珠江三角洲四种森林类型土壤CO_2通量特征研究

采用开路式土壤CO2通量测量系统Li-8100&Li-8150对珠江三角洲地区尾叶桉(Eucalyptus urophylla)人工林、乡土树种恢复林、针阔叶混交林和常绿阔叶林4种林型的土壤CO2通量进行了观测。结果表明:4种森林类型年均土壤CO2通量为尾叶桉人工林(3.35μmol.m-2.s-1)>针阔叶混交林(2.66μmol.m-2.s-1)>乡土树种恢复林(2.09μmol.m-2.s-1)>常绿阔叶林(1.86μmol.m-2.s-1);旱季土壤CO2通量明显小于雨季。前3种森林类型凋落物呼吸处理表明,旱季对照组土壤CO2通量均小于相应的去除凋落物组、雨季则相反,全年的对比结果显示,3种森林类型的凋落物呼吸贡献分别达到1.3%、7.1%和10.8%。土壤CO2通量与10 cm土壤温度呈显著指数相关,且土壤CO2通量温度敏感指数表现为针阔叶混交林Q10最大(3.49),尾叶桉人工林Q10最小(1.95)。

青藏高原多年冻土区不同草地类型生态系统呼吸季节差异性

研究多年冻土区不同草地类型及季节生态系统呼吸,对理解青藏高原碳源汇关系及其对气候变化响应具有重要意义。在青藏高原风火山选取高寒草甸和沼泽草甸对生长季和非生长季生态系统呼吸进行观测。结果表明:生态系统呼吸呈明显的日变化和季节变化,高寒草甸日变异系数(0. 30～0. 92)高于沼泽草甸(0. 12～0. 29),高寒草甸非生长季生态系统呼吸白天/晚上比高于生长季,而沼泽草甸季节变化较小;季节变化与5 cm地温变化一致。高寒草甸和沼泽草甸非生长季生态系统呼吸平均速率分别为0. 31和0. 36μmol·m^(-2)·s^(-1),生长季分别为1. 99和2. 85μmol·m^(-2)·s^(-1)。沼泽草甸生态系统呼吸年排放总量为1 419. 01 gCO_2·m^(-2),显著高于高寒草甸(1 042. 99 gCO_2·m^(-2)),其中非生长季高27%,生长季高39%。高寒草甸和沼泽草甸非生长季生态系统呼吸总量分别为268. 13和340. 40 gCO_2·m^(-2),分别占全年的25. 71%和23. 99%。两种草地类型生态系统呼吸与气温、5 cm和20 cm地温均显著相关,可解释37%～73%的季节变异,除生长季沼泽草甸外,生态系统呼吸与5 cm地温相关性最高。非生长季5 cm地温对应Q_(10)为4. 34～5. 02,高于生长季(2. 35～2. 75),且沼泽草甸高于高寒草甸。生长季生态系统呼吸与土壤水分无显著关系,而非生长季生态系统呼吸受土壤水分显著影响(R^2:0. 21～0. 40),随土壤水分增加而增加。

中度火干扰对兴安落叶松林土壤呼吸的影响

通过测定中度火干扰后塔河地区兴安落叶松(Larix gmelinii)林生长季土壤呼吸(R_s),并进一步探究火干扰后影响土壤呼吸变化的主要环境因子。选择在塔河林业局火烧4年后兴安落叶松林中度火烧迹地设置样地,选择临近未过火区域设置对照样地。土壤呼吸通量用LI-8100进行测量,土壤异养呼吸(R_h)采用壕沟法进行测量。火烧迹地与未火烧对照样地生长季土壤呼吸速率平均值分别为(3.67±1.03)μmol CO_2m^(-2)s^(-1),(4.21±1.25)μmol CO_2m^(-2)s^(-1)。火烧迹地土壤呼吸速率显著降低(P<0.05)。生长季土壤呼吸组分的动态变化表明,土壤呼吸速率的降低是因为土壤自养呼吸(R_a)显著降低导致的(P<0.05)。温度是控制这一地区生长季土壤呼吸变化的主要环境因子。与对照样地相比,火烧迹地土壤呼吸的变化与土壤温度具有更强的相关性。塔河地区兴安落叶松林火烧迹地和未火烧对照样地Q_(10)分别为5.85±1.06,4.25±1.19,火干扰后Q_(10)显著增加(P<0.05)。研究结果表明:在全球气候变化的背景下火干扰后中国塔河地区兴安落叶松林生态系统对温度的变化更为敏感。本研究结果将为研究中国塔河地区火干扰后碳循环变化提供数据支持。

中亚热带杉木人工林和米槠次生林凋落物添加与去除对土壤呼吸的影响

在未来大气CO2浓度升高的背景下,植被净初级生产力的增加将促使森林土壤碳输入增多。凋落物是土壤碳库的重要来源,对土壤呼吸会产生重要影响。为了模拟植物净初级生产力提高、凋落物产量增加情景下凋落物对土壤呼吸和土壤碳库的影响,2013年1月到2014年12月,在福建省三明市陈大镇国有林场,在杉木(Cunninghamia lanceolata)人工林和米槠(Castanopsis carlesii)次生林,通过设置去除凋落物、添加凋落物和对照(保留凋落物,不做任何处理)处理,研究了土壤呼吸和土壤碳库的动态变化。研究发现:土壤含水量在10%–25%范围内,土壤呼吸温度敏感性指数(Q10)随着土壤含水量的增加呈递增趋势,当含水量<10%时,由于干旱胁迫打破了土壤呼吸与温度之间的耦合,改变了Q10值,使得Q10值小于1。土壤呼吸与凋落物输入量呈显著的线性正相关关系,杉木人工林对照和添加凋落物处理及米槠次生林对照处理,土壤呼吸与2个月前的凋落物输入量相关性最好。而米槠次生林添加凋落物处理,土壤呼吸与当月的凋落物输入量相关性最好,不同林分凋落物呼吸对土壤呼吸的贡献率不同,米槠次生林凋落物层呼吸年通量明显大于杉木人工林,分别占各林分土壤总呼吸的34.4%和15.1%,添加凋落物后,杉木人工林和米槠次生林的土壤呼吸速率增加,但添加凋落物处理的土壤呼吸年通量与对照的差值小于年凋落物输入量。因此,在未来全球CO2升高背景下,植被碳储量的增加、凋落物增加并没有引起土壤呼吸成倍增加,更有利于中亚热带地区土壤碳吸存。