發(fā)布時間：2020-08-29 10:03

　　 森林土壤呼吸是陸地生態(tài)系統(tǒng)碳循環(huán)的重要組成部分,其動態(tài)變化規(guī)律對全球碳循環(huán)起著重要作用。大興安嶺北部林區(qū)地處我國寒溫帶地區(qū),其地帶性植被是以興安落葉松林為優(yōu)勢建群種的明亮針葉林,本研究以本地區(qū)落葉松純林、白樺-落葉松林、樟子松-落葉松林、杜鵑-落葉松林和杜香-落葉松林這5種主要類型的興安落葉松林為對象,利用LI-6400對不同類型興安落葉松林土壤呼吸及其組分進(jìn)行觀測研究,同時對土壤10 cm溫度(T10)和濕度(W10)進(jìn)行了同步測定,分析5種類型興安落葉松林土壤呼吸及其呼吸組分的季節(jié)動態(tài)特征、各呼吸組分對土壤總呼吸的貢獻(xiàn)率以及T10、W10和凋落物對土壤呼吸的影響。以期為進(jìn)一步闡明我國寒溫帶地區(qū)碳釋放及對地區(qū)氣候的影響提供科學(xué)依據(jù)。研究結(jié)果如下:(1)5種類型興安落葉松林土壤總呼吸(Rs)、異養(yǎng)呼吸(Rh)和根呼吸(Rr)都具有明顯的單峰曲線季節(jié)動態(tài),且峰值都出現(xiàn)在8月;觀測期平均Rs波動在4.71～7.41μmol/(m2·s)之間,呼吸速率的大小表現(xiàn)為:樟子松-落葉松林杜香-落葉松林白樺-落葉松林落葉松純林杜鵑-落葉松林,且差異顯著(P0.05);平均Rr表現(xiàn)為杜香-落葉松林樟子松-落葉松林白樺-落葉松林杜鵑-落葉松林落葉松純林,波動范圍為1.97～3.15μmol/(m2-s);平均Rh波動在3.80～5.56μmol/(m2·s)之間,其中樟子松-落葉松林最大,而杜鵑-落葉松林最小。在異養(yǎng)呼吸中,以礦質(zhì)土壤呼吸(Rm)為主,觀測期5種類型興安落葉松林平均Rm表現(xiàn)為樟子松-落葉松林白樺-落葉松林落葉松純林杜香-落葉松林杜鵑-落葉松林,波動范圍為2.98～4.85 μmol/(m2·s);凋落物呼吸(R1)的呼吸速率較低,平均R1波動在0.70～1.22μmol/(m2·s),表現(xiàn)為杜香-落葉松林落葉松純林白樺-落葉松林杜鵑-落葉松林樟子松-落葉松林。(2)不同類型的興安落葉松林土壤呼吸及其組分之間存在差異,在觀測期內(nèi),杜鵑-落葉松林的Rs明顯小于與其他類型的興安落葉松林(P0.05),與樟子松落葉松林的差異達(dá)極顯著(P0.01),樟子松-落葉松林的Rs也明顯大于落葉松純林的Rs(P0.05),而其他類型的興安落葉松林之間Rs的差異不顯著(P0.05);落葉松純林的Rr與樟子松-落葉松林和杜香落葉松林之間差異也顯著(P0.05);杜鵑-落葉松林的Rh在整個觀測期內(nèi)明顯小于其他類型的興安落葉松林(P0.05),與與樟子松落葉松林的差異也達(dá)極顯著水平(P0.01);樟子松-落葉松林的Rm在觀測期內(nèi)明顯大于杜香-落葉松林和杜鵑-落葉松林(P0.05),而R1在5種類型的興安落葉松林中并沒有表現(xiàn)出明顯的差異(P0.05)。(3)5種類型的興安落葉松林中,土壤各呼吸組分對總呼吸的貢獻(xiàn)率有差異。其中Rh對Rs的貢獻(xiàn)最大,觀測期Rh在Rs中所占的比例均值在61.84%～71.76%之間;Rm是Rh的主要部分,5種類型的興安落葉松林Rm貢獻(xiàn)率均值在46.28%～58.18%之間,而R1貢獻(xiàn)率的均值較小,為8.34%～15.57%。Rr對Rs的貢獻(xiàn)率較小,觀測期內(nèi)Rr的平均貢獻(xiàn)率在28.24%～38.16%之間。Rr的貢獻(xiàn)率是Rr貢獻(xiàn)率的2倍,因此,異養(yǎng)呼吸是土壤呼吸的主體。在觀測期內(nèi),雖然不同類型的興安落葉松林各土壤呼吸組分的貢獻(xiàn)率有差異,但差異并不顯著(P0.05)。(4)5種類型的興安落葉松林土壤10 cm溫度(T10)和濕度(W10)分別與土壤呼吸(Rs)的擬合結(jié)果表明:Rs與T10呈顯著正相關(guān)指數(shù)關(guān)系(P0.05),T10可以解釋Rs季節(jié)性變化的43.6%～57.0%,5種類型興安落葉松林Rs對T1o變化的反應(yīng)敏感,溫度敏感性指數(shù)(Q10)為2.29～3.29。不同類型的興安落葉松林Rs對W10變化的響應(yīng)有所差異,其中白樺-落葉松林、樟子松-落葉松林、杜香-落葉松林的土壤呼吸與10 cm處土W10存在顯著的負(fù)相關(guān)(P0.05),但相關(guān)性系數(shù)都很小,W10只能解釋這3種類型興安落葉松林土壤呼吸季節(jié)性變化的10.6%、11.6%和24.3%,遠(yuǎn)低于溫度對呼吸的影響;而杜鵑-落葉松林和落葉松純林的土壤呼吸與W10相關(guān)性不顯著(P0.05)。這說明溫度是土壤呼吸的主要影響因子,而濕度對土壤呼吸的影響較小。(5)5種類型興安落葉松林凋落物對土壤呼吸的影響比較復(fù)雜,凋落物的去除不影響土壤呼吸的季節(jié)動態(tài)規(guī)律,但去除凋落物后,土壤呼吸會降低,而此時土壤總呼吸卻會增大,增幅為10.49%～17.94%;凋落物的去除可以使5種類型興安落葉松林的T10升高0.11℃～0.53℃,使白樺-落葉松林、杜鵑-落葉松林和落葉松純林的W10分別增加了 4.01%、22.55%和3.29%,而樟子松-落葉松林和杜香-落葉松林的W10則分別減小了 16.00%和9.03%;去除凋落物后,土壤呼吸與T10的相關(guān)性更高,此時T10可以解釋5種類型興安落葉松林土壤呼吸季節(jié)動態(tài)的56.2%～62.4%,但是土壤呼吸的溫度敏感性會降低,5種類型興安落葉松林的Q1o在2.15～3.03之間。凋落物的去除與否,W10都對土壤呼吸的影響不大。這進(jìn)一步說明,土壤濕度并不是這一地區(qū)土壤呼吸的主要影響因素。
【學(xué)位單位】：東北林業(yè)大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位年份】：2018
【中圖分類】：S714
【部分圖文】：

