鹽城海濱濕地不同鹽沼土壤呼吸特征及溫度響應(yīng)
【圖文】:
變化,為探討土壤呼吸機(jī)理、闡明土壤呼吸對(duì)溫度的響應(yīng)過(guò)程提供數(shù)據(jù)支撐。1材料與方法1.1研究區(qū)概況研究區(qū)位于鹽城海濱濕地(北緯32°20'~34°37',東經(jīng)119°29'~121°16'),面積為45.33萬(wàn)hm2。該區(qū)域位于亞熱帶向暖溫帶的過(guò)渡地帶,季風(fēng)氣候顯著,受南北氣流和海洋、大陸雙重氣候的影響,年平均氣溫介于13.7~14.8℃之間,年降水量為900~1100mm,日光輻射總量為487~508kg·cm-2,蘆葦(Phragmitesaustralis)、互花米草(Spartinaalterni-flora)和堿蓬(Suaedasalsa)等鹽沼植被資源豐富,演替序列完整(圖1)。1.2實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)1.2.1野外氣體采集與分析在蘆葦鹽沼、互花米草鹽沼和堿蓬鹽沼各設(shè)置3個(gè)采樣點(diǎn),在每個(gè)采樣點(diǎn)安裝1個(gè)永久固定的PVC底座,該底座帶有“回”字形水槽,用于安放氣體采樣箱。氣體采樣箱(50cm×50cm×50cm)為暗箱,外層涂有絕熱材料。采樣箱頂部設(shè)有采氣孔,與氣密三通閥相接;頂部設(shè)有溫度孔,用于安裝溫度計(jì)測(cè)定箱內(nèi)溫度。所有接口均進(jìn)行密封處理,再涂一層硅膠增加密封性。采樣箱內(nèi)放置一個(gè)風(fēng)扇用來(lái)保證氣體充分混勻。采氣時(shí),整個(gè)箱體罩在底座上,在“回”字形水槽充水進(jìn)行密封。圖1研究區(qū)域及采樣點(diǎn)示意Fig.1Studyareaandsamplingsites氣體采集于2015年3月—2016年12月進(jìn)行,每月采集1次,采氣時(shí)間選在每月初晴天上午09:00—11:00之間進(jìn)行。氣體采集前,割除樣點(diǎn)內(nèi)活體植物。采氣箱安裝密封穩(wěn)定后立即采集第1個(gè)氣體樣品,然后每隔10min進(jìn)行1次采樣,共采集4次,每次抽取20mL氣體并將其儲(chǔ)存于真空密封集氣瓶中,帶回實(shí)驗(yàn)室用氣相色譜儀測(cè)定。分別采集4和9月表層土壤樣品帶回實(shí)驗(yàn)室進(jìn)行理化指標(biāo)分析。研究區(qū)3種鹽沼土壤理化性質(zhì)見表1。表1研究區(qū)土壤理化性質(zhì)Table1Soilphysicalandchemi
數(shù)模型[19]為S=a×ebT,(2)Q10=e10b。(3)式(2)~(3)中,S為土壤呼吸速率,mg·m-2·h-1;T為土壤5cm深處溫度,,℃;a為0℃條件下溫室氣體排放速率,mg·m-2·h-1;b為溫度敏感性因子;Q10為土壤溫室氣體排放的溫度敏感性。采用MicrosoftExcel2010和SPSS11.5軟件對(duì)實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)進(jìn)行處理分析,用二元定距變量相關(guān)分析(bivariatecorrelations)中的Pearson相關(guān)系數(shù)對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行相關(guān)性分析。2結(jié)果與分析2.1不同鹽沼土壤呼吸差異3種鹽沼土壤呼吸均為排放狀態(tài),表現(xiàn)為CO2的排放源(圖2)。3種鹽沼土壤呼吸速率總體由大到小依次為互花米草鹽沼、蘆葦鹽沼和堿蓬鹽沼,3者的土壤呼吸速率平均值分別為499.51、323.67和150.41mg·m-2·h-1。圖2野外鹽沼土壤呼吸變化Fig.2VariationofSRRofsaltmarshsoilsinthefield3種鹽沼土壤呼吸季節(jié)變化趨勢(shì)較一致,均表現(xiàn)為春季土壤呼吸速率上升,夏季達(dá)到峰值,秋冬季下降,不同季節(jié)土壤呼吸速率整體由高到低依次為夏季、春季和秋季。蘆葦鹽沼土壤呼吸速率最高值出現(xiàn)在8月,為788.50mg·m-2·h-1,此時(shí),土壤溫度為28℃,大氣溫度為32℃(圖3);之后土壤呼吸受到抑制,迅速下降,土壤呼吸速率最低值出現(xiàn)在12月,為61.76mg·m-2·h-1。互花米草鹽沼土壤呼吸速率最高值出現(xiàn)在7月,為875.21mg·m-2·h-1,此時(shí),土壤溫度為22℃,大氣溫度為28℃;之后土壤呼吸受到抑制,迅速下降,土壤呼吸速率最低值出現(xiàn)在10月,為220.12mg·m-2·h-1。堿蓬鹽沼土壤呼吸速率最高值出現(xiàn)在6月,為297.70mg·m-2·h-1,此時(shí),土壤溫度為20℃,大氣溫度為27℃;之后,土壤呼吸受到抑制,緩慢下降,土壤呼吸速率最低值出?
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