论文部分内容阅读
土地利用变化引起的土壤C02排放的增加越来越受到科学界的关注,因为陆地生态系统中,2/3以上的碳储存在土壤中。作为陆地生态系统中向大气中输送碳的主要途径和陆地生态系统碳循环的重要组成部分,土壤呼吸每年向大气排放的量约为化石燃料燃烧排放量的10倍以上。森林作为最大的陆地生态系统,其土壤呼吸产生的碳排放会对全球碳循环产生巨大影响,因此研究不同森林生态系统的土壤呼吸及其影响因子的关系具有非常重要的现实和理论意义。本研究以山西高原庞泉沟国家自然保护区和天龙山国家自然保护区为研究区域,在2010-2011年对不同海拔高度、不同类型的10个林分样地(柏树林、油松林、云杉林、针阔叶混交林和华北落叶松林)土壤呼吸的季节变化及环境因子进行了每月1-4次的测定。目的是:1)了解不同海拔、不同植被条件下的土壤呼吸与环境因子的季节变化以及他们之间的关系有无显著差异;2)分析土壤呼吸的空间分异及引起空间变异的主要环境因子;3)了解不同海拔、不同植被条件下土壤呼吸的温度敏感性指数Q10及其与环境因子的关系。主要研究结论如下:(1)所测10个不同海拔样地的土壤呼吸均表现出明显的季节变化特征,冬春低,夏秋高的特点;土壤呼吸的季节变化主要受到土壤温度季节变化的控制。但是,在干旱条件下土壤呼吸对土壤水分的依赖性增加。同时随海拔增加,土壤水分对土壤呼吸的影响程度减低。根据10个样地2年测定的土壤呼吸、土壤水分、土壤温度以及海拔高度等因子,10个样地可分为3大类。海拔高度和土壤水分是影响分类的主要因素。(2)大多数林地的土壤呼吸与土壤温度的相关性达极显著水平,表明在土壤水分适当的条件下土壤温度是影响土壤呼吸的主要因子。总体来讲,土壤呼吸与土壤水分的相关性较差,但是,在低海拔地区土壤呼吸受土壤干旱影响较大。剔除土壤温度的影响后,二者的关系表现为低海拔相关性较显著,高海拔不显著。(3)10个样地的Q1o随海拔高度的升高而增大,同一样地的Q10值随测量深度的增加而增大。10个样地的Q1o值与年均土壤温度呈显著负相关,Q10值与年均土壤水分呈线性显著正相关。包括年均土壤温度和土壤水分的复合方程与单因子方程相比,R2值均有显著的提高。(4)10个样地的R1o值随海拔高度的升高而增大,同一样地的R10值随测量深度的增加而增大。10个样地的Rio值与年均土壤温度呈线性负相关,2010年均达到显著水平(P<0.05),2011年的三种深度的温度与Rio的相关系数均未通过显著性检验(P>0.05)。Ri0值与年均土壤水分呈线性显著正相关。包括年均土壤温度和土壤水分的复合方程与单因子方程相比,R2值均有显著的提高。