亚热带退化红壤区森林恢复类型土壤有机碳矿化对温度的响应

摘要

土壤有机质分解是陆地生态系统碳循环的重要环节,它不仅受植被类型的影响,对环境温度也十分敏感.以江西省泰和县石溪退化红壤区马尾松(Pinus massoniana)、木荷(Schima superb)和枫香(Liquidambar formosana)3种森林类型为研究对象,将其土壤分别置于4种不同温度(5、15、25℃和35℃)条件下培养,采用碱液吸收法进行为期35 d的土壤碳矿化研究.在同一温度条件下,不同林型土壤CO2累计碳排放量大小顺序为:枫香＞马尾松＞木荷.在4种不同温度条件下枫香林地土壤CO2累计排放量最大,其次是马尾松林、木荷林,且不同森林类型土壤CO2累计排放量随温度升高而增加(P＜0.05).在15℃、25℃和35℃条件下,不同林地土壤潜在碳排放量间无显著性差异.在15℃和25℃条件下,土壤碳排放量随土壤全碳含量呈现先增后减的变化趋势(P＜0.05),全碳的极值点分别约为1.83％和1.89％.不同植被类型和培养温度对土壤碳矿化量有显著影响,说明植被类型和温度能够对土壤呼吸产生重要影响,且不同温度对土壤呼吸作用更显著(P＜0.000),但两因素间并无显著交互效应.在25℃时,不同林型土壤碳排放量随土壤含水量先增后减,表明土壤含水量并不是影响土壤碳排放量的调控因子.采用单库模式方程Cm=Co(1-exp-kt)对土壤潜在碳排放进行模拟,得出不同温度不同林型土壤最大碳排放量随温度升高而增加.不同林型不同温度条件下土壤Q10值范围为1.797-1.971,变化幅度较小,且不同林型土壤Q10值并未表现出显著性差异,这一结论为研究林型和温度对土壤碳矿化的影响提供参考.