广西桉树及其他几种林分土壤呼吸特征

发布时间：2020-11-02 00:57

　　 本研究选取桂林尧山桉树幼龄林(ASYS(4a))、桉树老龄林(ASYS(20a))、马尾松林(MWSYS(22a)),灵川桉树幼龄林(ASLC(4a))、马尾松林(MWSLC(30a))、杉木林(SMLC(25a))、毛竹林(MZLC)和阔叶林(KYLLC),北海桉树幼龄林(ASBH(4a))三个研究地区的9种林分为研究对象,从2012年7月至2013年12月,对各林分土壤呼吸及其组分、土壤温度、土壤湿度进行了为期一年的观测。对比研究了各林分土壤呼吸及其组分的月份变化特征、季节变化特征以及ASYS(20a)的昼夜变化特征,并分析主要环境因子对土壤呼吸的影响,最后对各林分土壤呼吸碳排放量进行了初步的估算。主要研究结果如下： (1)桂林尧山研究区三种林分的土壤呼吸月份变化特征相似,土壤呼吸最大值均出现在7月,土壤呼吸的最小值出现的12月和1月。总体来看,土壤呼吸及其组分随月份的变化呈现单峰曲线形式。分析各林分土壤呼吸的月份变化情况与环境因子的关系可知：三种林分土壤呼吸及其组分与土壤温度均呈显著相关关系：土壤含水量与土壤呼吸的关系较复杂,ASYS(4a)土壤含水量与土壤呼吸及其组分的关系不明显,ASYS(20a)士壤含水量与其土壤呼吸及异养呼吸呈显著正相关关系,MWSLC(30a)土壤含水量与其异养呼吸呈显著负相关关系。 (2)土壤呼吸的季节特征明显。就土壤呼吸速率而言,所有林分均表现为夏季最高,冬季最低,土壤呼吸速率均呈现单峰曲线形式。各林分土壤呼吸速率大小表现为MZLC ASBH(4a) KYLLC ASYS(4a) MWSYS(22a) ASYS(20a)MWSLC(30a)SMLC(25a)ASLC(4a)。不同纬度研究区(北海、桂林尧山和灵川),桉树幼龄林土壤呼吸表现为：相对较低纬度地区(北海)桉树林的土壤呼吸速率大于相对较高纬度地区(桂林尧山和灵川)桉树林的土壤呼吸速率；同一研究地点(灵川),毛竹林和阔叶林土壤呼吸速率均分别大于马尾松林和杉木林；同一研究地点(桂林尧山),不同林龄的桉树林之间土壤呼吸特征表现为幼龄林土壤吸速率大于老龄林。 本研究以桂林尧山三种林分为例,研究发现：春、夏两季,桂林尧山三种林分的土壤呼吸速率无显著差异,而秋、冬两季,ASYS(4a)和MWSYS(22a)的土壤呼吸速率均显著大于ASYS(20a),且ASYS(4a)和MWSYS(22a)之间差异不显著；自养呼吸方面,春、夏季与秋、冬季均表现为ASYS(4a)的自养呼吸速率显著大于ASYS(20a)和MWSYS(22a),但在春、夏季,MWSYS(22a)的自养呼吸速率显著大于ASYS(20a);异养呼吸方面,在春、夏两季ASYS(20a)的异养呼吸速率显著大于ASYS(4a)和MWSYS(22a),而在秋、冬两季,MWSYS(22a)的异养呼吸速率显著大于ASYS(4a)和ASYS(20a);相关性分析表明,各季节三种林分土壤呼吸及其组分与土壤温度均呈显著的指数关系,但温度敏感性方面,春、夏两季ASYS(4a)温度敏感性最大,MWSYS(22a)的温度敏感性最小,而秋、冬两季MWSYS(22a)的温度敏感性最大,ASYS(4a)的温度敏感性最小；在土壤呼吸与土壤温度的关系方面表现为：春、夏两季,ASYS(4a)的土壤呼吸与土壤含水量的相关性不显著,ASYS(20a)的土壤呼吸与土壤含水量呈显著正相关关系,MWSYS(22a)的土壤呼吸与土壤含水量呈显著负相关关系。秋、冬两季,三种林分土壤呼吸速率和土壤含水量之间均呈现显著负相关关系。 (3) ASYS(20a)的土壤呼吸具有明显的昼夜变化特征,呈现单峰型曲线。四季土壤呼吸速率均在17：00时至19：00时达到最大值,在5：00时至9：00时达到最小值。白天土壤呼吸速率较大,变化幅度大,夜间土壤呼吸速率较小,变化平稳；各季节土壤呼吸全天碳排放量之间存在显著差异,表现为夏季春季秋季冬季；春、秋两季土壤呼吸与土壤温度昼夜变化的关系均呈显著的相关指数关系,而夏、冬两季土壤温度昼夜变化与土壤呼吸的相关关系不明显。四个季节土壤含水量的昼夜变化与土壤呼吸及其各组分的相关关系均不显著。 (4)土壤温度是影响土壤呼吸速率的重要因子。所有林分中,除ASLC(4a)的土壤自养呼吸受人为因素过度干扰而表现出与土壤温度关系不显著以外,其余所有林分的土壤呼吸及其组分的速率与土壤温度均呈显著或极显著指数关系。在温度敏感性方面,不同纬度研究区的桉树人工林温度敏感性表现为：相对较高纬度地区(桂林尧山)桉树林ASYS(4a)的土壤呼吸Q10值大于相对较低纬度地区(北海)桉树林ASBH(4a);同一研究地点(灵川),温度敏感性总体表现为针叶林大于阔叶林；同一研究地点(桂林尧山),不同林龄的桉树林土壤呼吸温度敏感性表现为老龄林的Q10值大于幼龄林。 (5)土壤含水量也是影响土壤呼吸速率的重要因子。本研究中,除ASYS(4a)、MWSYS(22a)和ASLC(4a)这3种林分的土壤呼吸速率与土壤含水量关系不显著外,其余各林分的土壤呼吸速率均与土壤含水量呈显著正相关线性关系。分析土壤呼吸各组分与土壤含水量的关系表明,土壤含水量对土壤异养呼吸速率的影响较大。研究中,除ASYS(4a)外,其余所有林分的土壤异养呼吸与土壤含水量均呈显著或极显著相关关系；而自养呼吸方面只有KYLLC、MWSLC(30a)和ASBH(4a)这3种林分的土壤自养呼吸速率与土壤含水量关系显著。 (6)三个研究区各林分的全年土壤呼吸碳排放量大小与土壤呼吸速率大小一致。全年土壤呼吸碳排放量MZLC最大,ASLC(4a)最小。由灵川研究点可知,阔叶林(KYLLC)全年土壤呼吸碳排放量高于乡土针叶树种林分(MWSLC(30a),SMLC(25a))由桂林尧山研究点可知,桉树幼龄林ASYS(4a)的全年土壤呼吸碳排放量高于桉树老龄林(ASYS(20a)),而同龄级的马尾松林MWSYS(22a)全年土壤呼吸碳排放量高于桉树老龄林(ASYS(20a));桉树幼龄林(ASBH(4a), ASYS(4a), ASLC(4a))全年土壤呼吸碳排放量随纬度的增加呈减小的趋势；从抚育管理措施来看,清除林下灌草(如ASLC(4a))全年土壤呼吸碳排放量低于未进行抚育管理措施的林分(ASYS(4a)),从而更有利于减少土壤呼吸碳排放。
【学位单位】：广西师范大学
【学位级别】：硕士
【学位年份】：2014
【中图分类】：S714.3
【文章目录】：
摘要
Abstract
第一章 绪论
    1.1 引言
        1.1.1 研究背景
        1.1.2 研究土壤呼吸的意义
        1.1.3 项目来源与经费支持
    1.2 土壤呼吸研究综述
        1.2.1 国内外土壤呼吸研究现状
        1.2.2 森林生态系统土壤呼吸概述
        1.2.3 土壤呼吸测定方法
        1.2.4 土壤呼吸影响因子
            1.2.4.1 土壤温度对土壤呼吸的影响
            1.2.4.2 土壤含水量对土壤呼吸的影响
            1.2.4.3 其他影响因子对土壤呼吸的影响
