收藏本站
收藏 | 手机打开
二维码
手机客户端打开本文

中亚热带森林土壤呼吸对水分的响应

董彬  
【摘要】:土壤呼吸是全球碳循环中的一个重要环节,其对全球碳平衡的影响是近年来人们关注的焦点之一。在全球变化的背景下,世界降水分布将发生改变,土壤呼吸也将随之变化,这将对全球的碳循环产生深远的影响。由降雨时间分布不均引发的土壤干湿交替现象是一个重要的生态学过程,但一直没受到重视。为探讨森林土壤呼吸与水分的关系及土壤呼吸对水分的响应机制,我们于2002年1月在福建三明莘口对格氏栲天然林、格氏栲人工林和杉木人工林土壤呼吸、土壤湿度及相关环境因子进行了较为系统研究,同时在室内对野外观测到的干湿交替现象进行模拟。研究结果如下: (1) 野外土壤总呼吸、矿质土壤层呼吸和枯枝落叶层呼吸均与湿度呈线性相关关系,以土壤总呼吸与土壤湿度的相关性最高。不同林分中以格氏栲大然林土壤呼吸与土壤湿度的相关性最高。当土壤温度低于12℃时,土壤呼吸速率较低,此时土壤温度是土壤呼吸的制约因素,与土壤湿度相关性较差:当<12℃土壤温度<23℃时,土壤呼吸随土壤温度和土壤湿度的增加而增大:当土壤温度高于23℃时,土壤呼吸随温度的升高而下降,对土壤湿度的响应敏感。当NF、CK和CF土壤湿度分别低于15.39%,14.91%和17.01%时,土壤湿度则成为土壤呼吸的主要因素,此时土壤呼吸与土壤温度相关性较差。 (2) 通过室外定位观测持续干旱后天然降雨及室内模拟不同温度(10℃、19℃和28℃)下的格氏栲天然林、格氏栲人工林和杉木人工林土壤增湿后呼吸动态,发现室外定位观测和室内模拟试验均出现了增湿后土壤呼吸骤升至最大值及随后逐渐衰减的现象,且这种变化可由时间过程模型(R=ate~(-bt)+c)较好地进行拟合。温度升高提升了土壤呼吸对干湿交替的响应值RV。格氏栲天然林土壤呼吸对干湿交替的响应对温度最为敏感,随温度升高其响应指数RE增加:杉木人工林土壤呼吸对干湿交替的响应指数RE最高,且对土壤水分变化最敏感,但随温度升高超过一定限度后其响应指数RE反而降低。 (3) 在2003年持续干旱状况下向采伐迹地注水后土壤湿度和土壤呼吸速率急剧增加,随后逐渐下降。土壤呼吸和土壤湿度对注水的响应均可用R=a·t·e~(-b·t)+c较好的拟合。随着注水量的增加,土壤湿度达到最大值所需时间逐渐增加(分别为0.52,0.75,2.56,2.63,2.7天),土壤含水量下降也趋向缓慢。在6个处理中,土壤呼吸最大值、最大值出现时间(t_(max))、响应值(RV)和响应值数(RE) 均存在显著差异(p0.05),其中75mm的土壤呼吸最大值、Rv和RE最大。 土壤呼吸速率和土壤湿度间的关系相当离散(:2二0.5357),表明了土壤湿度与土 壤呼吸相互关系的复杂性。 (4)在室内设置了6个土壤含水量梯度进行干湿交替模拟试验(风干土,15%,30 %,35%,40%和45%),发现室内与野外土壤呼吸对干湿交替的响应有相似的 趋势。随着土壤含水址的增加,土壤释放CO:激增的持续时间延长。通过处理 后时间、土壤含水量和土壤类型三因素方差分析和处理后时间、土坡湿度双因 素方差分析,发现土壤湿度对土壤呼吸干湿交替有显著影响。