采伐对温带森林沼泽非生长季土壤温室气体排放的影响

发布时间：2020-06-10 12:22

【摘要】：中高纬度地区非生长季土壤温室气体排放对生态系统碳氮循环具有重要作用,但采伐干扰对森林沼泽非生长季土壤温室气体排放具有何种影响并不明确。采用静态箱-气相色谱法,同步原位观测温带小兴安岭4种典型森林沼泽(毛赤杨沼泽-M、白桦沼泽-B、落叶松苔草沼泽-LT、落叶松藓类沼泽-LX)在不同采伐强度下(对照、择伐45%(蓄积比)、皆伐,试验处理已10年)非生长季土壤3种温室气体(CO2、CH4和N2O)排放通量及其相关环境因子(土壤温度、湿度及碳氮含量等),揭示采伐对非生长季土壤温室气体排放的影响规律及主控因子。结果表明:(1)采伐(择伐、皆伐)显著升高森林沼泽非生长季0～40 cm 土壤温度0.44～1.47℃;择伐显著降低其非生长季0～40 cm 土壤含水量14.9%～38.0%(除B外),而皆伐仅显著降低LT、LX 土壤含水量28.9%～46.4%;采伐显著降低M、LX非生长季0～40 cm 土壤全氮含量4.8%～9.4%及B、LT 土壤碳氮比0.87-4.87,仅皆伐使LT 0～40 cm 土壤有机碳、全氮含量显著降低50.0%、25.7%。(2)小兴安岭4种森林沼泽非生长季土壤CO2平均通量分布在53.08～81.31mg.m-2·h-,皆伐显著提高非生长季土壤CO2排放量6.8%～30.3%(除LT外),择伐对其影响与沼泽类型有关(即M显著降低14.5%,B、LX显著提高12.0%～25.3%及LT无显著影响)。(3)非生长季土壤CH4平均通量分布在0.09～3.07 mg·m-2·h-1,皆伐对土壤CH4排放量的影响与沼泽类型有关(即M、LX显著提高42.1%～300.0%,LT显著降低72.2%及B无显著变化),择伐显著降低土壤CH4排放量19.7%～38.9%。(4)非生长季土壤N20平均通量分布在4.07～8.83 ug·m-2·h-1,皆伐显著提高其非生长季土壤N20排放量23.5%～55.2%,择伐显著降低LT非生长季土壤N20排放量31.8%。(5)天然森林沼泽非生长季土壤CO2排放受土壤温度、有机碳含量及C/N调控;CH4排放受土壤温度、有机碳含量调控;N2O排放受气温、土壤pH的调控。采伐增加了CO2排放与气温、土壤含水量及积雪深度的相关性,增加了 CH4排放与气温、土壤含水量及C/N的相关性,增加了 N20排放与土壤全氮和C/N的相关性。(6)天然森林沼泽非生长季土壤CO2、CH4和N2O的年贡献率依次为33.2%·46.5%、6.3%～9.1%和 61.5%·68.3%,皆伐提高了 CO2 和 N2O年贡献率 4.2%～7.3%(B、LX)和4.2%～7.5%(除LX外);择伐提高了(C02、CH4和]N2O年贡献率1.6%～3.2%、11.3%～13.2%和1.7%～5.2%(LT、LX),但降低了B的3种气体年贡献率2.0%～4.6%。因此,温带天然森林沼泽土壤N20和CO2非生长季的年贡献率相对较大,皆伐使两者年贡献率进一步提高,择伐却较大幅度提高了其CH4非生长季的年贡献率。
【学位授予单位】：东北林业大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2019
【分类号】：S714

【参考文献】