三種退耕還林模式林地土壤呼吸和林木細(xì)根呼吸研究.pdf

1、本研究采用動(dòng)態(tài)密閉氣室法(IRGA)對(duì)四川盆周西緣(眉山市洪雅縣)三種主要退耕還林還草模式(模式1：光皮樺木+扁穗牛鞭草，模式2：光皮樺木+苦竹，模式3：光皮樺木+自然草)進(jìn)行原位土壤呼吸和離體細(xì)根呼吸測(cè)量，并對(duì)土壤呼吸、細(xì)根呼吸呈現(xiàn)的時(shí)間、空間動(dòng)態(tài)進(jìn)行研究，分別從大氣溫度、土壤溫度、土壤含水量、土壤理化性質(zhì)、細(xì)根生物量、細(xì)根氮含量等方面與土壤呼吸、細(xì)根呼吸的動(dòng)態(tài)變化進(jìn)行相關(guān)性分析，深入研究在退耕還林地這一特殊的復(fù)合生態(tài)系統(tǒng)的生態(tài)過程，

2、為退耕還林模式的可持續(xù)經(jīng)營提供科學(xué)依據(jù)。研究結(jié)果表明： (1)不同復(fù)合生態(tài)系統(tǒng)的土壤呼吸在整個(gè)測(cè)定時(shí)間(2006年4月，8-12月)內(nèi)，都表現(xiàn)出相同且明顯的季節(jié)變化，最高的土壤呼吸量出現(xiàn)在8月，各退耕模式土壤呼吸最大值分別為：(8.25μmol·m<'-2>·s<'-1>、6.69μmol·m<'-2>·s<'-1>、4.95μmol·m<'-2>·s<'-1>)；各模式土壤呼吸的最低值出現(xiàn)在12月，分別為：：1.49μmol·

3、m<'-2>·s<'-1>、1.17μmol·m<'-2>·s<'-1>、0.96μmol·m<'-2>·s<'-1>。壕溝處理區(qū)內(nèi)的土壤呼吸呈現(xiàn)的季節(jié)變化和對(duì)照區(qū)域一致，各退耕模式林地壕溝處理區(qū)土壤呼吸8月出現(xiàn)峰值，分別為：2.10μmol·m<'-2>·s<'-1>、1.83μmol·m<'-2>·s<'-1>、1.49μmol·m<'-2>·s<'-1>；12月最低：0.86μmol·m<'-2>·s<'-1>、0.72μmol·

4、m<'-2>·s<'-1>、0.57μmol·m<'-2>·s<'-1>。 (2)土壤呼吸同大氣溫度、土壤溫度存在顯著的相關(guān)性，土壤呼吸速率隨溫度的上升呈指數(shù)增長。三種模式林地上土壤呼吸速率與大氣溫度相關(guān)系數(shù)分別為：0.512，0.628，0.204(P<0.01)；土壤呼吸速率與土壤溫度相關(guān)系數(shù)分別為：0.528，0.645，0.192(P<0.01)。土壤呼吸對(duì)土壤溫度變化的響應(yīng)更積極。 (3)土壤呼吸同土壤理化性質(zhì)

5、之間亦存在明顯的相關(guān)性。不同模式下土壤呼吸速率與土壤濕度含水量間相關(guān)系數(shù)分別為：0.884，0.906，0.850(P<0.01)；土壤呼吸速率與和土壤有機(jī)質(zhì)含量、土壤全氮含量存在相關(guān)性。表層土壤中有機(jī)質(zhì)、全氮含量與土壤呼吸速率相關(guān)性好于下層土壤。 (4)細(xì)根呼吸季節(jié)變化明顯，其變化趨勢(shì)與土壤呼吸季節(jié)動(dòng)態(tài)相一致，呈單峰型變化。8月細(xì)根呼吸CO<,2>出現(xiàn)峰值，各模式林地細(xì)根分別為：1.89μmol·m<'-2>·s<'-1>、1

6、.93μmol·m<'-2>·s<'-1>、1.85gμmol·m<'-2>·s<'-1>；各模式細(xì)根呼吸谷值則出現(xiàn)在12月，分別為：0.51μmol·m<'-2>·s<'-1>、μmol·m<'-2>·s<'-1>、和μmol·m<'-2>·s<'-1>。相較于大氣溫度，細(xì)根呼吸對(duì)土壤溫度變化響應(yīng)更積極。 (5)不同模式林地細(xì)根年生物量分別為12.208t hm<'-2>，26.994 t hm<'-2>，11.608 t h

7、m<'-2>。不同土層深度細(xì)根生物量呈單峰型變化。上層土壤中細(xì)根生物量最大，中層土壤細(xì)根生物量其次，下層土壤細(xì)根生物量最小。不同模式下研究林地上中下層細(xì)根生物量同細(xì)根呼吸間存在顯著的相關(guān)，表現(xiàn)為上層生物量與呼吸速率相關(guān)性好于中層和下層，相關(guān)系數(shù)分別為：模式1：0.794，0.576，0.568(P<0.01)；模式2：0.799，0.583，0.577(P<0.01)；模式3：0.715，0.582(P<0.01)，0.370(P<0.

8、05)。 (6)與土壤呼吸相同，細(xì)根呼吸同大氣溫度和土壤溫度也存在顯著的相關(guān)性，細(xì)根呼吸速率也隨著溫度的上升呈指數(shù)增長。細(xì)根呼吸同土壤溫度的相關(guān)性大于同大氣溫度的相關(guān)性。不同研究林地細(xì)根呼吸對(duì)大氣溫度、土壤溫度的相關(guān)系數(shù)分別為：模式1：0.643和0 66，模式2：0.72和0.75，模式3：0.676和0.722。 (7)各退耕模式林地細(xì)根不同植物種類細(xì)根組織全氮含量亦呈現(xiàn)出明顯的季節(jié)變化。細(xì)根呼吸速率與細(xì)根氮濃度之間