减少碳输入对亚热带4种森林土壤呼吸的影响

摘要

2009年5月至2010年5月,在湖南省植物园对4种亚热带森林类型(马尾松、樟树、枫香及马尾松-樟树混交林)的土壤呼吸、土壤温度和湿度进行了观测。并采用对照、去除凋落物和去除根去除凋落物来控制土壤碳的输入,以探讨其与土壤呼吸之间的关系。本文通过研究不同植被类型土壤呼吸与环境因子的动态关系,得出以下结论:
　　 (1)在针阔混交林群落中,对照与2种不同处理之间的月动态特征,在一年中的土壤呼吸呈现先增大后减小的趋势,为一近似单峰曲线。一般是随着温度的升高,土壤呼吸逐渐升高,达到最大值后,再逐渐降低。其他3种森林类型生态系统土壤呼吸的月动态特征与混交林相似。
　　 在相同方式的月动态特征中,对照的土壤呼吸均呈现先增大后减小的趋势,为一近似单峰曲线。一般是随着温度的升高,土壤呼吸逐渐升高,达到最大值后,再逐渐降低。去除凋落物和去根去凋落物的月动态特征与对照相似。
　　 (2)在针阔混交林生态系统中,对照与2种处理土壤呼吸的在不同季节变化特征呈单峰型,随着温度的升高,土壤呼吸逐渐升高；达到最大值后,再逐渐降低。对照秋季土壤呼吸最小；去除凋落物和去根去凋落物都是夏季最大,冬季最小。在马尾松林去根去凋落物也是秋季最小值,其他2种森林生态系统的土壤呼吸都是夏季最大,冬季最小。
　　 不同季节,对照与2种处理在不同森林生态系统存在一定规律,各群落类型春季和夏季对照的土壤呼吸大小关系为:樟树>混交>枫香>马尾松。在秋季,土壤呼吸大小关系为:樟树>枫香>混交>马尾松。在冬季,土壤呼吸大小关系为:樟树>混交>马尾松>枫香。
　　 (3)通过回归分析得到同一森林群落土壤呼吸与土壤温度的相互关系,并建立回归方程,通过相关性分析得出土壤呼吸与土壤温度的相关关系:针阔混交林对照土壤呼吸与土壤温度相关系数为0.3574,相关性不显著(p>0.05)；去除凋落物土壤呼吸与土壤温度相关系数为0.6082,呈极显著相关(p<0.01)；去根去凋落物土壤呼吸与土壤温度相关系数为0.5069,呈显著相关(p<0.05)。马尾松林对照的土壤呼吸与土壤温度相关性也不显著0.0356(p>0.05),其他林分不同处理的土壤呼吸与土壤温度都呈显著相关。
　　 通过对同一处理的回归分析和相关分析可看出:混交林和马尾松林对照的土壤呼吸和土壤温度无显著相关关系(p>0.05)；樟树林土壤呼吸与土壤温度呈显著关系(p<0.05)；枫香林土壤呼吸与土壤温度呈极显著线性相关(p<0.01)。去除凋落物和去根去凋落物土壤温度与土壤呼吸都成显著性相关(p<0.05)。
　　 (4)不同森林生态系统Q10之间,对照和去除凋落物都是枫香林最大,去根去凋落物是樟树林最大,因此阔叶林的土壤呼吸对温度的反应更敏感。同一森林生态系统Q10之间,去根去凋落物最大(除枫香林)。
　　 (5)樟树去根去凋落物的土壤呼吸和土壤湿度呈显著相关(p<0.05)；枫香对照土壤呼吸和土壤湿度呈极显著相关(p<0.01),其他均无显著相关。表明:温度和湿度一起对土壤呼吸产生影响。

目录

文摘

英文文摘

1 文献综述

1.1 土壤呼吸国内外研究现状

1.1.1 土壤呼吸的概念

1.1.2 国外森林土壤呼吸研究概况

1.1.3 国内森林土壤呼吸研究概况

1.2 土壤呼吸的主要影响因素

1.2.1 温度对土壤呼吸的影响

1.2.2 湿度对土壤呼吸的影响

1.2.3 其他影响因素

1.3 土壤呼吸的测定方法

1.4 研究目的和意义

1.5 研究内容

2 试验地概况及研究方法

2.1 试验地概况

2.1.1 自然条件概况

2.1.2 近两年研究区的土壤温度和大气降水量情况

2.1.3 植被概况

2.2 实验设计

2.3 研究方法

2.3.1 土壤呼吸的测定

2.3.2 土壤温湿度及Q10的测定

2.4 数值计算与分析

3 结果与分析

3.1 不同植被类型土壤呼吸的月动态

3.1.1 针阔(樟树和马尾松)混交林土壤呼吸的月动态

3.1.2 马尾松林土壤呼吸的月动态

3.1.3 樟树林土壤呼吸的月动态

3.1.4 枫香林土壤呼吸的月动态

3.1.5 不同森林类型土壤呼吸月动态比较分析

3.2 不同森林类型土壤呼吸速率季节动态

3.2.1 针阔(樟树和马尾松)混交林土壤呼吸速率的季节动态

3.2.2 马尾松林土壤呼吸速率的季节动态

3.2.3 樟树林土壤呼吸速率的季节动态

3.2.4 枫香林土壤呼吸速率的季节动态

3.2.5 同一处理土壤呼吸速率季节动态比较分析

3.3 土壤温湿度对土壤呼吸季节变化的影响

3.3.1 土壤温度对土壤呼吸季节变化的影响

3.3.2 土壤湿度对土壤呼吸季节变化的影响

4 结论

5 本研究中存在的问题讨论

参考文献

攻读硕士期间的主要学术成果

致谢