【摘要】：土地利用變化顯著影響土壤碳庫與土壤呼吸過程。天然林改造為人工林在帶來較高經(jīng)濟(jì)效益的同時(shí),由于植被性質(zhì)和經(jīng)營管理方式的改變,群落物種組成、凋落物特征、土壤物化和生物學(xué)性質(zhì)也發(fā)生了根本性的轉(zhuǎn)變,從而顯著影響土壤的碳庫動態(tài)特征。毛竹是我國南方重要的人工林資源,占全國竹林面積的70%左右,在亞熱帶區(qū)域碳平衡中扮演著重要角色。近年來,很多營林者為了提高經(jīng)濟(jì)效益,將天然常綠闊葉林改造為毛竹林,并采取了施用化肥、增加翻耕次數(shù)以及去除林下雜草等集約經(jīng)營措施。上述土地利用變化及相關(guān)經(jīng)營措施的實(shí)施,將顯著影響土壤碳過程,然而,目前對其影響機(jī)理尚缺乏深入系統(tǒng)的研究。本項(xiàng)目以天然常綠闊葉林和由其改造后的毛竹人工林為研究對象,通過為期1年的定位試驗(yàn),研究了上述兩種林地土壤呼吸組分(包括土壤總呼吸、自養(yǎng)呼吸與異養(yǎng)呼吸)與環(huán)境因子(包括土壤溫度、土壤含水量、水溶性有機(jī)碳含量和微生物量含量)的動態(tài)變化特征,探明了常綠闊葉林改造為毛竹林對土壤呼吸組分與活性碳庫的影響機(jī)理,分析了土壤呼吸各組分和環(huán)境影響因子之間的相互關(guān)系。取得的主要研究結(jié)果如下:(1)常綠闊葉林和毛竹人工林土壤總呼吸、自養(yǎng)呼吸和異養(yǎng)呼吸均呈現(xiàn)顯著的季節(jié)變化特征。兩個(gè)林地土壤總呼吸速率最大值出現(xiàn)在夏季,最小值出現(xiàn)在冬季。兩個(gè)林地土壤的自養(yǎng)呼吸速率夏季最高,冬季最低;而異養(yǎng)呼吸秋季最高,冬季最低。(2)常綠闊葉林和毛竹林土壤呼吸年累積CO2排放量分別為31.60和37.25 t CO2hm-2 yr-1。常綠闊葉林土壤總呼吸速率、異養(yǎng)呼吸速率、自養(yǎng)呼吸速率年平均值分別為2.48、1.57和0.91μmol CO2 m-2 s-1;毛竹林土壤總呼吸速率、異養(yǎng)呼吸速率和自養(yǎng)呼吸速率的年平均值分別為2.93、1.92和1.01μmol CO2 m-2 s-1。兩林地土壤均表現(xiàn)為異養(yǎng)呼吸在土壤呼吸中所占比例較大。常綠闊葉林、毛竹人工林土壤異養(yǎng)呼吸分別占土壤總呼吸的63.57%和66.07%,自養(yǎng)呼吸所占比例為36.43%和33.93%。常綠闊葉林改造為毛竹林后,土壤總呼吸、異養(yǎng)呼吸和自養(yǎng)呼吸年累積CO2排放量分別增加了17.87%、22.51%和9.78%。(3)常綠闊葉林和毛竹林土壤的水溶性有機(jī)碳(WSOC)和微生物量碳(MBC)含量均具有明顯的季節(jié)變化特征。常綠闊葉林和毛竹林土壤WSOC含量最低值均出現(xiàn)在2月,最高值出現(xiàn)在6月。常綠闊葉林土壤MBC含量夏秋季節(jié)較高,冬季較低;毛竹林土壤MBC含量在10-12月份較高,在7-8月較低,最低值出現(xiàn)在2月。常綠闊葉林改造成毛竹林后,土壤WSOC含量增加了10.26%,而土壤MBC含量則下降了6.23%。(4)常綠闊葉林和毛竹人工林土壤呼吸各組分均與土壤溫度(表層5 cm處)呈極顯著相關(guān)(P0.01)。常綠闊葉林和毛竹林土壤總呼吸、異養(yǎng)呼吸、自養(yǎng)呼吸速率的溫度敏感系數(shù)(Q10)值分別為1.80、1.92、1.70和2.05、1.95、2.34。常綠闊葉林異養(yǎng)呼吸的溫度敏感性更高,而毛竹人工林是自養(yǎng)呼吸對溫度的敏感性最高。(5)常綠闊葉林土壤總呼吸、異養(yǎng)呼吸與土壤WSOC含量均呈極顯著相關(guān)(P0.01),毛竹林土壤總呼吸、異養(yǎng)呼吸與土壤WSOC含量均呈顯著相關(guān)(P0.05)。兩個(gè)林地土壤的自養(yǎng)呼吸與土壤WSOC含量均無顯著相關(guān)性。兩個(gè)林地土壤呼吸各組分與土壤含水量及土壤MBC含量之間均無顯著相關(guān)性。
[Abstract]:The change of land use change significantly affects soil carbon storage and soil respiration. The transformation of natural forest to artificial forest has brought about higher economic benefits. As a result of the change of the nature of vegetation and management mode, the species composition, litter characteristics, soil physicochemical and biological properties of the community also changed radically, which significantly affected the soil. The dynamic characteristics of carbon storage, bamboo is an important artificial forest resource in the south of China, accounting for about 70% of the area of bamboo forest in the country, and plays an important role in the carbon balance in the subtropical region. In recent years, in order to improve the economic benefits, many forest reforers have transformed the natural evergreen broad-leaved forest into Mao Zhulin, and used chemical fertilizer to increase the number of ploughing and to increase the number of ploughing and to increase the number of ploughing and to increase the number of ploughing. In addition to the intensive management measures such as weeds under forest, the change of land use and the implementation of related management measures will significantly affect the soil carbon process. However, the mechanism of its influence is still lacking in deep systematic study. The project is based on the natural evergreen broad-leaved forest and the reconstructed bamboo man Industrial forest, through a 1 year positioning test. The dynamic changes of the two kinds of forest soil respiration components (including soil total respiration, autotrophic respiration and heterotrophic respiration) and environmental factors (including soil temperature, soil water content, water soluble organic carbon content and microbial biomass content) were studied, and the transformation of evergreen