格氏拷人工林土 壤呼吸的最大值、RV值和响应指数既以含水量40%的处理最大(290.52 mg CoZ·g一’5011·d一’,757.50 mg eoZ·g”501一d一,,10.76),而杉木人工林矿质土壤呼吸 的最大值、Rv值和响应指数RE以含水量35%的处理最大(282.43 mg coZ·g一’ 5011·d”,922.84 mg eoZ·g一’5051·d一’,12.53),二者均接近它们的田间持水率。相 对于格氏拷矿质土壤呼吸最大值出现时间,杉木的有明显的滞后现象。矿质十 壤增湿后土壤呼吸速率比干土高7.44~13.76倍。 (5)与矿质土壤呼吸对干湿交替的响应相似,加水刺激了6个含水量梯度的枯枝落 叶呼吸。各水处理间响应值Rv、响应指数RE和最大值均有显著差异(P0.05), 卿以杉木未分解枯枝落叶3.0倍处理的最大(一90一55 mg eoZ·g一,litter·d一’),RE 最大值以格氏拷未分解枯枝落叶1.3倍处理的最大(820.44),最大值以格氏拷 半分解枯枝落叶3.5倍处理的最大(364.60 mg eoZ·g-,一stter·d一’),而最大值出现 时间差别不大。格氏拷未分解枯枝落叶、半分解枯枝落叶、杉木未分解枯枝落 叶和半分解枯枝落叶增湿后,最大值分别出现在3.0,3.5,3.0,3.5倍的处理中, 分别是对照的13.46,19.49,巧.51,16.54倍,所处含水量均与它们的最大持水 率接近(分别为200%,266%,206%,259%)。枯枝落叶增湿后比风干枯枝落 叶呼吸的高出5.26~1 8.49倍。 (6)室内模拟不同pH值的酸雨对土壤呼吸均产生抑制作用。随着pH值的降低,土 壤呼吸速率逐渐降低,抑制指数HE逐渐增大。各PH值处理间土壤呼吸存在显著 差异(po‘05)。以pH值为2的处理抑制最强,11乎吸速率最低(182一。~225.84 mg eoZ·g一’501一d一‘),对照(无eo:蒸馏水)的呼吸速率最高(302.23一305.88 mg c仇.g’’5011·d一,)。不同pH值的酸雨处理后,格氏拷土壤呼吸迅速下降,而杉 木土壤呼吸在处理后的第二天则稍微增加,然后再下降。格氏拷矿质土壤呼?


知网文化
【相似文献】
中国期刊全文数据库 前20条
1 黄承才,葛滢,常杰,卢蓉,徐青山;中亚热带东部三种主要木本群落土壤呼吸的研究[J];生态学报;1999年03期
2 黄承才;浙江省马尾松(Pinus massoniana)林土壤呼吸的研究[J];绍兴文理学院学报;1999年05期
3 蒋延玲,周广胜,赵敏,王旭,曹铭昌;长白山阔叶红松林生态系统土壤呼吸作用研究[J];植物生态学报;2005年03期
4 牟守国;温带阔叶林、针叶林和针阔混交林土壤呼吸的比较研究[J];土壤学报;2004年04期
5 沙丽清,郑征,唐建维,王迎红,张一平,曹敏,王锐,刘广仁,王跃思,孙扬;西双版纳热带季节雨林的土壤呼吸研究[J];中国科学D辑;2004年S2期
6 宋长春,王毅勇,王跃思,阎百兴,徐小锋,张金波,杨文燕;沼泽垦殖前后土壤呼吸与CH_4通量变化[J];土壤通报;2005年01期
7 杨平,杜宝华;国外土壤二氧化碳释放问题的研究动态[J];中国农业气象;1996年01期
8 张焱,李凌浩,王艳芬,唐芳,陈全胜,杨晶,袁志友,董云社;锡林河流域两类植物群落土壤呼吸特征的比较(英文)[J];Acta Botanica Sinica;2003年09期
9 程慎玉,张宪洲;土壤呼吸中根系与微生物呼吸的区分方法与应用[J];地球科学进展;2003年04期
