西双版纳热带季节雨林与橡胶林土壤呼吸的比较研究

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土壤在新陈代谢过程中,产生CO2后通过土壤释放到大气的过程称为土壤呼吸。土壤呼吸是全球碳循环过程中的一个重要环节,深入研究森林生态系统的土壤呼吸有助于人们正确认识和评价森林的碳源和碳汇功能,对认识和研究陆地生态系统碳循环有着重要的科学意义。森林生态系统的土壤呼吸与环境因子的变化紧密相关,土壤呼吸的时空动态能对森林生态系统的碳储量和碳排放造成深刻的影响。研究森林生态系统土壤呼吸的时空变异,是正确认识森林生态系统碳循环的必要环节,对于准确评估森林土壤碳的动态变化具有重要意义。本研究通过在中国西双版纳纳板河国家级自然保护区境内,选择典型的热带季节雨林(Tropical rainforest,RF)和人工橡胶(Hevea brasiliensis)林(Rubber plantation,RP)样地为研究对象,以深入理解热带季节雨林和人工橡胶林土壤呼吸的时空差异为目的,自2014年11月至2015年11月,使用土壤碳通量自动监测系统(LI-8100A)对所选样地的土壤呼吸进行了测定,同时监测了相关的环境因子。依据监测结果,从时间和空间两个角度对两种林型土壤呼吸的异同进行了比较分析,同时比较研究了两种林型的土壤呼吸与环境因子之间的关系,主要研究结果表明:(1)季节雨林、老龄橡胶林和幼龄橡胶林的土壤呼吸随时间的变化有明显的变化特征,三种林型土壤呼吸速率的平均值呈:季节雨林>老龄橡胶林>幼龄橡胶林。(2)在雾凉季、干热季和雨季,季节雨林和人工橡胶林土壤呼吸的平均速率均为:季节雨林>人工橡胶林;在三个不同的季节之间,季节雨林和人工橡胶林土壤呼吸的平均速率均为:雨季>干热季>雾凉季,土壤呼吸速率的最低值和最高值均分别出现在雾凉季和雨季。(3)下坡位、中坡位和上坡位季节雨林、老龄橡胶林和幼龄橡胶林土壤呼吸的平均速率分别呈:下坡位>上坡位>中坡位、中坡位>上坡位>下坡位、下坡位>上坡位>中坡位。(4)在年周期内,季节雨林、老龄橡胶林和幼林橡胶林的土壤呼吸速率变化均主要受气温和土壤温度的影响,空气湿度和土壤水分对其影响不明显。(5)在雾凉季,季节雨林、老龄橡胶林和幼林橡胶林的土壤呼吸速率主要受空气温度和土壤温度的影响;在干热季,季节雨林的土壤呼吸速率主要受空气湿度影响,老龄橡胶林的土壤呼吸速率主要是受空气湿度、土壤温度和浅层土壤水分的影响,幼龄橡胶林的土壤呼吸速率受土壤温度的影响;在雨季,老龄橡胶林土壤呼吸速率变化的主要驱动因子是土壤温度,季节雨林土壤呼吸速率变化的驱动因子是复杂的,但水分的影响尤为明显。(6)老龄橡胶林的土壤呼吸对土壤温度的敏感性最强,其次是幼龄橡胶林,季节雨林的最弱。在070cm内,随着土层深度的增加,三种林型的Q10值增大,三种林型的土壤呼吸对深层土壤温度的敏感性比对浅层土壤温度的敏感性强。
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