華北低丘山地不同土地利用方式土壤呼吸差異及其影響因素.pdf

1、華北石質(zhì)山區(qū)是華北平原的重要生態(tài)屏障,一直是退耕還林與荒山造林等林業(yè)生態(tài)工程建設(shè)的重點(diǎn)區(qū)域。為進(jìn)一步豐富溫暖帶山地人工林、農(nóng)田與撂荒地的碳通量觀測(cè)數(shù)據(jù),為全球變化預(yù)測(cè)提供參考,并為華北山區(qū)林業(yè)生態(tài)工程建設(shè)的深入評(píng)估提供科學(xué)依據(jù),并對(duì)評(píng)價(jià)其它類似氣候區(qū)與山區(qū)山地不同土地利用方式下的土壤呼吸差異提供借鑒,因此,在2009年11月-2010年10月,采用靜態(tài)箱-氣象色譜法,研究了華北低丘山地晴天日條件下退耕還林樹(shù)種刺槐人工林與農(nóng)田,荒山造林樹(shù)

2、種側(cè)柏、栓皮櫟人工林與撂荒地之間的土壤呼吸差異。結(jié)果表明：
　　 ⑴刺槐林地與農(nóng)田土壤呼吸速率均呈現(xiàn)明顯的季節(jié)變化,在非生長(zhǎng)季節(jié),刺槐林地平均土壤呼吸速率為0.597μ mol·m-2·s-1,比農(nóng)田0.665μ mol·m-2·s-1約低10.2％；在生長(zhǎng)季節(jié),刺槐林地土壤呼吸速率平均為3.551μ mol·m-2·s-1,約比農(nóng)田3.880μ mol·m-2·s-1約低8.5％。因此,退耕還林后可降低CO2排放,在應(yīng)對(duì)氣候氣

3、候變暖中具有重要地位。土壤溫濕度對(duì)刺槐林地與農(nóng)田土壤呼吸的影響表現(xiàn)出一定的不一致性,在非生長(zhǎng)季節(jié),土壤溫度(0-5cm)解釋了刺槐林與農(nóng)田土壤呼吸速率變化的90％以上,而與土壤體積含水量無(wú)關(guān)；但在生長(zhǎng)季節(jié),土壤溫度卻只解釋了刺槐林與農(nóng)田土壤呼吸變化的70.5％-79.4％,且土壤體積含水量與刺槐林土壤呼吸速率的變化無(wú)關(guān),而土壤體積含水量卻解釋了農(nóng)田土壤呼吸速率變化的24.9％,且土壤溫濕度交互作用比較明顯。在不同季節(jié)階段,作為評(píng)價(jià)不同生

4、態(tài)系統(tǒng)土壤呼吸對(duì)溫度的敏感性或依賴性的一常用指標(biāo)Q10值,在刺槐林地與農(nóng)田之間表現(xiàn)出一定的不一致性。在非生長(zhǎng)季刺槐林土壤呼吸Q10為3.554小于農(nóng)田的4.170；而在生長(zhǎng)季,刺槐林Q10卻以2.380大于農(nóng)田的1.826。
　　 ⑵荒山營(yíng)造栓皮櫟林對(duì)降低CO2排放具有顯著效果。在非生長(zhǎng)季節(jié)和生長(zhǎng)季節(jié),栓皮櫟人工林土壤呼吸速率分別以19.5％、40.2％低于撂荒地?；纳綘I(yíng)造側(cè)柏林亦對(duì)降低CO2排放具有顯著作用。在非生長(zhǎng)季,側(cè)柏林

5、地土壤呼吸速率(0.494μ mol·m-2·s-1)以平均低于撂荒地(0.573μ mol·m-2·s-1)13.8％的趨勢(shì),隨著氣溫的變化而呈“V”形變化；而在生長(zhǎng)季,撂荒地和側(cè)柏林地土壤呼吸速率的變化特征均基本為單峰型狀態(tài),且側(cè)柏林土壤呼吸速率的平均值為3.658μmol·m-2·s-1,比撂荒地的6.363μ mol·m-2·s-1低42.5％。
　　 ⑶準(zhǔn)確估測(cè)及評(píng)估兩種不同林型間土壤呼吸的差異性,對(duì)于進(jìn)一步優(yōu)化荒山造

6、林的群落結(jié)構(gòu)具有重要意義。經(jīng)實(shí)驗(yàn)研究表明：在整個(gè)觀測(cè)期內(nèi),闊葉栓皮櫟林土壤呼吸速率比針葉側(cè)柏林高3.1％,但在不同季節(jié),大小不一。在非生長(zhǎng)季節(jié),針葉側(cè)柏林平均土壤呼吸速率為0.494μ mol·m-2·s-1比闊葉櫟林的0.461μ mol·m-2·s-1高7.2％；而在生長(zhǎng)季,針葉側(cè)柏林平均土壤呼吸速率卻比闊葉櫟林低3.7％。針葉側(cè)柏和闊葉櫟林土壤呼吸Q10均隨土溫的升高而降低,且在非生長(zhǎng)季表現(xiàn)為,針葉側(cè)柏人工林土壤呼吸Q10大于闊葉