【摘 要】
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大气温室气体浓度上升是全球变暖的主要原因,其中CO2、CH4等是温室效应的主要贡献者,总贡献率达80%以上。相比农田等其他生态系统,森林系统是影响全球温室气体排放量变化的重
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大气温室气体浓度上升是全球变暖的主要原因,其中CO2、CH4等是温室效应的主要贡献者,总贡献率达80%以上。相比农田等其他生态系统,森林系统是影响全球温室气体排放量变化的重要组成部分,其中林地能降低土壤CO2排放,增加土壤吸收CH4的能力。因此,针对研究较少的中亚热带地区杉木人工林地,研究其林地温室气体(CO2、CH4)通量特征,以获得人工林生态系统温室气体通量的汇源特征,对于制定土壤温室气体排放控制措施有较大意义。本文以中亚热带丘陵地区不同林龄杉木林为研究对象,研究其土壤CH4、CO2通量变化规律以及影响因素。在此基础上,还研究其温室气体排放总量,并开展了全球增温潜能(GWP)评价分析,获得以下主要结果:杉木林地土壤CH4通量表现为大气甲烷的汇,秋季杉木林地土壤CH4吸收通量最高,冬季CH4吸收通量最低,春夏两季通量比较接近。不同林龄CH4通量变化受季节影响,其中过熟林(83a)CH4通量变化最大。杉木林地土壤CH4通量变化随林龄增长大体呈先下降后上升趋势。土壤表层温度对除幼龄林(3a)外的其它龄林杉木林地土壤的CH4通量均有显著影响,其中对过熟林(83a)杉木林地土壤CH4通量有极显著影响。在地表土壤温度介于10-20℃之间时,不同林龄杉木林地土壤CH4吸收通量均达到最大值,高温和低温均会降低土壤对CH4通量的吸收。土壤地下5cm温度对不同林龄杉木林地土壤的CH4通量均有显著影响,当土壤地下5cm温度小于15℃时,不同林龄杉木林地土壤CH4吸收量随温度升高而升高,在土壤地下5cm温度大于20℃时,不同林龄杉木林地土壤CH4吸收量随温度升高而降低,在温度小于5℃时,部分龄林土壤的CH4通量表现为排放通量,其中过熟林(83a)杉木林地土壤表现最为明显。杉木林地土壤CO2通量表现为大气二氧化碳的源,夏季杉木林地土壤CO2通量最高,冬季CO2通量最低。不同林龄杉木林地土壤CO2通量变化随林龄增长大体呈先上升后下降趋势。土壤地表温度和土壤地下5cm温度对各林龄杉木林地土壤的CO2通量均有显著影响。不同林龄杉木林地土壤CO2通量均表现为大气二氧化碳的源,随着温度的升高,各龄林杉木林地土壤的CO2排放通量随之升高。地表温度对不同林龄杉木林地土壤CO2排放通量的影响从大到小依次为过熟林(83a)>近熟林(21a)>中龄林(11a)>幼龄林(3a)>成熟林(32a)。不同林龄杉木林地土壤CO2排放通量对土壤地下5cm温度的敏感性从强到弱依次为近熟林(21a)>过熟林(83a)>中龄林(11a)>成熟林(32a)>幼龄林(3a)。成熟林(32a)和过熟林(83a)阶段的CH4吸收效果最好,在CH4净通量上总体呈现先下降后上升的变化趋势;不同杉木林林龄的CO2年排放通量在近熟林(21a)以前基本呈上升趋势,在近熟林(21a)以后,年排放量基本呈下降趋势。在杉木林近熟林(21a)以前,杉木林土壤全球增温潜势(GWP)增加;而在杉木林成熟林(32a)以后,杉木林土壤全球增温潜势(GWP)降低。
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