【摘要】：全球氣候變暖問題愈趨嚴(yán)重,而這一問題是由于人類活動(dòng)加劇導(dǎo)致C02排放量增加造成的。森林土壤呼吸釋放的CO2作為大氣中二氧化碳?xì)怏w的主要來源,因此森林土壤呼吸的研究成為近些年的研究熱點(diǎn)。目前關(guān)于森林土壤呼吸的研究比較常見,但針對(duì)森林土壤組分呼吸特征以及土壤各組分呼吸對(duì)影響因子響應(yīng)的研究不多。因此,本研究以重慶縉云山地區(qū)常綠闊葉林、針闊混交林、竹林和針葉林四種典型林分為研究對(duì)象,分析我國西南地區(qū)典型林分土壤各組分呼吸不同時(shí)間尺度變化特征和C02排放量格局,以及對(duì)影響因子響應(yīng)的機(jī)理。研究結(jié)果表明：(1)四種典型林分土壤各組分呼吸在日際、月際和年際的時(shí)間尺度上均有明顯的變化規(guī)律；其中日際變化呈單峰曲線變化規(guī)律,四種典型林分的土壤各組分呼吸最大值出現(xiàn)在下午14.00左右,最小值出現(xiàn)在凌晨2：00前后；月際尺度上,四種典型林分土壤各組分呼吸(除凋落物呼吸)也有明顯的單峰曲線變化規(guī)律,最大值通常在6或7月份出現(xiàn)；而四種典型林分土壤各組分呼吸也存在年際變化,總體上是2012年的均值最小,但三年差異并不顯著(p0.05)。(2)除凋落物呼吸外,四種典型林分土壤各組分呼吸與溫度(林內(nèi)大氣溫度、土壤5cm和10cm溫度)均有顯著的正相關(guān)關(guān)系(p0.05),且不同土壤組分呼吸與溫度的關(guān)系程度有所差異。土壤深度會(huì)影響土壤溫度與四種典型林分土壤各組分呼吸與土壤溫度的相關(guān)性。指數(shù)模型最適用于描述本研究四種典型林分土壤各組分呼吸與溫度的關(guān)系；除凋落物呼吸外,土壤各組分呼吸對(duì)溫度的短期敏感性系數(shù)(Q10S值)存在明顯的單峰曲線月際變化規(guī)律,且與溫度存在負(fù)相關(guān)關(guān)系；而土壤各組分呼吸對(duì)溫度長期敏感性系數(shù)(Q10Y值)沒有明顯的年際變化。另外,無論是同一典型林分的不同組分呼吸,還是不同典型林分的同種組分呼吸的Q10S值或Q10Y值之間均存在差異。土壤濕度與土壤各組分呼吸的關(guān)系不顯著p0.05),土壤深度影響土壤濕度與四種典型林分土壤各組分呼吸的相關(guān)性。三次曲線模型最適用于本研究描述四種典型林分土壤各組分呼吸與土壤濕度的關(guān)系。一元線性的水熱雙因子模型比溫度或者土壤濕度的單因子模型能更好的擬合四種典型林分土壤各組分呼吸與土壤溫、濕度的關(guān)系。分別對(duì)不同和同一典型林分的土壤理化性質(zhì)因子和土壤呼吸關(guān)系進(jìn)行分析發(fā)現(xiàn),在所選的12個(gè)土壤理化因子中,土壤有機(jī)碳對(duì)土壤呼吸速率的影響最大。(3)四種典型林分土壤呼吸與細(xì)根生物量之間存在顯著的線性關(guān)系(p0.05)。移除凋落物處理的土壤呼吸速率與對(duì)照的土壤呼吸速率在不同時(shí)間尺度存在顯著差異p0.05),并且移除凋落物會(huì)影響四種典型林分土壤呼吸與土壤溫、濕度的相關(guān)性,降低了土壤呼吸不同時(shí)間尺度上的溫度敏感性Q10值。植被類型的差異是造成四種典型林分之間土壤各組分呼吸特征及與影響因子關(guān)系差異的最根本原因。(4)施氮處理對(duì)四種典型林分土壤呼吸在不同時(shí)間尺度上的土壤呼吸速率均有影響,并且不同氮濃度對(duì)每種典型林分的土壤呼吸的作用效果不同；施氮處理會(huì)對(duì)四種典型林分土壤呼吸與林內(nèi)大氣溫度、土壤5cm和10cm土壤溫、濕度的關(guān)系和擬合度斤產(chǎn)生影響；也會(huì)影響土壤呼吸的溫度敏感性,且不同氮濃度處理對(duì)土壤呼吸溫度敏感性的影響效果不同,典型林分之間也存在差異。(5)四種典型林分土壤總呼吸的月際CO2排放量呈單峰曲線趨勢(shì)變化規(guī)律,在生長旺季CO2排放量最大。四種典型林分整個(gè)觀測(cè)期內(nèi)CO2排放量的大小順序?yàn)椋褐窳?80.83 t/hm2)常綠闊葉林(71.41 t/hm2)針葉林(58.84t/hm2)針闊混交林(55.94t/hm2)。四種典型林分土壤各組分呼吸對(duì)土壤總呼吸的貢獻(xiàn)率在日際、月際和年際的時(shí)間尺度上均存在變化。每種典型林分土壤各組分呼吸對(duì)土壤總呼吸的貢獻(xiàn)率存在差別,不同典型林分的相同土壤組分呼吸對(duì)土壤總呼吸的貢獻(xiàn)率也存在差別。四種典型林分除凋落物呼吸的月際CO2排放量沒有規(guī)律外,其他土壤組分呼吸的月際CO2排放量均有明顯的單峰曲線趨勢(shì)變化規(guī)律,同樣地,在生長旺季CO2排放量最大。各典型林分土壤各組分呼吸年際間總的CO2排放量存在差異,相同組分呼吸在整個(gè)觀測(cè)期內(nèi)的CO2排放量也因林分的不同存在差異。
【學(xué)位授予單位】：北京林業(yè)大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：博士
【學(xué)位授予年份】：2015
【分類號(hào)】：S714
【圖文】：

