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随着大气CO:温室气体浓度的持续升高,树干呼吸已成为研究的热点。树干呼吸是调控森林碳平衡的关键生理过程之一,深入了解树干呼吸时空变异、影响因素及其内在响应机理,对于研究全球生态系统碳收支评价及其对全球气候变化的影响具有重要的科学意义。本文以河北省塞罕坝机械林场13年生(幼龄林)、22年生(中龄林)和38年生(近熟林)3个林龄的华北落叶松人工林为研究对象,采用LI-8100土壤碳通量自动观测系统监测其树干呼吸及主要气象因子的动态变化,同时明确树干呼吸对空间变异的响应。研究结果表明:(1)华北落叶松树干呼吸时间变化格局:3个林龄华北落叶松树干呼吸日变化曲线为单峰型曲线,高峰值位于14:00-18:00之间,低峰值出现在次日2:00-6:00之间,各个月份日呼吸均值分别为13年生3.24-7.83μmol·m-2·s-1、22年生2.61-3.61μmol·m-2·s-1、38年生2.16-3.49μmol·m-2·s-1。3个林龄华北落叶松树干呼吸季节变化为单峰曲线,高峰值在7、8月出现,低峰值出现在5、10月份,呼吸均值分别为13年生4.35μmol·m-2·s-1、22年生2.65μmol·m-2·s-1、38年生2.41μmol·m-2·s-1。(2)华北落叶松树干呼吸对空间变异的响应:3个林龄南北面的树干温度差分别为0.07℃、0.06℃、0.30℃,南面树干呼吸比北面平均高13.52%、8.87%、37.32%。13年生华北落叶松树干呼吸不同高度间大小顺序为:H3.5m>H0.1m>H1.3m>H2.5m,因为3.5m位置处活枝增多。18年生不同间伐强度间平均树干呼吸速率分别为:对照样地(2.31μmol·m-1·s-1)>间伐强度10%(2.22μmol·m-2·s-1)>间伐强度30%(1.97μmol? m-2? s-1)>间伐强度20%(1.81μmol? m-2? s-1)>间伐强度40%(1.69μmol? m-2? s-1)。22年生华北落叶松不同间伐强度间平均树干呼吸速率分别为:间伐强度35%(2.51μmol? m-2? s-1)>间伐强度30%(2.36μmol? m-2? s-1)>间伐强度20%(2.32μmol·m-2·s-1)>间伐强度15%(2.07μmol·m-2? s-1)>对照样地(1.91μ mol? m-2? s-1)。38年生华北落叶松不同间伐强度间平均树干呼吸速率分别为:间伐强度35%(2.74μmol? m-2? s-1)>间伐强度30%(1.88μmol? m-2? s-1)>间伐强度样地10%(1.87μ mol·m-2·s-1)>对照样地(1.73μmol·m-2? s-1)>间伐强度20%(1.67μmol? m-2? s-1)。3个林龄间伐处理间树干呼吸差异不显著。(3)不同林龄华北落叶松树干呼吸差异研究:3个林龄间树干呼吸差异显著,小林龄树干呼吸速率显著大于大林龄,呼吸均值比较为13年生(4.35μmol·m-2·s-1)>22年生(2.65μmol·m-2·s-1)>38年生(2.41μmol·m-2·s-1)(4)主要环境因子对华北落叶松树干呼吸的影响:温度是树干呼吸的主要影响因子。树干呼吸日变化对空气温度、树干温度、土壤温度的温度系数Q10分别为:13年生在1.59、2.15、6.07,22年生在1.7、2.12、6.45,38年生在1.6、1.7、2.61,树干呼吸日变化对土壤升温响应较为明显。温度(空气温度、树干温度、土壤温度)能解释树干呼吸季节变化的83.9%-96.6%,Q10分别为:13年生4.35、4.8、4.51,22年生为2.53、2.58、2.52,38年生为2.59,2.61、2.21,小林龄树干呼吸对升温响应大于中林龄和大林龄。空气湿度与树干呼吸日变化显著负相关(P<0.05),与季节变化不相关。土壤含水量与树干呼吸日变化和季节变化均不相关。树干液流与树干呼吸日变化显著相关(P<0.05)。(5)维持呼吸与生长呼吸区分:3个林龄维持呼吸和生长呼吸平均值分别为13年生0.28.4.17μmol·m-2·s-1,维持呼吸占比6.47%;22年生0.34.2.65μmol·m-2·s-1,维持呼吸占比13.02%;38年生0.39.2.41μmol·m-2·s-1,维持呼吸占比16.46%;随着林龄的增大,生长呼吸值减小,维持呼吸值增大,维持呼吸占总呼吸值比例逐渐增加加。(6)估算三个林龄华北落叶松树干CO2年释放量:每公顷林地树干呼吸日释放量呈单峰型,以7月份为最高;分别为13年生109.39kgCO2·hm-2·d-1;22年生79.71kgCO2·hm-2·d-1;38年生89.89kgC02·hm-2·d-1。单因素方差分析显示,树干呼吸日释放量月份间在0.05水平存在显著差异,幼林龄在0.05水平与其余两个林龄差异显著,近熟林与中林龄无显著差异。3个林龄树干呼吸年释放量分别为:24.41.15.76、16.08tCO2·hm-2·y-1。