不同纬度带森林土壤呼吸温度敏感性差异及其机理研究

来源 :福建农林大学 | 被引量 : 5次 | 上传用户:yangwenping666
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森林土壤碳库占陆地生态系统土壤碳库73%,其微小变化就会对大气CO2浓度与全球碳循环产生巨大影响。土壤呼吸是土壤碳循环的关键过程,其温度敏感性(Q10)可以描述土壤呼吸对温度升高的响应,是全球变暖与土壤碳循环反馈重要评价指标之一。研究我国森林生态系统土壤呼吸温度敏感性及其驱动因子对于准确评估我国森林碳循环过程对全球气候变化的响应具有重要研究意义。因此,本研究以中国南-北森林样带的天然林与人工林土壤为研究对象,采用室内培养方法,研究不同的培养温度对我国主要森林类型土壤呼吸速率影响,天然林和人工林土壤呼吸温度敏感性的纬度差异性以及驱动机理,以期更好认识我国不同纬度森林土壤异养呼吸速率和温度敏感性系数。本研究得到的主要研究结果如下:(1)在不同培养温度条件下,天然林和人工林土壤呼吸速率和土壤呼吸累积量均存在显著差异,且存在显著的森林类型×样地纬度交互性作用。纬度显著影响森林土壤呼吸速率和累积量,随纬度降低人工林土壤呼吸逐渐下降后增加,而天然林土壤呼吸速率呈不断下降趋势,但北亚热带(信阳)天然林土壤呼吸速率和累积量均显著低于其他纬度带地区森林。此外,随着培养温度的升高,不同纬度森林土壤异养呼吸速率均呈现显著增加趋势。(2)同样,森林类型、纬度和森林类型×纬度交互性显著影响室内培养土壤铵态氮、硝态氮含量、DOC、DON和微生物生物量碳含量。天然林土壤呼吸速率与土壤DOC和铵态氮含量呈显著正相关性,而与土壤硝态氮含量呈负相关性;人工林土壤呼吸速率与DOC和MBC存在显著正相关性,而与土壤硝态氮含量显著负相关。(3)我国森林土壤异养呼吸温度敏感性Q10值变化范围为1.211.91,其中温带地区森林土壤异养呼吸温度敏感性Q10高于亚热带和热带地区森林。此外,不同纬度带天然林和人工林土壤呼吸速率Q10差异不同,在寒温带、中温带和热带地区天然林Q10低于人工林,而亚热带地区天然林土壤Q10高于人工林。此外,森林类型和纬度显著影响土壤SOC、全N、全P、铵态氮、硝态氮和土壤有效P含量。(4)土壤异养呼吸温度敏感性Q10与年平均温度(MAT)和年平均降水量(MAP)呈显著负相关性。土壤Q10与土壤全N和全P含量呈显著正相关性,而与土壤硝态氮含量呈显著负相关。然而,天然林和人工林土壤Q10值对气候和土壤养分因子的响应不同,人工林土壤Q10与气候和土壤等因子的相关性更显显著。
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