鄂南幕阜山區(qū)不同經(jīng)營措施毛竹林土壤呼吸特征研究.pdf

1、土壤呼吸是陸地生態(tài)系統(tǒng)與大氣間碳交換的主要途徑，也是全球第二大的碳通量，每年通過土壤呼吸釋放到大氣中的CO2為98±12 PgC，是人類活動釋放CO2量的10倍以上，因此，土壤呼吸的微小變化將對大氣 CO2濃度產(chǎn)生重要影響。但土壤呼吸具有很強(qiáng)的時空異質(zhì)性，不同區(qū)域、不同植被類型，土壤呼吸差異較大。加強(qiáng)不同區(qū)域及不同植被類型土壤呼吸研究對增加大尺度土壤呼吸估算的精確性具有重要意義。竹林是我國南方重要的森林資源，目前，我國竹林面積已達(dá)538

2、萬公頃，其中70％為毛竹。竹林碳儲量占我國森林總碳儲量的約11%，并隨著竹林面積增加有增加的趨勢。在全球森林面積急劇下降的今天，竹林面積卻以每年3%左右的速度遞增，在全球氣候變化背景下，竹林生態(tài)系統(tǒng)在碳平衡中將起到重要作用。竹林生態(tài)系統(tǒng)地上碳過程已有較多研究，但地下碳過程研究較少，尤其是不同經(jīng)營措施對地下碳過程影響研究還鮮見報道。竹林經(jīng)營是提高毛竹產(chǎn)量的重要手段，因此，本研究以無經(jīng)營（Ⅰ）毛竹純林為對照，墾復(fù)（Ⅱ）、施用除草劑（Ⅲ）和劈

3、草（Ⅳ）毛竹純林為研究對象，利用LI-8100土壤 CO2通量自動監(jiān)測系統(tǒng)測量了土壤呼吸及其影響因子，并結(jié)合毛竹林生物量年增長量估算了毛竹林生態(tài)系統(tǒng)碳匯/源功能，主要研究結(jié)果如下：
　?。?）土壤呼吸的各影響因子具有明顯的月動態(tài)或季節(jié)動態(tài)變化。不同經(jīng)營措施毛竹林土壤溫度、濕度為夏季較高，冬季較低，差異均未達(dá)到顯著水平；葉面積指數(shù)呈單峰曲線，8月達(dá)到峰值，3月達(dá)到低谷，對照、劈草林分顯著低于墾復(fù)、施用除草劑林分；土壤有機(jī)質(zhì)春季較高、

4、秋季較低，施用除草劑林分顯著高于對照林分；凋落物輸入量為夏季較低、冬季較高，各林分差異均達(dá)到顯著水平；總根系與細(xì)根生物量夏季較低，冬季較高，施用除草劑林分顯著低于其他林分。
　?。?）溫度的日變化顯著影響土壤呼吸及組分呼吸日變化。土壤呼吸及組分呼吸日變化呈出單峰曲線或雙峰曲線，12時、14時或16時出現(xiàn)峰值，但變化趨勢并不同步。
　　（3）受溫度、濕度和經(jīng)營措施影響，土壤呼吸及組分呼吸均呈現(xiàn)明顯的月動態(tài)與季節(jié)動態(tài)變化。土壤呼

5、吸及組分呼吸均為夏季較高，冬季較低。與對照相比，墾復(fù)、施用除草劑、劈草均能提高土壤總呼吸，墾復(fù)林分最高，差異達(dá)到顯著水平；墾復(fù)、施用除草劑能顯著增加根呼吸，劈草降低了根呼吸，差異未達(dá)到顯著水平；根呼吸對土壤總呼吸貢獻(xiàn)約為30%；凋落物呼吸各經(jīng)營林分均低于對照林分，差異未達(dá)到顯著水平，對土壤總呼吸貢獻(xiàn)約為20%；墾復(fù)、劈草顯著增加了土壤礦質(zhì)呼吸，施用除草劑顯著降低了土壤礦質(zhì)呼吸，土壤礦質(zhì)呼吸對土壤總呼吸貢獻(xiàn)約為50%。
　　（4）土

6、壤總呼吸及組分呼吸與土壤溫度、濕度分別呈指數(shù)和線性相關(guān)關(guān)系，土壤總呼吸與礦質(zhì)呼吸相關(guān)性均優(yōu)于根呼吸與凋落物呼吸。墾復(fù)、施用除草劑能增加土壤呼吸溫度敏感性，但劈草降低了土壤呼吸溫度敏感性。土壤總呼吸年平均速率與葉面積指數(shù)、年生態(tài)系統(tǒng)凈生產(chǎn)力、年凋落物量、根生物量和細(xì)根生物量呈正相關(guān)關(guān)系。根呼吸年平均速率與葉面積指數(shù)、年生態(tài)系統(tǒng)凈生產(chǎn)力和土壤有機(jī)質(zhì)呈正相關(guān)關(guān)系、與根生物量和細(xì)根生物量呈負(fù)相關(guān)關(guān)系。凋落物呼吸與年凋落物量呈正相關(guān)關(guān)系。礦質(zhì)呼吸

7、與土壤有機(jī)質(zhì)呈負(fù)相關(guān)關(guān)系。土壤溫度與濕度的復(fù)合模型能更好預(yù)測土壤總呼吸與組分呼吸的動態(tài)變化。
　?。?）不同經(jīng)營措施大年毛竹林土壤呼吸CO2年釋放量為884.38、1042.83、904.05和910.10g C·m-2·a-1，林分生物量年增長量分別為1131.32、1353.07、1155.38和1578.40 g·m-2·a-1，生態(tài)系統(tǒng)凈生產(chǎn)力分別為339.01、414.86、451.73和372.99g C·m-2·a-