火干扰对小兴安岭两种典型林型土壤呼吸及其组分的短期影响

摘要

土壤呼吸是陆地生态系统向大气传输CO2的主要途径，是陆地生态系统与大气之间碳移动的主要通量。小兴安岭作为我国北方森林生态系统的重要组成部分，是我国森林火灾的高发、频发区域，是研究全球碳平衡估算中不确定性较大的因素之一，因此研究该区域的火后土壤呼吸显得尤为重要。同时，对于这一区域火干扰后短期土壤呼吸的影响的研究尚不多见。因此，本文以小兴安岭2种典型林型兴安落叶松林和白桦林的火后短期（火烧后1年内）土壤呼吸为研究对象。对火烧迹地与对照样地的土壤呼吸进行测定，比较火干扰后短期内火烧迹地与对照样地土壤呼吸的变化。通过具体的研究内容:(1)测定白桦林和兴安落叶松林在6～12月的土壤呼吸速率;(2)比较火干扰后短期火烧样地与对照样地土壤总呼吸(Rs)，异养呼吸（Rh）的变化，研究火干扰在短期内对兴安落叶松林和白桦林土壤呼吸的影响;(3)量化Rs，Rh与土壤温度(T)，土壤含水量(W)，以及土壤有机碳(SOC)的关系，并建立模型。以期为火干扰对土壤呼吸的短期影响研究提供基础数据，为更深入地研究土壤呼吸对火干扰的响应提供参考依据。
　　研究结果如下：
　　1)两种林型对照和火烧样地土壤呼吸变化范围依次:白桦林对照样地Rs的变化范围为0.881～9.683μmol·m-2·s-1，Rh变化范围为0.854～6.967μmol·m-2·s-1;火烧样地Rs的变化范围为0.973～6.976μmol·m-2·s-1，Rh变化范围为0.722～5.943μmol· m-2·s-1;落叶松林对照样地Rs的变化范围为0.796～7.221μmol·m-2·s-1，Rh变化范围为0.681～5.508μmol·m-2·s-1;火烧样地Rs的变化范围为0.678～7.889μmol·m-2·s-1，Rh的变化范围为0.684～5.923μmol·m-2·s-l。
　　2)两种林型对照与火烧样地土壤温度变化范围和Q10值依次为:白桦林对照样地土壤总呼吸为0.9～17.8℃，4.48，异养呼吸为0.9～18.2℃，3.67;白桦林火烧样地土壤总呼吸0.7～18.7℃，3.53，异养呼吸0.4～17.7℃，4.39;兴安落叶松林对照样地土壤总呼吸为0～18.0℃，3.74，异养呼吸为0.1～17.3℃，4.09;兴安落叶松林火烧样地土壤总呼吸0.4～16.7℃，3.94，异养呼吸0.2～16.8℃，4.18。
　　3)本文中建立土壤呼吸模型时，将土壤温度、土壤湿度以及土壤温度湿度的交互作用与土壤呼吸进行拟合，模型分别解释了白桦林对照样地Rs和Rh的82.9％和93.6％，白桦林火烧样地Rs和Rh的88.8％和91.6％，兴安落叶松林对照样地Rs和Rh的88.6％和76.8％，兴安落叶松林火烧样地Rs和Rh的72.9％和84.1％。此外还将土壤温度、土壤湿度以及其交互作用和土壤有机碳与土壤呼吸进行了拟合，拟合效果较为良好，模型分别解释了白桦林对照样地Rs和Rh的83.9％和88.9％，白桦林火烧样地Rs和Rh的90.3％和93.3％，兴安落叶松林对照样地Rs和Rh的72.9％和86.2％，兴安落叶松林火烧样地Rs和Rh的90.1％和83.8％。

目录

摘要

1 绪论

1．1 引言

1．2 土壤呼吸研究进展

1．2．1 国外研究进展

1．2．2 国内研究进展

1．2．3 土壤呼吸的研究方法

1．2．4 土壤呼吸的影响因素

1．3 研究目标和内容

2 实验设计与试验方法

2．1 研究地区自然概况

2．1．1 地理位置

2．1．2 气候与土壤

2．1．3 植被

2．2 研究样地概况

2．3 土壤呼吸和相关影响因子的测定

2．3．1 采样点布设

2．3．2 土壤呼吸速率采集

2．3．3 土壤温度、湿度及有机碳的测定

2．4 数据分析

3 小兴安岭白桦林和兴安落叶松林土壤呼吸特征

3．1 结果分析

3．1．1 小兴安岭白桦林和兴安落叶松林土壤呼吸季节动态

3．1．2 两种林型土壤呼吸速率与土壤温度和土壤湿度的关系

3．1．3 两种林型土壤呼吸速率与土壤有机碳的关系

3．2 讨论

3．2．1 土壤呼吸速率

3．2．2 土壤呼吸与影响因子

3．3 本章小结

4 火干扰对白桦林和兴安落叶松林土壤呼吸的短期影响

4．1 结果分析

4．1．1 白桦林和兴安落叶松林火千扰后短期土壤总呼吸季节动态

4．1．2 白桦林和兴安落叶松林火干扰后短期内异养呼吸季节动态

4．1．3 白桦林与兴安落叶松林根系呼吸及其贡献率的估算

4．1．4 土壤呼吸与土壤温度和土壤湿度的关系

4．1．5 土壤呼吸与土壤有机碳的关系

4．2 讨论

4．2．1 火干扰短期内对土壤呼吸的影响

4．2．2 土壤呼吸与影响因子

4．3 本章小结

结论

参考文献

攻读学位期间发表的学术论文

致谢

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