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火烧处理对几种人工林短期内土壤呼吸的影响

张鹏宇  
【摘要】:土壤呼吸是陆地生态系统向大气排放二氧化碳的主要方式之一,是陆地生态系统与大气碳循环的一个重要组成部分。以往研究主要针对自然生态系统以及自然火处理条件下土壤碳循环的各个过程,对于计划火烧后土壤呼吸的研究报道较少,也缺乏这方面的数据。基于此,本研究选择在东北林业大学实验林场,同时选择林场中典型森林类型作为研究对象,采取小规模计划火烧的方式,研究计划火烧对短期土壤呼吸动态变化规律的影响,以从而为进一步开展大规模计划火烧后生态系统的响应机制以及对生态系统碳循环的影响研究提供科学依据。研究结果如下:1)三种林型对照样地和火烧后样地短期土壤呼吸速率平均值分别为:白桦对照样地Rs平均值为:4.52 μmol·m-2·s-1,Rh平均值为:3.52μmol·m-2·s-1。白桦火后样地Rs平均值为:5.05μmol·m-2·s-1, Rh平均值为:3.98μmol·m-2·s-1。蒙古栎对照样地Rs平均值为:4.00μmol·m-2·s-1,Rh平均值为2.28μmol·m-2·s-1。火后样地Rs平均值为2.80μmol·m-2·s-1,Rh平均值为2.56μmol·m-2·s-1。落叶松对照样地Rs平均值为:2.53μmol·m-2·s-1,火后样地Rh平均值为:2.05μmol·m-2·s-1。火后样地Rs平均值为3.12μmol·m-2·s-1,火后样地Rh平均值为:2.18μmol·m-2·s-1。三种林型火后样地与对照样地相比较,白桦林土壤呼吸速率上升了10%,蒙古栎土壤呼吸速率下降了30%,落叶松土壤呼吸速率上升了14%。三种林型火后样地与对照样地土壤异养呼吸速率并未有特别显著变化,三种林型火后样地与对照样地相比较,土壤根系呼吸贡献率均显著降低,蒙古栎林降低效果最明显。2)白桦林、蒙古栎林、落叶松林的对照样地与火烧样地的土壤温度变化范围和Q1o依次为:白桦林样地土壤总呼吸为16.3~21.9℃,2.89,异养呼吸为16.0~23.3℃,3.67,蒙古栎林样地土壤总呼吸为14.3-21.7℃,6.05,异养呼吸为13.8~21.6℃,2.59,落叶松林样地土壤总呼吸为14.2~20.1℃,3.19,异养呼吸为14.6~20.2℃,2.23。白桦林火烧样地土壤总呼吸为16.1-22.0-C,4.53,异养呼吸为16.1-26.8℃,4.26,蒙古栎林火烧样地土壤总呼吸为13.4-21.4℃,3.67,落叶松林火烧样地土壤总呼吸为13.6~21.5℃,3.67。3)本文中建立土壤呼吸模型时,将土壤温度、土壤湿度以及土壤温度湿度的交互作用与土壤呼吸进行拟合,模型分别解释了白桦林对照样地Rs和Rh的41.2%和51.1%,白桦林火烧样地Rs和Rh的57.7%和33.6%,蒙古栎林对照样地Rs和Rh的45.8%和22.0%,蒙古栎林火烧样地Rs的12.5%,落叶松林对照样地Rs和Rh的9.5%和22.4%,落叶松林火烧样地Rs的17.6%,其中蒙古栎火烧样地的Rh,落叶松火烧样地的Rh无法与土壤温度、湿度以及土壤温湿度的交互作用进行拟合。


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