    1.3 研究目标及主要研究内容
        1.3.1 研究目标
        1.3.2 主要研究内容
        1.3.3 研究技术路线图
第二章 研究地区概况及研究方法
    2.1 研究地区概况
    2.2 研究方法
        2.2.1 实验设计
        2.2.2 仪器设备
        2.2.3 土壤呼吸的测定
    2.3 数据处理与分析
        2.3.1 土壤呼吸各组分的计算
        2.3.2 数据分析
10值的计算'>        2.3.3 温度敏感性系数Q₁₀值的计算
        2.3.4 土壤呼吸总通量的估算
第三章 桉树、马尾松林土壤呼吸的月份变化特征——以桂林尧山地区为例
    3.1 土壤呼吸的月份变化动态
    3.2 土壤呼吸各组分的月份变化动态
    3.3 讨论
        3.3.1 三种林分土壤呼吸特征的比较
        3.3.2 土壤呼吸及其组分与土壤温度的关系
        3.3.3 土壤呼吸及其组分与土壤含水量的关系
第四章 广西桉树林及其他几种林分土壤呼吸的季节变化特征
    4.1 桂林尧山研究区桉树、马尾松林土壤呼吸季节特征
        4.1.1 土壤呼吸季节特征
        4.1.2 土壤自养呼吸、异养呼吸的季节特征
        4.1.3 土壤呼吸及其组分与土壤温度的关系
        4.1.4 土壤呼吸及其组分与土壤含水量的关系
    4.2 灵川研究区桉树林及其他几种林分土壤呼季节吸特征
        4.2.1 土壤呼吸特征
        4.2.2 土壤自养呼吸、异养呼吸的季节特征
        4.2.3 土壤呼吸及其组分与土壤温度的关系
        4.2.4 土壤呼吸及其组分与土壤含水量的关系
    4.3 北海地区桉树人工林土壤呼吸特征
        4.3.1 土壤呼吸及其组分的季节特征
        4.3.2 土壤呼吸及其组分与土壤温度的关系
        4.3.3 土壤呼吸及其组分与土壤含水量的关系
    4.4 讨论
        4.4.1 各林分土壤呼吸速率特征及与其它研究的比较
        4.4.2 季节变化对土壤呼吸特征影响
        4.4.3 广西各研究区桉树人工林的土壤呼吸特征比较
        4.4.4 土壤温度对土壤呼吸影响
        4.4.5 土壤含水量对土壤呼吸影响
第五章 土壤呼吸速率昼夜变化动态特征
    5.1 不同季节土壤呼吸昼夜变化情况
    5.2 土壤呼吸各组分的昼夜变化特征
    5.3 土壤呼吸昼夜变化与土壤温度、土壤含水量的关系
    5.4 分析与讨论
        5.4.1 土壤呼吸昼夜变化及土壤呼吸各组分特征
        5.4.2 环境因子对土壤呼吸的影响
第六章 各林分土壤呼吸碳排放量的估算
    6.1 估算不同季节及全年土壤呼吸的碳排放量
    6.2 不同季节及全年土壤呼吸各组分碳排放量的估算
第七章 主要结论及展望
    7.1 主要结论
    7.2 展望
参考文献
参加项目及发表论文情况
致谢

【引证文献】

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1 姜艳;毛竹林土壤呼吸及其三个生物学过程的时空格局变化研究[D];中国林业科学研究院;2010年

本文编号：2866348