３．１邋５種類型的興安落葉松林土壤呼吸的季節(jié)動態(tài)逡逑在觀測期內(nèi)，５種類型興安落葉松林土壤呼吸的季節(jié)變化明顯，均呈單峰曲線變化規(guī)逡逑律，即在８月初的呼吸速率最高，６月和９月的呼吸速率較低（圖１）。在觀測期內(nèi)，５逡逑種類型興安落葉松林月平均土壤總呼吸速率表現(xiàn)為：ＺＬ＞ＤＸＬ＞ＢＬ＞Ｌ＞ＤＪＬ。５種類型興逡逑安落葉松林土壤呼吸在觀測期前期呼吸速率增長緩慢，Ｌ和ＤＸＬ的土壤呼吸在６月１３逡逑日至７月１３日這一個月內(nèi)增長比較緩慢，分別只增長了邋４．５７％和２４．２１％；邋ＺＬ、ＤＪＬ和逡逑ＢＬ增長較快，增長率分別為５１．６３％、８０．８９％和８０．７８％，而ＤＪＬ的土壤呼吸在６月１３逡逑日至６月２４日基本不變，此后土壤總呼吸速率均在８月初達(dá)到最大值，此時較６月的最逡逑小值增長了邋１．３６倍；５種類型興安落葉松林觀測期土壤呼吸速率的最大值依次為ＺＵ１１．７５逡逑（ｉｍｏｌ／邋（ｍ２邋ｓ）邋）邋＞ＤＸＬ邋（１０．７２ｎｍｏｌ／邋（ｍ２邋ｓ）邋）邋＞ＢＬ邋（１０．５８（0ｍｏｌ／邋（ｍ２邋ｓ）邋）邋＞Ｌ邋（１０．０７ｎｍｏｌ／逡逑（ｍ２ｓ）邋）邋＞ＤＪＬ邋（７．６４ｐｍｏＶ（ｍ２＿ｓ）），其中邋ＺＬ邋與邋ＤＪＬ邋差異顯著（Ｐ＜０．０５）；同時邋ＤＸＬ逡逑與Ｄ幾之間也表現(xiàn)出顯著差異（尸＜０．０５），而其他林型之間差異均不顯著（Ｐ＞０．０５）。逡逑此后隨著生長季的結(jié)束和氣溫的降低，５種類型興安落葉松林土壤呼吸速率逐漸降低，至逡逑９月１８日降幅分別為３２．１８￣６０．６４％。５種類型興安落葉松林土壤呼吸速率最小值均出現(xiàn)逡逑在６月

【參考文獻(xiàn)】

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本文編號：2808405