论文部分内容阅读
甲烷(CH4)是一种强效温室气体,在全球尺度上其导致温室效应的能力仅次于二氧化碳(CO2)。研究森林土壤与CH4通量关系以及影响因子对温室效应的相关研究具有重要意义,为进一步有效减排提供理论依据。本研究以中国南岭地区4种典型森林类型(山地矮林、常绿阔叶林、针阔混交林及阔叶混交林)为研究对象,采用静态箱-气相色谱法观测4种森里类型土壤CH4通量,研究不同森林类型土壤CH4通量动态,并探讨土壤CH4通量的影响因素(土壤温度、含水率、土壤养分等),研究结果如下:(1)、4种森林类型CH4通量全年总体上表现为汇,其大小顺序为常绿阔叶林>山地矮林>阔叶混交林>针阔混交林。4种森林类型均呈现出一定的月动态变化规律。4种森林类型均为大气中CH4的汇。4种森林类型对CH4吸收总体能力表现为:针阔混交林>阔叶混交林>山地矮林>常绿阔叶林,4种森林类型中,针阔混交林对CH4的吸收能力最强。4种森林类型均呈现出一致的季节变化规律,总体上来讲,冬季均呈现排放状态,春、夏、秋三季均呈现不同的吸收状态。春冬两季的土壤CH4通量比年均值高,秋季和夏季土壤CH4通量与年均值相比较低,夏季和秋季通量浮动较大。春夏两季,针阔混交林CH4吸收能力较强,秋季常绿阔叶林CH4吸收能力较强,冬季山地矮林CH4吸收能力较强。(2)、4种森林类型土壤CH4通量与土壤表层温度存在显著正相关(P<0.05),均随着温度的升高,CH4的汇明显增加。年均土壤温度排序为:阔叶混交林>常绿阔叶林>针阔混交林>山地矮林。山地矮林与其他3种森林类型含水率差异显著(P<0.05),其他3种森林类型土壤含水率均无显著性差异。山地矮林比其他3种森林类型含水率高,但四季变化不明显。除针阔混交林土壤CH4通量与土壤含水率显著相关(P<0.01)外,其他3种森林类型含水率与土壤CH4通量的相关性均不大。(3)、CH4通量对土壤养分的响应出现分异,4种森林类型土壤总有机碳(SOC)、微生物量碳(SMBC)均呈负相关,其中常绿阔叶林土壤CH4通量与土壤总有机碳呈极显著负相关(P<0.01),山地矮林和针阔混交林土壤CH4通量与土壤微生物量碳呈显著相关(P<0.05)。常绿阔叶林和阔叶混交林土壤CH4通量与土壤微生物量碳相关性较弱。4种森林类型土壤CH4通量与土壤全氮(TN)均呈极显著正相关(P<0.01);4种森林类型土壤CH4通量与土壤微生物量氮(SMBN)呈正相关,山地矮林和针阔混交林土壤CH4通量与土壤微生物量氮呈显著正相关(P<0.05),其中常绿阔叶林土壤 CH4通量和阔叶混交林土壤CH4通量与土壤微生物量氮相关性较弱。4种森林类型土壤CH4通量与土壤全磷(TP)、有效磷(AP)均呈正相关,除山地矮林土壤CH4通量与土壤全磷呈显著正相关(P<0.05)外,其他三种森林类型土壤CH4通量与土壤全磷的相关性不大。常绿阔叶林土壤CH4通量与土壤有效磷呈极显著正相关(P<0.01),山地矮林和针阔混交林土壤CH4通量与土壤有效磷呈显著正相(P<0.05),针阔混交林和阔叶混交林土壤CH4通量与土壤有效磷的相关性不大。结果表明,亚热带4种森林类型CH4通量的变化受多种因子的协调作用,其中4种森林类型CH4通量与土壤温度呈极显著负相关、与土壤全氮均呈极显著正相关。因此,土壤温度和土壤全氮是影响南岭地区CH4通量的主要因素。该研究结果为地区尺度研究温室气体排放和CH4浓度的排减技术提供重要的理论依据。