生长季山西太岳山油松人工林土壤呼吸速率研究

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森林土壤呼吸是陆地生态系统碳循环的重要组成部分,其动态变化对全球碳循环产生深远的影响。抚育管理是提高林分质量的重要措施,研究不同抚育强度对土壤呼吸的影响研究具有一定的理论价值与实践意义。2010年4月,在太岳山选择典型油松人工林分别进行不同强度的抚育,抚育强度分别设定为:0、20%、30%、40%、50%。利用LI-8100开路式土壤碳通量测量系统对土壤呼吸速率及其环境影响因子的生长季变化动态进行了定位观测。同时应用LI-8150对未干扰油松人工林样地土壤呼吸、土壤10cm温度和湿度以及不同高度CO2通量变化进行连续监测。测量时间为:2010年4月~9月。结果如下:(1)生长季内不同抚育强度油松人工林土壤呼吸速率变化呈单峰曲线,7-8月份土壤呼吸速率达到最大值,其中对照样地土壤呼吸速率最大为4.5μmolCO2·m-2·s-1,此后土壤呼吸速率逐渐下降,9月降到较低值1.0~1.5μmolCO2·m-2·s-1。(2)不同抚育强度下土壤呼吸速率及其各组分差异明显。切根去凋处理不同强度抚育样地土壤呼吸速率无显著差异(p>0.05);去凋处理条件下不同强度抚育样地土壤呼吸速率呈显著差异(p<0.05),抚育强度为20%、30%和40%样地6、7月的土壤呼吸速率显著高于对照样地(p<0.05);对照处理条件下,不同强度抚育样地土壤呼吸速率呈显著差异(p<0.05),抚育强度为30%和40%样地6、7、8月的土壤呼吸速率显著高于对照样地(p<0.05)。(3)抚育后各样地土壤呼吸速率与土壤10cm温度和湿度显著相关(p<0.01),土壤温度和湿度双因子关系模型拟合结果优于土壤温度或湿度的单因子关系模型,共同解释了土壤呼吸速率变化的30%~74%。(4)未受人为干扰油松人工林土壤呼吸速率随着温度的升高不断增强,到7月达到最大值,8月由于受到雨水的影响呼吸速率减弱,进入9月后则主要受到温度降低的影响而逐渐减弱。油松人工林土壤呼吸速率受多种环境因子影响,其中10cm土壤温度和湿度是主要影响因子,共同作用解释了土壤呼吸变化的68%~88%。地表温度和相对湿度与土壤呼吸速率显著相关(p<0.01)。(5)通过对林冠层不同高度CO2通量观测,结果显示油松人工林生态系统生长季各个月都表现为碳源,即生长季各月生态系统吸收的CO2量都小于释放的CO2的量。CO2通量从4月开始逐渐增大,8月以后逐渐减少。不同高度CO2通量也有明显差异,地表CO2排放量最大,其次为林冠层,林冠层以上20m处CO2排放量最小。
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