究結(jié)果如下： 皇甫川五分地溝小流域土壤C0<,2>釋放速率晝夜動(dòng)態(tài)隨晝夜環(huán)境條件的差異而變化，變化幅度取決于土壤水分、溫度以及二者的配置狀況。在適宜的水分條件下，變化幅度較大，呈明顯的單峰曲線(xiàn)，峰值出現(xiàn)在午后12:00-16;00時(shí)，最小值出現(xiàn)在夜間0:00時(shí)左右；干旱條件下，變化幅度相對(duì)較小，峰值出現(xiàn)在上午或短時(shí)降水后。不同土地利用方式下土壤C0<,2>釋放速率有較為明顯的時(shí)空差

3、異性。夏秋季節(jié)，日平均土壤C0<,2>釋放速率最大的樣地均為溝底沙棘群落樣地，最小的樣地均為沙地；其大小順序總體表現(xiàn)為：農(nóng)業(yè)用地>林地>草地>沙地。一 除濕地外，土壤微生物呼吸強(qiáng)度均在農(nóng)業(yè)用地較高，土壤的總有機(jī)碳、微生物生物量碳和可浸提碳這三種“碳”值指標(biāo)最高的土地利用方式也為農(nóng)業(yè)用地。土壤呼吸商在濕地最大，其次為灌木林地，喬木林地、草地和農(nóng)業(yè)用地相對(duì)較小?？傮w看來(lái)，這些結(jié)果表明農(nóng)業(yè)用地、草地和喬木林地基本處于較正常狀況，灌木林地

4、顯示有一定脅迫存在，濕地高代謝商顯示其環(huán)境的不穩(wěn)定性。 研究數(shù)據(jù)證實(shí)，水分和溫度條件對(duì)土壤C0<,2>釋放速率有明顯的綜合作用。當(dāng)水分處于虧缺狀態(tài)時(shí)，土壤呼吸速率與水分的相關(guān)性較大，而與溫度的相關(guān)性較??；反之，當(dāng)水分條件較好時(shí)，溫度對(duì)土壤呼吸速率的影響較大。土壤呼吸速率與地下5cm土壤溫度、大氣溫度均星正相關(guān)，用指數(shù)模型來(lái)擬合，都得到很好的效果：而且低溫時(shí)的效果要好于高溫時(shí)的效果，土壤呼吸速率與大氣溫度擬合的效果要好于與地下5

5、cm土壤溫度擬合的效果。利用不同土地利用方式下土壤呼吸速率與大氣溫度間的回歸方程，將當(dāng)?shù)孛吭缕骄鶜鉁卮敕匠讨?，?jì)算出不同土地利用方式下全年土壤釋放CO<,2>的總量；結(jié)合不同群落類(lèi)型的土地面積，首次估算了皇甫川五分地溝小流域土壤CO<,2>年釋放總量，約為3.086x10<'9>g CO<,2>·a<'-1>。文中還分析了該地區(qū)水熱因子對(duì)土壤呼吸速率的綜合作用，得出五個(gè)土壤呼吸速率與地下5cm土壤溫度和0-100m土壤含水量的相關(guān)模型