林生態(tài)站站區(qū)內(nèi)開展，地理坐標(biāo)為１０６°１７＇？１０６°２４＇Ｅ，２９°４１＇￣２９°５２１緒云山自然逡逑保護(hù)區(qū)地處重慶市西北部的北碎和沙坪現(xiàn)等區(qū)縣境內(nèi)，位于嘉陵江溫湯峽西岸，距重逡逑慶主城區(qū)６０ｋｍ，處三峽庫區(qū)末端（圖２－１）。逡逑ＷＩ邋ｉ？ｒ－ｉ邋ｔ（ｒ＊ｒ邋ｔ？ｒｔ邋ｎｒｔ邋ｔｏｒｔ邋ｍｔｃ邋ｉｉｃｃ邋ｔｉ（ｒｉ邋ｉｉｒｔ逡逑ｌ．＊ｒ邋ｗ逡逑ｔｃ＊邋ｔ邋ｔ？ｒ＞邋１邋１？ｒ，邋１邋Ｉｉｒ邋（邋．１，，Ｉ邋ｔ（Ｎ邋Ｉ邋■（？邋Ｉ邋ＩＷ邋Ｉ邋？？？■邋Ｉ邋１１９－ｆ邋１１０＇邋Ｉ逡逑圖２－１研宄區(qū)地理位置圖逡逑Ｆｉｇ．邋２－１邋Ｔｈｅ邋ｌｏｃａｔｉｏｎ邋ｍａｐ邋ｏｆ邋ｒｅｓｅａｒｃｈ邋ａｒｅａ逡逑緒云山屬川東裙皺帶華塞山帚狀弧形構(gòu)造。該褶皺帶從西北到東南由牛鼻峽背逡逑斜、溫湯峽背斜和觀音峽－中梁山背斜，以及澄江向斜和北屶向斜三個(gè)背斜和兩個(gè)向逡逑斜構(gòu)成；同時(shí)嘉陵江橫切該褶皺帶，從而形成了三個(gè)峽谷。三個(gè)峽谷地勢(shì)險(xiǎn)要，自古逡逑有“嘉陵江小三峽”之稱。本研究地區(qū)一緒云山國家級(jí)自然保護(hù)區(qū)屬溫湯峽一部分，逡逑總面積７６００ｈｍ２；海拔范圍１７５－９５０ｍ，最大高差為６７５ｍ；山體基本呈東北一南西走逡逑向，南部山區(qū)為箱型山脊，山頂部平緩；東翼坡度（６０°－７０°）較陸，而西翼較緩，坡度逡逑約為２０°左右；坡向主要以西北、東南和東坡為主。逡逑２．１．２氣候特征逡逑按照地理氣候分區(qū)，緒云山地區(qū)屬亞熱帶季風(fēng)濕潤氣候區(qū)，氣候溫和，夏熱冬暖。逡逑２１逡逑

本文所有土壤呼吸速率觀測(cè)均采用美國ＬＩ－ＣＯＲ（ＬＩ－ＣＯＲ，Ｌｉｎｃｏｌｎ，ＮＥ，ＵＳＡ）公司逡逑生產(chǎn)的開路式土壤Ｃ０２通量觀測(cè)系統(tǒng)，該儀器主要利用非色散紅外氣體分析儀測(cè)量逡逑土壤呼吸釋放的Ｃ０２氣體（圖３－１）。逡逑圖３－１邋ＬＩ－８１００開路式土壤Ｃ０２通量觀測(cè)系統(tǒng)逡逑Ｆｉｇ．３－１邋ＬＩ－８１００邋Ａｕｔｏｍａｔｅｄ邋ｓｏｉｌ邋ＣＯ２邋ｆｌｕｘ邋ｓｙｓｔｅｍ逡逑２４逡逑

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本文編號(hào)：2737111