华南地区五种人工林的土壤呼吸研究

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华南地区人工林是重要的碳汇,研究人工林的土壤呼吸将有助于了解人工林的碳汇机制。我们在中国科学院鹤山丘陵综合开放试验站共和样地的尾叶桉纯林、30种树种混交林、10种树种混交林、红椎纯林、厚荚相思纯林和草坡,通过设置对照和断根两种处理,研究了不同人工林的土壤呼吸。结果表明,几种人工林和草坡土壤呼吸速率的最大值一般出现在5、6月,最低值一般出现在12、1月,但30种树种混交林的土壤呼吸最大速率则出现在10月。土壤总呼吸(Rs)的平均速率介于1.11±0.08~1.70±0.09μmol CO2 m-2 s-1;异养呼吸(Rh)的平均速率介于0.80±0.0~1.13±0.07μmol CO2 m-2 s-1;根际呼吸(Rr)介于0.13±0.05~0.86±0.06μmol CO2 m-2 s-1; Rr对Rs的贡献率(RC)介于11.29±4.20~51.28±2.28%。六个群落间Rs、各组分呼吸平均值及RC均存在显著差异。为了解释这种差异,本研究调查了各群落的土壤有机质、细根生物量、叶面积指数及凋落物年输入量,结果发现细根生物量和叶面积指数的差异较好的解释了群落间Rr的变异,但这些因子都不能显著的解释Rh在群落间的差异。  土壤温度及含水量是影响土壤呼吸的重要因子。通过分析发现,五种人工林与草坡的Rs及Rh均与土壤0-5cm温度指数相关性显著;但对Rr来说,尾叶桉纯林与30种树种混交林与温度的相关性不显著。且土壤温度对Rh变异的解释程度最高,在Rr与温度相关的10种树种混交林、红椎纯林、厚荚相思纯林及草坡中,土壤温度对Rr的解释程度也很低。据此推论,在华南地区年轻的人工林中,土壤温度并不是影响Rr的主要因素。土壤含水量对土壤呼吸速率的影响不明确,但过高或过低时有限制土壤呼吸速率的趋势。
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