10 陈全胜,李凌浩,韩兴国,阎志丹,王艳芬,张焱,熊小刚,陈世苹,张丽霞,高英志,唐芳,杨晶,董云社;典型温带草原群落土壤呼吸温度敏感性与土壤水分的关系[J];生态学报;2004年04期
11 蒋高明,黄银晓;北京山区辽东栎林土壤释放CO_2的模拟实验研究[J];生态学报;1997年05期
12 王娓,郭继勋;东北松嫩平原羊草群落的土壤呼吸与枯枝落叶分解释放CO_2贡献量[J];生态学报;2002年05期
13 易志刚,蚁伟民,周丽霞;土壤各组分呼吸区分方法研究进展[J];生态学杂志;2003年02期
14 曹建华,宋林华,姜光辉,谢运球,游省易;路南石林地区土壤呼吸及碳稳定同位素日动态特征[J];中国岩溶;2005年01期
15 王娓,周晓梅,郭继勋;东北羊草草原两种主要群落环境因素对土壤呼吸贡献量的影响[J];草业学报;2002年01期
16 刘建军,王得祥,雷瑞德,吴钦孝;秦岭天然油松、锐齿栎林地土壤呼吸与CO_2释放[J];林业科学;2003年02期
17 陈全胜,李凌浩,韩兴国,阎志丹,王艳芬,张焱,袁志友,唐芳;温带草原11个植物群落夏秋土壤呼吸对气温变化的响应[J];植物生态学报;2003年04期
18 何启伟,艾希珍,孙小镭,张振贤,王永强;日光温室黄瓜栽培CO_2浓度的消长规律初探[J];中国蔬菜;2002年01期
19 王娓,宋日,郭继勋;东北松嫩草原碱茅群落的土壤呼吸同枯枝落叶分解释放CO_2贡献量研究[J];草业学报;2002年02期
20 李凌浩,陈佐忠;草地群落的土壤呼吸[J];生态学杂志;1998年04期
中国重要会议论文全文数据库 前10条
1 张丽萍;李学森;顾祥;任玉平;;陆地生态系统土壤呼吸研究现状及进展[A];发展低碳农业 应对气候变化——低碳农业研讨会论文集[C];2010年
2 张凯;许晓静;徐小牛;;合肥城市绿地土壤呼吸初探[A];现代农业理论与实践——安徽现代农业博士科技论坛论文集[C];2007年
3 肖召伟;刘加珍;陈永金;董芝;王玉辉;;不同生境条件下杨树林的土壤呼吸特征分析——以聊城市例[A];发挥资源科技优势 保障西部创新发展——中国自然资源学会2011年学术年会论文集(下册)[C];2011年
4 杨玉盛;陈光水;王小国;高人;李震;金钊;;中亚热带森林转换对土壤呼吸动态及通量的影响[A];科技、工程与经济社会协调发展——中国科协第五届青年学术年会论文集[C];2004年
5 贾文涛;朱鲁生;于长伟;王金花;王军;;硫丹对土壤微生物量以及土壤呼吸的影响[A];持久性有机污染物论坛2010暨第五届持久性有机污染物全国学术研讨会论文集[C];2010年
6 王小国;朱波;;森林土壤呼吸研究进展[A];第九届中国青年土壤科学工作者学术讨论会暨第四届中国青年植物营养与肥料科学工作者学术讨论会论文集[C];2004年
7 赵敏;孔正红;;崇明岛人工林土壤呼吸研究初探[A];中国地理学会2006年学术年会论文摘要集[C];2006年
8 赵志敏;赵成义;于波;李菊艳;王鹏;;基于GMP222连续测定土壤剖面CO_2浓度的干旱区棉田土壤呼吸研究[A];十一五农业环境研究回顾与展望——第四届全国农业环境科学学术研讨会论文集[C];2011年
9 徐珍;郭正元;黄帆;欧阳彬;唐美珍;;霸螨灵对土壤呼吸作用和过氧化氢酶活性的影响[A];首届全国农业环境科学学术研讨会论文集[C];2005年
