酸雨脅迫下3種典型常綠闊葉林樹種土壤呼吸的特征及影響因子.pdf

1、酸雨和溫室效應(yīng)是當(dāng)今人類所面臨嚴(yán)重的環(huán)境問題，且二者相互影響，全球溫度升高可能降低土壤碳匯的能力甚至造成的毀壞是不可逆轉(zhuǎn)的。酸雨對植被及土壤的嚴(yán)重影響，必將加劇或延緩這種現(xiàn)象。土壤呼吸是個復(fù)雜的生物與非生物的過程，是反映植物一土壤復(fù)合體對環(huán)境脅迫響應(yīng)的指標(biāo)之一，其呼吸速率變化與否以及變化的方向可以反應(yīng)植物一土壤復(fù)合體對脅迫的敏感程度和響應(yīng)模式。常綠闊葉林是亞熱帶森林生態(tài)系統(tǒng)演替的頂級群落，是亞熱帶的地帶性植被。為揭示亞熱帶常綠闊葉林土壤

2、呼吸對酸沉降的響應(yīng)，在亞熱帶酸雨危害較為的嚴(yán)重的浙江省臨安市設(shè)置實(shí)驗(yàn)樣地，選擇浙江省亞熱帶常綠闊葉林喬木層中重要值排前三位的木荷(Schima superb)、青岡(Cyclobalanopsis glauca)、甜櫧(Castanopsis eyrei)為研究對象，通過噴施不同酸度的模擬酸雨(pH2.5，4.0和5.6)定性和定量地研究酸雨脅迫下3種苗木的土壤呼吸的特征及土壤呼吸與主要大氣環(huán)境因子及土壤水熱條件的關(guān)系，本研究還側(cè)重分析

3、了土壤化學(xué)性質(zhì)及土壤酶脲酶、蔗糖酶和纖維素酶活性的變化，由此深入探討了不同酸度的酸雨脅迫對土壤呼吸的變化規(guī)律從而豐富區(qū)域土壤碳循環(huán)研究的資料，并在加深對區(qū)域陸地碳循環(huán)認(rèn)識的基礎(chǔ)上，為評價環(huán)境污染程度和生態(tài)系統(tǒng)對污染的承受力、制定生態(tài)規(guī)劃以及碳交易政策等提供科學(xué)依據(jù)。研究結(jié)果表明：
　　 1)分析了酸雨脅迫下3種苗木的土壤化學(xué)性質(zhì)的變化規(guī)律。結(jié)果表明，3種苗木土壤pH值隨著模擬酸雨酸度的增加而依次降低，與CK(pH5.6)相比，中

4、度酸雨(pH4.0)處理下土壤pH值下降不明顯，但重度酸雨(pH2.5)處理下，土壤pH下降顯著，達(dá)3.5左右。青岡土壤有機(jī)碳含量表現(xiàn)為，重度酸雨＞CK＞中度酸雨，木荷與甜櫧表現(xiàn)為重度酸雨＞中度酸雨＞CK。青岡土壤全氮均值的大小順序?yàn)?，CK＞重度酸雨＞中度酸雨，木荷土壤全氮均值的大小順序?yàn)?，重度酸雨＞中度酸雨＞CK，甜櫧土壤全氮均值的大小順序?yàn)?，中度酸雨＞重度酸雨＞CK。3種苗木土壤C/N均值的大小順序均為，重度酸雨＞中度酸雨＞CK。土

5、壤有效養(yǎng)分中青岡與木荷土壤的速效磷和速效鉀含量主要表現(xiàn)在受酸抑制作用，堿解氮對酸雨脅迫反映不敏感。
　　 2)分析了酸雨脅迫下3種苗木的土壤尿酶、蔗糖酶、纖維素酶活性的變化規(guī)律。結(jié)果表明，與對照(pH5.6)相比，酸雨對3種苗木土壤脲酶活性均呈現(xiàn)不同程度的抑制作用。酸雨對蔗糖酶活性的影響主要表現(xiàn)為促進(jìn)作用，但在4～6月份青岡與木荷的土壤蔗糖酶活性的促進(jìn)作用不明顯，7月份之后促進(jìn)作用顯著，對甜櫧苗木土壤蔗糖酶活性的促進(jìn)作用始終顯著

6、。酸雨對土壤纖維素酶活性的影響主要表現(xiàn)為抑制作用，其中甜櫧苗木土壤纖維酶活性在中度酸雨處理下略表現(xiàn)出激活，重度酸雨下表現(xiàn)為抑制。
　　 3)分析了酸雨脅迫下3種苗木的土壤呼吸的變化規(guī)律。結(jié)果表明，酸雨脅迫下3種苗木土壤呼吸速率呈現(xiàn)典型的日動態(tài)及季節(jié)性變化規(guī)律。在不同月份的日動態(tài)變化均呈單峰，峰值出現(xiàn)在12：00或14：00，季節(jié)變化中，最小值出現(xiàn)在4月份，最大值出現(xiàn)在6月或7月。3種苗木根系呼吸對土壤呼吸的貢獻(xiàn)率的變幅，在CK處

7、理下為45％～85％，中度酸雨處理下為36％～79％，重度酸雨處理下為22％～76％。
　　 4)酸雨脅迫下3種苗木的土壤呼吸與大氣及土壤水熱因子的指數(shù)或線性回歸分析表明，大氣環(huán)境因子中，僅大氣溫度與土壤呼吸呈極顯著的指數(shù)相關(guān)關(guān)系，其他大氣因子與土壤呼吸的關(guān)系不大。土壤呼吸速率與土壤溫度均呈極顯著的指數(shù)正相關(guān)關(guān)系，在CK處理下，土壤溫度能解釋青岡、木荷、甜櫧土壤呼吸季節(jié)變化的66.58％、83.60％、57.09％，在中度酸雨處

8、理下，土壤溫度能解釋青岡、木荷、甜櫧土壤呼吸季節(jié)變化的51.17％、62.59％、37.24％，在重度酸雨處理下，土壤溫度能解釋青岡、木荷、甜櫧土壤呼吸季節(jié)變化的52.78％、55.89％、49.47％。土壤呼吸速率與土壤濕度均呈線性負(fù)相關(guān)關(guān)系，且相關(guān)性不大。
　　 5)酸雨脅迫下土壤呼吸與土壤酶活性、土壤pH、土壤有機(jī)碳、土壤養(yǎng)分等的相關(guān)分析表明。青岡苗木土壤呼吸與根系呼吸和纖維素酶呈極顯著或顯著正相關(guān)關(guān)系。木荷苗木土壤呼吸與

9、根系呼吸、纖維素酶活性、速效磷呈極顯著或顯著正相關(guān)關(guān)系，與有機(jī)碳呈顯著負(fù)相關(guān)關(guān)系。甜櫧土壤呼吸與根系呼吸、纖維素酶活性、土壤pH呈極顯著或顯著正相關(guān)，與土壤有機(jī)碳含量呈顯著負(fù)相關(guān)。
　　 綜合研究結(jié)果，酸雨脅迫對3種亞熱帶典型樹種土壤呼吸影響是通過多因子交互作用的結(jié)果而達(dá)到的，土壤溫度仍是調(diào)控土壤呼吸季節(jié)變化的主要驅(qū)動因子，3種酸雨處理下土壤呼吸速率的差異隨土壤溫度的升高而增大。近地面大氣環(huán)境及土壤酶活性，土壤化學(xué)性質(zhì)等的變化也