浙江天童亞熱帶常綠闊葉林土壤呼吸空間異質(zhì)性研究.pdf

1、自工業(yè)革命以來，大氣中CO2濃度已從1850年的285 ppmv上升到2012年的約398 ppmv。與20世紀(jì)初相比，全球氣溫已經(jīng)上升了約0.78℃，據(jù)預(yù)測到本世紀(jì)末，全球溫度還將增加1.1-6.4℃。大量研究表明，全球碳循環(huán)的動態(tài)變化與氣候變化及人類活動影響有著密切關(guān)系，尤其是化石燃料的燃燒和土地利用方式的變化。據(jù)估算，1960-2008年，陸地生態(tài)系統(tǒng)吸收了人類活動釋放碳的30％。因此，陸地生態(tài)系統(tǒng)碳循環(huán)是全球碳循環(huán)中的重要環(huán)節(jié)，

2、在調(diào)節(jié)全球氣候變化中扮演著重要角色。然而，由于陸地生態(tài)系統(tǒng)對全球氣候變化反饋的復(fù)雜性，陸地生態(tài)系統(tǒng)未來吸收碳的能力是否會持續(xù)仍未可知。因此，為了能夠更好的維持全球CO2濃度穩(wěn)定，必須了解陸地生態(tài)系統(tǒng)對氣候變化的響應(yīng)和反饋機(jī)制。
　　土壤呼吸是陸地生態(tài)系統(tǒng)碳循環(huán)中僅次于總初級生產(chǎn)力的第二大碳通量，是陸地生態(tài)系統(tǒng)碳循環(huán)的重要組成部分。因此準(zhǔn)確測量土壤呼吸對于估算生態(tài)系統(tǒng)碳儲量非常重要。由于土壤呼吸速率在自然生態(tài)系統(tǒng)中具有高度的空間異質(zhì)

3、性，因此在野外實驗中很難準(zhǔn)確估算出生態(tài)系統(tǒng)的土壤呼吸。探討一套合適的野外采樣方法對于評估整個陸地碳循環(huán)具有重要而又迫切的意義。為了評估取樣策略（分層抽樣和隨機(jī)抽樣法）和取樣個數(shù)對實際土壤呼吸估算的影響，我們采用蒙特卡羅模擬法來檢測隨機(jī)和分層取樣法的有效性，以浙江天童亞熱帶常綠闊葉林為研究對象，于2013年8月至2014年1月使用LI-8100土壤呼吸儀測定了不同呼吸環(huán)內(nèi)的土壤呼吸速率及地下5厘米處的溫度和水分。結(jié)果顯示:土壤呼吸平均值不

4、受取樣數(shù)量和取樣策略的影響，但其變異系數(shù)隨著取樣個數(shù)的增加而逐漸減少;在生長季，分層取樣的精確度比隨機(jī)取樣法提高了約16.7％，工作量減少了約36.4％，在非生長季，這兩個數(shù)值分別為8.7％和22.2％。運(yùn)用模型估算出10℃下土壤呼吸速率(R10)約為1.0μmol CO2/m2 s，溫度敏感系數(shù)(Q10)約為2.0。二者的平均值雖不受取樣策略和個數(shù)的影響，但其變異系數(shù)均隨著取樣個數(shù)的增加而減少，且兩種取樣策略間沒有明顯差異。
　

5、　我們于2013年6月至2014年5月使用LI-8100土壤呼吸儀測定了干旱、干擾和空白處理方式下的呼吸環(huán)內(nèi)的土壤呼吸速率。結(jié)果顯示:短期干旱對陸地生態(tài)系統(tǒng)土壤呼吸速率及其空間異質(zhì)性沒有明顯影響，干擾對土壤呼吸的變異系數(shù)有較大影響，在非生長季時，變異系數(shù)增加了100％。干擾使R10的值增加了33％，變異系數(shù)增加了109％，短期干旱對R10的值沒有明顯影響，使變異系數(shù)降低了約48％。干擾使Q10降低了約20％，變異系數(shù)增加了100％;短期