柑桔果园生态系统碳循环特征研究

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本研究选取福州地区7年生柑桔果园生态系统为对象,经过一年的定位观测系统研究了柑桔果园生态系统的碳循环特征,并初步探讨了经营措施(套种牧草和翻耕等)对柑桔果园土壤碳排放的影响,主要结果如下:(1)7年生柑桔果园生态系统有机碳储量为158.282 t·hm-2,其中土壤(0-100 cm)碳储量为151.734 t·hm-2,占柑桔果园生态系统总有机碳储量的95.86%,植被碳储量为6.548 t·hm-2,占4.14%;7年生柑桔果园生态系统氮储量为14.602 t·hm-2,其中土壤(0-100 cm)氮储量为14.399 t·hm-2,占柑桔果园生态系统总氮储量的98.61%,植被氮储量为0.203 t·hm-2,占1.39%。(2)7年生柑桔果园生态系统柑桔果树净初级生产力为4.722 t·hm-2·a-1,其中果树净增加量为1.104 t·hm-2·a-1,占净初级生产力的23.28%;果实生物量为1.936 t·hm-2·a-1,占41%;凋落物量(包括修剪的枝叶)为1.682 t·hm-2·a-1,占35.62%。(3)果园生态系统的年凋落量为1682.48 kg·hm-2,归还土壤碳素704.56 kg·hm-2·a-1,归还氮素43.72 kg·hm-2·a-1;全年凋落物呈现明显的双峰特征,峰值分别出现在3月份和7月份。凋落物前期分解较快,而后分解速率逐渐下降,至第10个月时凋落物叶的现存量仅剩下23.3%。在凋落物叶的分解过程中,有机碳浓度在前期(前5个月)快速下降,由分解前的41.74%下降到20.96%。(4)柑桔果园生态系统土壤呼吸速率具有明显的日变化、月变化,一年内土壤呼吸速率最高值出现在7月份,最低值出现在1月份。土壤呼吸速率在植株尺度上存在一定的空间异质性,9月份距离果树130 cm处土壤呼吸速率为距离果树20 cm处土壤呼吸速率的25.918%~41.194%,平均为33.259%。土壤呼吸、土壤异养呼吸、根呼吸与10 cm处土壤温度的指数关系极显著(p<0.01),10 cm处土壤温度分别解释了土壤呼吸、土壤异养呼吸、根呼吸速率变化的68.6%、62.9%和69.3%。土壤呼吸、土壤异养呼吸、根呼吸的Q10值分别为2.54、2.17和2.65,柑桔果树根系呼吸对温度升高的敏感性大于土壤异养呼吸。(5)翻耕造成柑桔果园生态系统土壤呼吸速率的增加,在试验期间里内翻耕使土壤CO2排放量提高了49%。套种豆科牧草使土壤呼吸速率提高了26.24%,但果园生草处理使系统植被有机碳库增加了3400.0kg·hm-2
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