【摘 要】
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全球气候变暖是不争的事实。森林生态系统作为最重要的陆地生态系统,对于缓解全球气候变化起着不可忽视的作用。在森林生态系统碳循环过程中,土壤呼吸是土壤碳排放的重要环节。全球增温背景下大兴安岭兴安落叶松林土壤碳的排放,对于精确核算地区碳收支至关主要。本文采用开顶增温室(Open-Top Chamber,OTC)对大兴安岭兴安落叶松林进行模拟增温,研究气温升高对土壤呼吸季节变化、月变化、昼夜变化规律的影响
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全球气候变暖是不争的事实。森林生态系统作为最重要的陆地生态系统,对于缓解全球气候变化起着不可忽视的作用。在森林生态系统碳循环过程中,土壤呼吸是土壤碳排放的重要环节。全球增温背景下大兴安岭兴安落叶松林土壤碳的排放,对于精确核算地区碳收支至关主要。本文采用开顶增温室(Open-Top Chamber,OTC)对大兴安岭兴安落叶松林进行模拟增温,研究气温升高对土壤呼吸季节变化、月变化、昼夜变化规律的影响,同时通过同步测定环境因子的变化,分析增温导致土壤呼吸变化的机理。结果表明:1.增温处理的大气温度年均增温1.2℃,大气湿度降低2.5%,土壤5 cm增温0.5℃,土壤10 cm增温1.1℃,土壤20 cm温度下降0.08℃,土壤各层湿度分别下降2.9%、4.9%、8.8%。增温及各土层土壤温度月均值呈单峰值趋势,7、8月达到温度峰值,生长季土壤湿度也呈现逐渐升高趋势,增温使土壤湿度减少。土壤温度与土壤呼吸呈显著相关关系,土壤湿度和土壤呼吸呈负相关关系,相关性不显著。2.增温处理使土壤化学性质含量下降,土壤0~10 cm的p H值下降0.03,有机碳含量、全氮含量、铵态氮含量分别下降5.8 g/kg、0.13 g/kg、0.73 mg/L,硝态氮含量上升0.07 mg/L。土壤10~20 cm的p H值下降0.19,有机碳含量、全氮含量、铵态氮含量分别下降29.42 g/kg、1.77 g/kg、0.02 mg/L,硝态氮含量上升0.02 mg/L。3.生长季增温样地CO2通量变化的变化范围在(45.9±12.8~476.8±158.2)mg·m-2·h-1,对照样地CO2通量变化的变化范围在(27.3±12.2~356.3±131.1)mg·m-2·h-1。增温处理使生长季期间土壤呼吸速率平均提高5.76 mg·m-2·h-1。生长季期间8月增温处理下较对照处理土壤呼吸排放量变化最高为23.9 mg·m-2·h-1。季节变化特征表现为在6月的CO2排放速率较低,随着地表温度的回升,7月土壤呼吸排放速率开始逐渐增大,生长季期间土壤呼吸速率在7月末8月初达到顶峰,维持时间较短。4.CO2排放速率随着土壤深度的增加对温度的敏感性在不断增大,表现为Q10(10 cm)<Q10(5 cm)<Q10(20 cm),研究期间土壤呼吸与温度的敏感性存在时间尺度以及土层深度的差异性,在整个研究期间对照样地土壤呼吸的Q10(5 cm)为4.02,Q10(10cm)为4.00,Q10(20 cm)为4.66,增温样地整体显著大于对照样地Q10值,分别为5.91、5.41和6.67。
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