broad-leaved forest to Mao Zhulin's soil respiration component and active carbon pool was explored. The relationship between soil respiration components and environmental impact factors was analyzed. The main results were as follows: (1) the soil respiration of evergreen broad-leaved forest and Phyllostachys pubescens plantation, autotrophic respiration and heterotrophic respiration showed significant seasonal variation. The maximum value of total soil respiration rate of two woodlands appeared in summer, The minimum value occurred in winter. The respiration rate of two woodland soils was the highest in summer and lowest in winter, while heterotrophic respiration was the highest in autumn and lowest in winter. (2) the annual cumulative CO2 emission of soil respiration in evergreen broad-leaved forest and bamboo forest was 31.60 and 37.25 t CO2hm-2 yr-1. evergreen broad-leaved forest soil total respiration rate, heterotrophic respiration rate, autotrophic respiration The annual mean absorption rate is 2.48,1.57 and 0.91 mol CO2 m-2 s-1, and the annual average soil respiration rate, heterotrophic respiration rate and autotrophic respiration rate of the bamboo forest are 2.93,1.92 and 1.01 Mu mol CO2 m-2 s-1. two, respectively, which show the proportion of heterotrophic respiration in soil respiration. The soil heterotrophic respiration accounted for 63.57% and 66.07% of the total soil respiration, and the proportion of the autotrophic respiration was 36.43% and the 33.93%. evergreen broad-leaved forest was transformed into the bamboo forest. The total soil respiration, heterotrophic respiration and autotrophic respiration increased by 17.87%, 22.51% and 9.78%. (3) evergreen broad-leaved forest and the water soluble organic carbon in the soil of 9.78%. (3). The content of (WSOC) and microbial biomass carbon (MBC) had obvious seasonal variation. The minimum value of WSOC content in evergreen broad-leaved forest and Mao Zhulin soil appeared in February, the highest value appeared in June. The soil MBC content of evergreen broad-leaved forest was higher in summer and autumn and lower in winter; the MBC content in soil of bamboo forest was higher in 10-12 month, lower in 7-8 months, the lowest value was out. In February, after the transformation of evergreen broad-leaved forest into bamboo forest, soil WSOC content increased by 10.26%, while soil MBC content decreased by 6.23%. (4) evergreen broad-leaved forest and Phyllostachys pubescens soil respiration each component was significantly correlated with soil temperature (5 cm) (P0.01). Evergreen broad-leaved forest and bamboo forest soil total respiration, heterotrophic respiration, autotrophic respiration The temperature sensitivity coefficient (Q10) of absorption rate was higher in 1.80,1.92,1.70 and 2.05,1.95,2.34. evergreen broad-leaved forests, while the sensitivity of autotrophic respiration to temperature was the highest. (5) the total respiration of soil in evergreen broad-leaved forest, heterotrophic respiration and soil WSOC content were significantly correlated (P0.01), and the bamboo forest soil was very significant (P0.01). There was significant correlation between soil total respiration, heterotrophic respiration and soil WSOC content (P0.05). There was no significant correlation between the autotrophic respiration of two woodland soils and the content of soil WSOC. There was no significant correlation between the two soil respiration components and the soil water content and the soil MBC content.
【學(xué)位授予單位】：浙江農(nóng)林大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2015
【分類號】：S714

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本文編號：2153677