天龙山灌丛生态系统土壤呼吸对水热和植被因子的响应

摘要

以太原天龙山自然保护区的2个灌木群落(样地1和样地2)为研究对象,通过同步观测土壤呼吸(R_(s))及土壤温度(T_(10))、水分(W_(r))、植被指数(VI),分析R_(s)的季节变化及其与环境因子季节变化的关系。结果表明:2个灌木群落R_(s)的季节变化趋势一致,最高值出现在夏季,最低值绝大多数出现在冬季,偶尔也出现在W_(r)较低的夏季。在季节尺度上,R_(s)与单一环境因子的关系为:与T_(10)为极显著;剔除水分低于1/3田间持水量的数据后,R_(s)与T_(10)的相关性提高;R_(s)与W_(r)的关系仅在样地1显著;R_(s)与Ⅵ的关系均为极显著。R_(s)与T_(10)和W_(r)的复合模型能够提高土壤呼吸的解释能力。土壤呼吸温度模型的残差与W_(r)的关系表明,样地1和2受干旱胁迫的W_(r)下限阈值分别为田间持水量的0.35和0.42。在R_(s)与T_(10)和W_(r)的复合模型中增加Ⅵ后,拟合模型的决定系数增加,赤池信息准则(AIC)值降低,模型的拟合效果得到改善。从AIC值看,3个3因素模型中温度-水分-植被指数的指数-双幂模型相对较好;3个植被指数中,比值植被指数模型相对较好。该研究结果可以为利用水热和植被因子精确估算灌丛土壤碳通量提供参考。