暖溫帶-中溫帶過渡區(qū)4種典型森林土壤呼吸的溫度敏感性

【摘要】：溫度是全球氣候變化最重要的生態(tài)因子,過渡區(qū)生態(tài)系統(tǒng)的能量流動(dòng)和物質(zhì)循環(huán)過程極易受到氣候變化的影響。為揭示暖溫帶-中溫帶過渡區(qū)森林土壤呼吸對(duì)溫度變化的響應(yīng),選擇在暖溫帶-中溫帶過渡區(qū)分布面積較大的長(zhǎng)白落葉松(Larix olgensis)、紅松(Pinus koraiensis)、油松(Pinus tabuliformis)人工林和天然闊葉混交林4種森林類型,利用Li-8100紅外氣體分析儀于2010─2013年連續(xù)觀測(cè)土壤呼吸速率,同時(shí)利用森林小氣候梯度觀測(cè)系統(tǒng)連續(xù)同步觀測(cè)大氣溫度、大氣降水和土壤溫度等環(huán)境因子,系統(tǒng)研究了土壤呼吸速率動(dòng)態(tài)及其溫度敏感性。結(jié)果表明:長(zhǎng)白落葉松、紅松、油松和闊葉混交林的年平均土壤呼吸速率(Rs,以CO_2計(jì))分別為(2.31±0.01)、(2.07±0.71)、(1.55±0.03)和(2.24±0.02)μmol·m~2·s~(-1);4種森林類型的Rs與10 cm土壤溫度(t_(10))均具有極顯著的相關(guān)關(guān)系(P=0.0000.01);生長(zhǎng)季期間落葉松、紅松、油松人工林和天然闊葉混交林的Q_(10)值分別為3.32、4.46、4.12和3.59,其中紅松人工林Rs對(duì)t10的溫度變化最敏感,而天然闊葉林和落葉松人工林的敏感性相對(duì)較低。本研究還對(duì)非生長(zhǎng)季(11月─翌年3月)期間長(zhǎng)白落葉松人工林的土壤呼吸進(jìn)行了連續(xù)監(jiān)測(cè),并依據(jù)非生長(zhǎng)季期間土壤溫度的變化,將非生長(zhǎng)季期間的土壤呼吸分為凍結(jié)期(t_(10-mean):10.0~2.0℃)、凍融期(t_(10-mean):0.5~2.0℃)和非凍結(jié)期(t_(10-mean):2.0℃)3個(gè)階段。結(jié)果顯示:長(zhǎng)白落葉松人工林在非生長(zhǎng)季期間仍有微弱的呼吸作用(以CO_2計(jì),0.01~1.38μmol·m~2·s~(-1)),整個(gè)非生長(zhǎng)季期間Rs與t_(10)有極顯著相關(guān)關(guān)系(r~2=0.586 3,P=0.0000.01),非生長(zhǎng)季凍結(jié)期的Rs與t_(10)無顯著相關(guān)關(guān)系(P=0.5030.5),凍融期的Rs變化較劇烈,且較凍結(jié)期有較明顯的增加;整個(gè)非生長(zhǎng)季落葉松人工林的Q_(10)值為4.65,是生長(zhǎng)季的1.40倍。研究結(jié)果對(duì)進(jìn)一步闡明氣候帶過渡區(qū)不同森林類型土壤呼吸對(duì)氣候變化的響應(yīng)具有重要意義。 【作者單位】： 內(nèi)蒙古農(nóng)業(yè)大學(xué)生態(tài)環(huán)境學(xué)院;遼寧省林業(yè)科學(xué)研究院;
【關(guān)鍵詞】： 土壤呼吸 溫度敏感性 森林 東北地區(qū)
【基金】：林業(yè)公益性行業(yè)科研專項(xiàng)(201204101;201404303) 國(guó)家自然科學(xué)基金項(xiàng)目(31370616) 遼寧省農(nóng)業(yè)領(lǐng)域青年科技創(chuàng)新人才培養(yǎng)計(jì)劃(2014015)
【分類號(hào)】：S718.55
【正文快照】： 土壤CO2通量作為陸地生態(tài)系統(tǒng)CO2通量第二大組成部分,在全球碳循環(huán)中扮演著極其重要的角色(Zhou et al.,2009;Luan et al.,2011),占整個(gè)陸地生態(tài)系統(tǒng)呼吸的50%~75%(Deforest et al.,2006),土壤碳庫(kù)的任何細(xì)微變化都會(huì)對(duì)大氣CO2含量產(chǎn)生顯著影響(Schimel et al.,1990;Jenkinson

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