三种不同林分土壤呼吸及其组分研究

摘要

大气中的CO2浓度升高将导致温室效应，可能使全球变暖，影响人类居住的环境条件，已经受到人们的广泛关注。本研究用LI-Cor8100土壤呼吸测量系统对三种不同植被类型（毛竹林、针阔混交林、常绿阔叶林）的林分土壤呼吸速率及影响因子进行测定。探讨林地土壤呼吸的季节变化规律，研究土壤呼吸和影响因子、土壤水溶性碳、微生物碳和之间的关系，以期深入了解土壤呼吸作用的变化过程及变化机理，估算年土壤碳释放量。结果如下:　　(1)毛竹林、针阔混交林和常绿阔叶林的年平均土壤温度分别为19.29℃、18.92℃、18.68℃。土壤体积含水量月平均值分别为25.47％、26.21％、26.55％。　　(2)毛竹林、针阔混交林和常绿阔叶林三种不同林分的年平均土壤呼吸速率分别为4.66、3.24、3.81μ·mol·m-2·s-1。三种不同植被类型土壤呼吸速率最大值均出现在8月，最小值则出现在温度比较低的1月份。三者土壤呼吸速率变化幅度分别为170％、165％、136％。土壤呼吸速率在不同季节大小顺序为:夏季＞秋季＞春季＞冬季。　　(3)毛竹林、针阔混交林和常绿阔叶林三种林分的土壤温度与土壤呼吸均呈极显著的正相关性(p＜0.01)。三者土壤温度分别能够解释土壤呼吸变化的92.52％、90.79％、93.96％。Q10值大小顺序为毛竹林＞针阔混交林＞常绿阔叶林，分别为3.32、2.55、2.35。土壤体积含水量与土壤呼吸之间没有显著的相关性(p＞0.05)。三种不同林分的土壤呼吸速率与土壤温度和土壤体积含水量双因子之间有极显著的相关性(p＜0.01)。土壤温度和土壤含水量两个因子共同作用的结果可以解释土壤呼吸速率变化的86.1％～93.2％。　　(4)毛竹林、针阔混交林和常绿阔叶林三种林分土壤自养呼吸和异养呼吸的平均呼吸速率分别为1.58、3.08;1.98、1.26;1.00、2.82μ·mol·m-2·s-1。三者的自养呼吸速率和异养呼吸速率变化幅度分别为269％、163％;126％、336％;192％、135％。平均自养呼吸贡献率分别为38.85％、30.79％、26.83％。土壤自养呼吸和异养呼吸Q10值分别为5.66、2.95;、2.44、2.58;2.13、2.47。　　(5)毛竹林、针阔混交林和常绿阔叶林年土壤CO2总释放量分别为55.96t/hm2，38.93t/hm2，45.77t/hm2。三者的年土壤自养呼吸CO2总释放量分别为18.96t/hm2，15.14t/hm2，11.98t/hm2。年异养呼吸CO2总释放量分别为37.00t/hm2，23.79t/hm2，33.79t/hm2。　　(6)毛竹林、针阔混交林和常绿阔叶林三种林型的平均土壤水溶性碳含量(WSOC)和土壤水溶性氮含量(WSON)分别为761.91mg/kg，704.32mg/kg，532.61mg/kg;20.16mg/kg，24.19mg/kg，19.04mg/kg。平均土壤微生物碳含量(SMBC)和微生物氮含量(SMBN)分别为473.08mg/kg,485.97mg/kg,460.76mg/kg;27.00mg/kg,28.23mg/kg,29.01mg/kg。土壤水溶性碳含量与土壤呼吸速率的线性方程决定系数R2分别为0.82(p＜0.01)、0.44(p＜0.05)、0.12(p＞0.05)。毛竹林和针阔混交林微生物碳含量与土壤呼吸速率之间的R2分别为0.43(p＜0.05)、0.37(p＜0.05)，常绿阔叶林相关不显著。土壤水溶性氮、微生物氮含量与土壤呼吸相关性都没到显著水平。

目录

声明

摘要

第一章 文献综述

1．1 研究背景

1．2 研究目的和意义

1．3 国内外研究现状

1．3．1 土壤呼吸影响因子

1．3．2 土壤呼吸测定方法

1．3．3 土壤呼吸的组分

1．3．4 土壤呼吸研究的侧重点

第二章 研究内容与方法

2．1 研究地概况

2．2 试验布置

2．3 研究方法

2．3．1 土壤呼吸速率测定方法

2．3．2 土壤温度和土壤含水量测定方法

2．3．3 土壤呼吸各组分的测定方法

2．3．4 土壤水溶性有机碳含量的测定方法

2．3．5 土壤微生物碳含量的测定方法

2．3．6 数据处理方法

第三章 结果与分析

3．1 三种林分土壤呼吸影响因子动态变化

3．1．1 三种林分土壤温度月动态变化

3．1．2 三种林分土壤体积含水量月动态变化

3．2 三种林分土壤呼吸速率时间动态变化特征

3．3 三种林分土壤呼吸与影响因子之间的关系

3．3．1 三种林分土壤呼吸与土壤温度的关系

3．3．2 三种林分土壤呼吸与土壤体积含水量的关系

3．3．3 三种林分土壤温度和土壤体积含水量对土壤呼吸速率的影响

3．4 三种林分土壤呼吸各组分的分析

3．4．1 三种林分土壤呼吸各组分的月动态变化

3．4．2 三种林分自养呼吸贡献率的月动态变化

3．4．3 不同林分的土壤呼吸组分与影响因子之间的关系

3．5 不同林分土壤CO2总释放量估算

3．5．1 不同林分土壤CO2总释放量估算

3．5．2 不同林分土壤呼吸不同组分CO2总释放量估算

3．6 不同林分土壤水溶性和微生物碳、氮含量与土壤呼吸的关系

3．6．1 不同林分土壤水溶性碳、氮含量与土壤呼吸的关系

3．6．2 不同林分土壤微生物碳、氮含量与土壤呼吸的关系

第四章 结论与讨论

4．1 三种林分土壤温度水份季节变化特征

4．2 三种林分土壤呼吸速率季节变化特征

4．3 三种林分土壤呼吸速率与土壤因子的关系

4．3．1 三种林分土壤呼吸速率与土壤温度的关系

4．3．2 三种林分土壤呼吸速率与土壤体积含水量的关系

4．3．3 三种林分土壤呼吸速率与土壤温度和土壤体积含水量的关系

4．4 三种林分不同土壤呼吸组分

4．4．1 三种林分不同土壤呼吸组分季节变化特征

4．4．2 三种林分不同土壤呼吸组分与影响因子的关系

4．5 三种林分土壤土壤CO2释放量

4．6 三种林分土壤水溶性碳含量和土壤水溶性氮含量

参考文献

个人简介

致谢