10 李洪建;严俊霞;汤亿;;气候变化的影响、适应与反馈——油松林地土壤呼吸与土壤温度和水分关系的定位研究[A];中国地理学会百年庆典学术论文摘要集[C];2009年
中国博士学位论文全文数据库 前10条
1 雷海清;北亚热带毛竹材用林土壤呼吸特征研究[D];中国林业科学研究院;2012年
2 时伟宇;黄土高原半干旱区两典型森林群落土壤呼吸动态特征研究[D];中国科学院研究生院(教育部水土保持与生态环境研究中心);2011年
3 栾军伟;暖温带锐齿栎林土壤呼吸时空变异及其调控机理[D];中国林业科学研究院;2010年
4 盛浩;中亚热带山区土壤呼吸及其组分对土地利用变化的响应[D];福建师范大学;2010年
5 贾子毅;干旱区白刺荒漠生态系统土壤呼吸对增雨的响应[D];中国林业科学研究院;2011年
6 刘殿君;极端干旱区泡泡刺群落土壤呼吸对增雨的响应[D];中国林业科学研究院;2012年
7 陈先江;黄土高原农业土地利用对土壤呼吸与有机碳贮量的影响[D];兰州大学;2011年
8 胡宗达;亚高山灌丛和草甸土壤呼吸动态特征及其影响因素[D];中国林业科学研究院;2013年
9 张鸽香;城市不同植被类型土壤呼吸与微生物量碳研究[D];南京林业大学;2011年
10 郑威;施氮对樟树人工林土壤呼吸的影响[D];中南林业科技大学;2013年
中国硕士学位论文全文数据库 前10条
1 谭炯锐;北京大兴人工杨树林土壤呼吸动态与环境影响因素研究[D];北京林业大学;2010年
2 谢慧慧;水蚀风蚀交错区土壤呼吸与水分运动的影响因素及调控[D];西北农林科技大学;2010年
3 阿斯嘎;沙地植物群落土壤呼吸特征及其影响因子的研究[D];内蒙古大学;2010年
4 张义辉;亚高山草甸土壤呼吸的时空变异特征研究[D];山西大学;2010年
5 王平;华北低丘山地不同土地利用方式土壤呼吸差异及其影响因素[D];河北农业大学;2011年
6 任文玲;崇明东滩土壤呼吸动态研究[D];华东师范大学;2011年
7 张勇;北亚热带林带和农田土壤呼吸及环境影响研究[D];南京信息工程大学;2011年
8 沈小帅;模拟酸雨对天然次生林土壤呼吸的影响研究[D];南京信息工程大学;2012年
9 李华兵;黄河三角洲湿地生态系统土壤呼吸时空变异及其影响机制研究[D];鲁东大学;2012年
10 张丁辰;寿阳旱作春玉米不同耕作施肥农田土壤呼吸及碳排放估算[D];中国农业科学院;2012年
中国重要报纸全文数据库 前8条
1 周飞 申卫军;大气CO_(2)浓度影响土壤呼吸[N];广东科技报;2009年
2 张维宸 中国国土资源经济研究院;优化结构促碳减[N];中国国土资源报;2009年
3 特约记者 于兮;新疆全面监测天山森林生态[N];阿克苏日报;2006年
4 见习记者 胡佳逸;为每片森林建一个“绿色数据库”[N];苏州日报;2011年
5 特约记者 苏橹萱;岩溶区土壤碳汇效应得以证实[N];中国国土资源报;2011年
6 记者 陈宏伟;中国区域性气候研究中心启动[N];中国经济时报;2009年
7 记者 方云静;荒漠盐碱土大量吸收二氧化碳[N];新疆日报(汉);2008年
8 记者 戴随刚 通讯员 马宗泰;环青海湖地区 草地生态系统响应试验启动[N];中国气象报;2010年
 快捷付款方式  订购知网充值卡  订购热线  帮助中心
  • 400-819-9993
  • 010-62982499
  • 010-62783978