【摘 要】
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我国亚热带人工林固碳潜力巨大。土壤呼吸碳排放作为亚热带人工林碳循环的关键过程,对其深入认识和定量表达是关系我国“碳中和”目标实现的重要科学命题。在全球变化背景下,亚热带人工林土壤呼吸及其组分存在较大的不确定性,其关键驱动机制仍不明晰。本研究以我国亚热带地区广泛分布的麻栎人工林为研究对象,采用静态箱-气相色谱法对土壤呼吸进行原位连续测定,分析比较了土壤呼吸及其组分的动态变化规律、异养呼吸与根系自养呼
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我国亚热带人工林固碳潜力巨大。土壤呼吸碳排放作为亚热带人工林碳循环的关键过程,对其深入认识和定量表达是关系我国“碳中和”目标实现的重要科学命题。在全球变化背景下,亚热带人工林土壤呼吸及其组分存在较大的不确定性,其关键驱动机制仍不明晰。本研究以我国亚热带地区广泛分布的麻栎人工林为研究对象,采用静态箱-气相色谱法对土壤呼吸进行原位连续测定,分析比较了土壤呼吸及其组分的动态变化规律、异养呼吸与根系自养呼吸对土壤总呼吸的贡献率、三种呼吸的温度敏感性(Q10)变化以及土壤呼吸与关键气象因子和土壤活性碳氮底物的关联性。结果如下:（1）土壤及其组分的呼吸速率在总体上呈现单峰变化的季节分布特征,它们的最小值均出现在12月,土壤总呼吸和根系自养呼吸的最大值出现在8月份,土壤异养呼吸的最大值则出现在6月份。（2）土壤总呼吸及其两组分呼吸的温度敏感性Q10值也存在明显的季节动态变化特征,最小值出现在夏季,最大值出现在冬季;三种Q10值的变化范围依次为1.08-3.97、1.11-5.3、0.72-5.81,变异系数较大。另外,三者的年均Q10值分别为1.88、1.81和2.28。（3）土壤呼吸中不同组分的贡献率随季节变化存在较大差异。异养呼吸的贡献率范围为73.82-80.77%,贡献率在冬季达到最大;根系自养呼吸的贡献率范围为19.23%-26.17%,夏季有最大的贡献率。土壤总呼吸、土壤异养呼吸和根系自养呼吸在一年内的碳释放量分别为2968.56±65.66 g·m-2、2281.98±47.95 g·m-2、57.21±19.08 g·m-2。总体来看,根系自养呼吸的碳释放量远远低于土壤异养呼吸的碳释放量。（4）麻栎人工林土壤呼吸及其组分呼吸速率均随着温度的增加而增大;相较于气温和土壤10cm深度温度,土壤5cm深度温度对三种呼吸速率的解释程度更高。土壤呼吸及其组分呼吸速率均随着土壤含水量的增大而增大。另外,土壤呼吸及其组分呼吸速率与光和有效辐、相对湿度和风速等也均呈显著相关关系,其中相对湿度对土壤总呼吸和土壤异养呼吸变异的解释度最高。结合各环境因子对土壤呼吸的综合影响,土壤5cm深度温度和风速是最主要的影响因子。（5）麻栎人工林内的土壤活性碳氮底物含量具有明显的垂直分布特征和季节变化规律。从垂直分布特征来看,土壤全氮、可溶性有机碳及铵态氮的含量均随着土壤剖面的加深而减少,硝态氮含量没有发现明显的垂直变化规律。从季节变化来看,四种碳氮底物均表现出明显的变化趋势。冗余分析结果显示,可溶性有机碳、硝态氮和铵态氮含量是影响土壤呼吸及其组分的关键因子,其对呼吸速率的贡献度分别为50.2%、27%、9.3%。
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