火干扰对大兴安岭兴安落叶松林非生长季土壤呼吸的影响

发布时间：2020-07-12 05:53

【摘要】：非生长季森林土壤呼吸量占年土壤呼吸量的14%-30%,在森林生态系统的碳平衡与碳循环中具有重要作用。林火是森林生态系统重要的干扰因子,对土壤呼吸通量具有重要影响。大兴安岭林区是我国北方森林的主要分布区,亦是森林火灾的高发区,兴安落叶松林是该区地带性植被类型,研究火干扰后大兴安岭兴安落叶松林非生长季(2011年11月至2012年4月)的土壤呼吸通量,对进一步了解火干扰对该区的碳平衡具有重要意义。采用Li-Cor8100开路式土壤碳通量测量系统,测定不同强度火干扰后兴安落叶松林非生长季的土壤呼吸及遮雪处理条件下的土壤呼吸,并分别同步测定地下5cm处温度、积雪厚度和质量等环境因子。本文在综合比较土壤呼吸测量方法及火干扰对土壤呼吸环境的影响的基础上,量化了兴安落叶松林非生长季土壤呼吸速率,分析了不同强度火干扰(重度、中度和轻度)对非生长季兴安落叶松林土壤呼吸的影响。具体研究内容为：(1)量化大兴安岭兴安落叶松林非生长季土壤呼吸速率；(2)研究不同强度火干扰对兴安落叶松林非生长季土壤呼吸的影响；(3)探讨非生长季积雪对森林生态系统土壤呼吸的影响：(4)分析非生长季土壤呼吸速率与土壤温度、雪水当量的关系,以及土壤呼吸速率与土壤温度、雪水当量二者交互作用的关系,并构建模型。研究结果如下：大兴安岭兴安落叶松林非生长季土壤呼吸速率随着时间的变化大致呈“U”型变化趋势,在1月至3月这段时期,土壤呼吸速率波动较小,变化范围为0.03～0.046μmolC·m-2·s-1,平均值为0.039μmolC·m-2·s-1,而整个非生长季土壤呼吸速率平均值为O.39μmolC·m-2·s-1,非生长季土壤呼吸速率与环境因子之间具有较好的相关性,月.其与单个环境因子(地下5cm处温度、雪水当量)之间的相关性要好于与环境因子之间交互作用的相关程度,非生长季土壤温度对土壤呼吸的影响更显著(P0.01)。不同强度火干扰下大兴安岭兴安落叶松林非生长季土壤呼吸变化规律为：土壤温度和土壤呼吸速率均低于未被火干扰的对照样地,土壤呼吸速率随着火烧强度的增强而减小,对照样地、轻度火烧样地、中度火烧样地、重度火烧样地土壤呼吸平均速率分别为0.39μmolC·m-2·s-1、0.34μmolC·m-2·s-1、0.29μmolC·m-2·s-1、0.27μmolC·m-2·s-1;地下5cm处温度的变化范围为-15.4～2.09,且随着时间的变化表现为：先降低后升高,土壤温度最低值出现在2月份,非生长季对照样地、轻度样地、中度样地、重度样地土壤温度的平均值分别为：-4.6℃、-4.4℃、-6.1℃、-6.5℃,土壤温度在解冻过程及解冻过程后期,火烧样地土壤温度增温速率要快于对照样地,且随着火烧强度的增强增温效果也越明显；不同强度火干扰下土壤呼吸速率温度敏感性指数Q10值与未被火干扰的对照样地相比减小,对照样地Q10值最大,高达51.42,重度样地、中度样地、轻度样地的Q10值分别为：16.71、29.17和19.87,但都远大于同一地点不同强度火干扰下生长季的Q10值。积雪对非生长季土壤呼吸影响较大,积雪使土壤温度显著增高,平均比遮雪条件下增高2.5℃,最大时可达6.1℃,土壤呼吸速率平均高0.03μmolC·m-2·S-1,最大时达0.30μmolC·m-2·s-1。而在积雪融化以后,遮雪处理条件下土壤温度比积雪条件下土壤温度升温更快,而且增温速率随着火烧强度的增强而增大。
【学位授予单位】：东北林业大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2013
【分类号】：S714.3

【参考文献】