小兴安岭落叶松沼泽林土壤温室气体排放的研究

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采用静态箱-气相色谱法,于2007-2008年研究了小兴安岭3种典型针叶沼泽林(兴安落叶松苔草沼泽林、兴安落叶松藓类沼泽林和兴安落叶松泥炭藓沼泽林)生长季节土壤温室气体(CO2、N2O和CH4)排放通量的季节变化规律、日变化规律及其主控因素,并探讨了温室气体的源汇关系。结果表明:①2007小兴安岭落叶松苔草沼泽林、落叶松泥炭藓沼泽林和落叶松泥炭藓沼泽林生长季土壤CO2排放通量均呈现出夏季>春季>秋季的季节变化规律性,主要受30cm以上的土壤温度所影响;而2008年落叶松藓类沼泽林和落叶松泥炭藓沼泽林土壤CO2通量呈现出春季>夏季>秋季的变化规律性,落叶松苔草沼泽林则为夏季>春季>秋季的变化规律性,且三者主要受20cm以上的土壤温度所影响;三者2007年生长季土壤CO2平均排放量(611.39、514.85和485.95mg m-2h-1)较2008年(457.23、381.18和430.23mg m-2 h-1)依次提高了33.7%、35.1%、13.0%。②小兴安岭3种典型落叶松沼泽林在春、夏、秋季土壤CO2排放日通量一般均呈现出昼高夜低的规律性(除落叶松泥炭藓沼泽林春季为夜间>白天外)。空气温度和表层土壤温度是影响落叶松沼泽林土壤CO2春秋季日排放通量的主要因素;深层土壤温度是影响落叶松沼泽林土壤CO2夏季日排放通量的主要因素。③小兴安岭3种典型落叶松沼泽林土壤在生长季节均表现为CO2排放源,但各类型之间有所差异。2007年生长季节土壤CO2排放量呈现出落叶松苔草沼泽林(22.010t hm-2 yr1)>落叶松藓类沼泽林(18.535t hm-2 yr-1)>落叶松泥炭藓沼泽林(17.494t hm-2 yr-1);2008年则为落叶松苔草沼泽林(18.654t hm-2yr-1)>落叶松泥炭藓沼泽林(17.55t hm-2 yr-1)>落叶松藓类沼泽林(15.282t hm-2 yr-1)。④2007年小兴安岭3种落叶松沼泽林土壤CH4排放通量依次呈现出春季弱排放、夏季强吸收、秋季零排放,春季弱排放、夏季弱吸收、秋季强吸收,春季弱排放、夏季强排放、秋季强吸收的季节变化规律;而2008年落叶松苔草沼泽林和落叶松藓类沼泽林生长季节土壤CH4排放通量依次呈现出春、夏、秋季均为吸收,而落叶松泥炭藓沼泽林则为春秋季排放,夏季吸收的季节变化规律;2007-2008年水位均是影响小兴安岭落叶松沼泽林土壤CH4通量季节变化的主要因素。2008年三种森林沼泽生长季土壤CH4平均通量(-0.29、-0.11和-0.005mg m-2 h-1)较2007年(-0.032、-0.033和0.005mg m-2H-1)依次提高了806.3%、233.3%、100%。⑤小兴安岭3种落叶松沼泽林土壤CH4排放通量日变化规律存在明显的差异性。落叶松苔草沼泽林在在夏秋两季土壤CH4排放日通量均呈现出昼高夜低的规律性,在春季则是夜高昼低;落叶松藓类沼泽林在春夏两季土壤CH4排放日通量均呈现出夜高昼低,在秋季则是昼高夜低;落叶松泥炭藓沼泽林在春秋两季土壤CH4排放日通量均呈现出夜高昼低,在夏季则是昼高夜低。温度是影响落叶松沼泽林土壤CH4夏秋两季日排放通量的主要因素;空气温度则是影响落叶松沼泽林土壤CH4春季日排放通量的主要因素。⑥小兴安岭3种典型落叶松沼泽林土壤在两个生长季节一般均表现为CH4的弱吸收汇(除2007年落叶松泥炭藓沼泽排放源外),但各类型之间有所差异。2007年生长季节土壤CH4吸收量呈现出落叶松藓类沼泽林(-1.200kg hm-2yr-1)>落叶松苔草沼泽林(-1.152kg hm-2yr-1)>落叶松泥炭藓沼泽林(排放:0.168kg hm-2yr-1);2008年则为落叶松苔草沼泽林(-0.689kg hm-2yr-1)>落叶松藓类沼泽林(-0.256kg hm-2 yr-1)>落叶松泥炭藓沼泽林(-0.195kghm-2 yr-1)。⑦小兴安岭3种落叶松沼泽林土壤N2O排放通量季节变化规律存在明显的差异性。2007年落叶松苔草沼泽林、落叶松藓类沼泽林、落叶松泥炭藓沼泽林土壤N2O排放依次呈现出夏季>春季>秋季、春季>夏季>秋季(零排放)、秋季>春季>夏季的季节变化规律性;相对较低的水位与相对较高的上层土壤温度应是影响其土壤N2O排放的主要因素。而2008年落叶松苔草沼泽林、落叶松藓类沼泽林、落叶松泥炭藓沼泽林土壤N2O排放依次呈现春季>夏季>秋季、夏季>春季>秋季、夏季>秋季>春季的季节变化规律性;水位和温度是影响土壤N2O排放通量的主要因素。2007年落叶松苔草沼泽林、落叶松泥炭藓沼泽林和落叶松泥炭藓沼泽林生长季土壤N2O平均排放量(31、5和10μg m-2h-1)较2008年(31.8、0.39和0.07μg m-2h-1)依次提高2.3%、1182.1%、1328.6%,总体变化较大。⑧小兴安岭3种典型落叶松沼泽林在春、夏、秋季土壤N2O排放日通量一般均呈现出昼高夜低的规律性(除落叶松泥炭藓沼泽林秋季为夜间>白天外)。空气温度是影响落叶松沼泽林春夏两季土壤N2O排放日通量的主要因素,而土壤温度则是影响落叶松沼泽林秋季土壤N2O排放日通量的主要因素。⑨小兴安岭3种典型落叶松沼泽林土壤在两个生长季节一般均表现为N2O的弱排放源。2007年生长季节土壤N2O排放量呈现出落叶松苔草沼泽林(1.128kg hm-2yr-1)>落叶松泥炭藓沼泽林(0.360kg hm-2 yr-1)>落叶松藓类沼泽林(0.192kg hm-2yr-1);2008年则为落叶松苔草沼泽林(1.198kg hm-2)yr-1)>落叶松藓类沼泽林(0.0159kg hm-2)yr-1)>落叶松泥炭藓沼泽林(0.0028kg hm-2yr-1)。
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