太岳山主要森林土壤碳周转关键驱动因子分析

发布时间：2020-06-17 17:59

【摘要】：土壤呼吸作为土壤碳循环的重要组成部分,在一定程度上反映了整个生态系统生产力与气候变化的相应关系,对准确估算研究样地土壤C02的排放量以及碳贮量的变化具有重要意义。作为森林土壤呼吸地上部分的主要碳源,凋落物输入数量和质量的微小改变都可能引起土壤碳排放很大程度的变化。本研究以山西省太岳林局灵空山林场管辖区主要森林为研究对象,采用LI-8100土壤CO2全自动测量系统测定了2012年生长季内(5月～10月)样地的土壤呼吸以及5cm、10cm、20cm土壤层的温湿度,同时分析比较不同林分类型凋落物失重率,对不同林分类型(油松林、辽东栎林、油松与辽东栎混交林)、不同坡向(阳坡、阴坡)样地的土壤呼吸及其与环境因子(土壤温度、土壤湿度)的关系进行研究,对太岳山森林土壤呼吸及土壤CO2排放量估算都具有重要的参考价值。主要研究结果如下： (1)油松林、辽东栎林、混交林3种林分类型土壤呼吸均呈单峰型季节动态,2012年5月至10月期间3种林分类型土壤呼吸速率的变化范围分别为0.58-5.26、1.41～8.56和0.72～6.71μmol·m-2·s-1,观测期内土壤呼吸速率均值分别为2.06、3.48、2.79μmol·m-2·s-1。 (2)土壤温度和土壤湿度是影响土壤呼吸的主要因子。单因素关系模型分析得出,3种林型土壤呼吸速率和土壤温度之间均呈现出显著指数相关关系(P0.05),而与土壤湿度相关性不显著(P0.05)；与单因素关系模型相比,双因素关系模型能够更好地解释土壤温度和土壤湿度对土壤呼吸的影响,拟合方程的R2值范围为0.70-0.95。 (3)土壤温度具有明显的季节性变化动态,与土壤呼吸季节性特征基本趋于一致。2012年5月至10月期间土壤温度的季节变化呈单峰型曲线,最低温度出现在10月,最高温度出现在7月和8月。生长季内3种林型土壤湿度随观测期间样地气候(旱季-雨季-旱季)呈相应变化趋势。其中,混交林的土壤湿度相对较高,最高含水量达到55.85%。土壤温度和土壤水分共同作用影响土壤呼吸,同时,土壤温度对土壤呼吸的季节变化起主导作用。 (4)对两种坡向条件下土壤呼吸速率进行回归分析,结果显示生长季内土壤呼吸速率与土壤温度呈显著的指数关系(P0.05),土壤温度解释了土壤呼吸季节变化的40%-71%,除了6月份阴坡的土壤温度对土壤呼吸的解释度高于阳坡,其余(5月、7月、8月、9月和10月)五个月内土壤温度对土壤呼吸的解释度均为阳坡高于阴坡。而两种不同立地条件下的土壤湿度对土壤呼吸速率的解释度5月、9月、10月为阳坡高于阴坡,而6月、7月、8月三月阴坡高于阳坡。生长季内两种立地条件下土壤呼吸速率存在明显差异,阳坡土壤呼吸速率均高于阴坡土壤呼吸速率 (5)不同林型地表凋落物平均生物量辽东栎林(1357.11g·m-2)混交林(1119.73g·m-2)油松林(860.78g·m-2),该次序与生长季内监测得到的土壤呼吸速率平均值排序相同。针叶(油松叶)在三种林分类型油松林、辽东栎林、油松与辽东栎混交林中的分解速率均值分别为13.47%、12.5%和12.5%,阔叶(辽东栎叶)16.77%、12.43%和15.73%,针阔混交叶(油松-辽东栎混交叶)16.9%、15.73%和16.33%。针叶、阔叶及针阔混交叶3种凋落物的失重率在油松林中最高,混交林中次之,辽东栎林中最低。而在3种林型下混交凋落叶的失重率都要明显高于针叶和阔叶凋落物的失重率。
【学位授予单位】：北京林业大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2013
【分类号】：S714

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本文编号：2717954