华北低丘山地不同土地利用方式土壤呼吸差异及其影响因素

来源 :河北农业大学 | 被引量 : 6次 | 上传用户:itlixw
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华北石质山区是华北平原的重要生态屏障,一直是退耕还林与荒山造林等林业生态工程建设的重点区域。为进一步丰富温暖带山地人工林、农田与撂荒地的碳通量观测数据,为全球变化预测提供参考,并为华北山区林业生态工程建设的深入评估提供科学依据,并对评价其它类似气候区与山区山地不同土地利用方式下的土壤呼吸差异提供借鉴,因此,在2009年11月(-2)010年10月,采用静态箱-气象色谱法,研究了华北低丘山地晴天日条件下退耕还林树种刺槐人工林与农田,荒山造林树种侧柏、栓皮栎人工林与撂荒地之间的土壤呼吸差异。结果表明:(1)刺槐林地与农田土壤呼吸速率均呈现明显的季节变化,在非生长季节,刺槐林地平均土壤呼吸速率为0.597μmol·m(-2)·s(-1),比农田0.665μmol·m(-2)·s(-1)约低10.2%;在生长季节,刺槐林地土壤呼吸速率平均为3.551μmol·m(-2)·s(-1),约比农田3.880μmol·m(-2)·s(-1)约低8.5%。因此,退耕还林后可降低CO2排放,在应对气候气候变暖中具有重要地位。土壤温湿度对刺槐林地与农田土壤呼吸的影响表现出一定的不一致性,在非生长季节,土壤温度(0-5cm)解释了刺槐林与农田土壤呼吸速率变化的90%以上,而与土壤体积含水量无关;但在生长季节,土壤温度却只解释了刺槐林与农田土壤呼吸变化的70.5%-79.4%,且土壤体积含水量与刺槐林土壤呼吸速率的变化无关,而土壤体积含水量却解释了农田土壤呼吸速率变化的24.9%,且土壤温湿度交互作用比较明显。在不同季节阶段,作为评价不同生态系统土壤呼吸对温度的敏感性或依赖性的一常用指标Q10值,在刺槐林地与农田之间表现出一定的不一致性。在非生长季刺槐林土壤呼吸Q10为3.554小于农田的4.170;而在生长季,刺槐林Q10却以2.380大于农田的1.826。(2)荒山营造栓皮栎林对降低CO2排放具有显著效果。在非生长季节和生长季节,栓皮栎人工林土壤呼吸速率分别以19.5%、40.2%低于撂荒地。荒山营造侧柏林亦对降低CO2排放具有显著作用。在非生长季,侧柏林地土壤呼吸速率(0.494μmol·m(-2)·s(-1))以平均低于撂荒地(0.573μmol·m(-2)·s(-1))13.8%的随着气温的变化而呈“V”形变化;而在生长季:晴天撂荒地和侧柏林地土壤呼吸速率的变化特征均基本为单峰型状态,且侧柏林土壤呼吸速率的平均值为3.658μmol·m(-2)·s(-1),比撂荒地的6.363μmol·m- 2·s- 1低42.5%。(3)准确估测及评估两种不同林型间土壤呼吸的差异性,对于进一步优化荒山造林的群落结构具有重要意义。经实验研究表明:在整个观测期内,阔叶栓皮栎林土壤呼吸速率比针叶侧柏林高3.1%,但在不同季节,大小不一。在非生长季节,针叶侧柏林平均土壤呼吸速率为0.494μmol·m(-2)·s(-1)比阔叶栎林的0.461μmol·m(-2)·s(-1)高7.2%;而在生长季,针叶侧柏林平均土壤呼吸速率却比阔叶栎林低3.7%。针叶侧柏和阔叶栎林土壤呼吸Q10均随土温的升高而降低,且在非生长季表现为,针叶侧柏人工林土壤呼吸Q10大于阔叶栓皮栎林,而在生长季,却表现为针叶侧柏林Q10低于阔叶栎林。在0~5cm层土壤体积含水量在10~25%范围内,针叶侧柏林土壤呼吸Q10随水分的升高而增大;而阔叶栓皮栎林土壤呼吸Q10没有这种线性规律,但其在15~25%范围内,明显大于其它范围。
其他文献
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