不同土地利用方式下昭苏山地草甸土壤呼吸特征及其影响因素的研究

来源 :新疆农业大学 | 被引量 : 0次 | 上传用户:LAP281482184
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草地土壤呼吸作为生态系统碳收支的重要环节之一,对陆地生态系统碳平衡及全球性碳平衡具有重要的意义。为探讨不同利用方式对新疆昭苏马场山地草甸土壤呼吸速率的影响,于2015年和2016年的4月9月,利用LI-8100开路式土壤碳通量测量系统对补播草地(RG)、豆禾混播草地(LG)、天然草地(NG)和农田(CR)4种利用方式下的土壤呼吸速率的监测,同步监测土壤温度和含水量及土壤微生物区系、微生物量碳和土壤酶活性,来研究草地土壤呼吸对不同草地利用方式的响应,主要研究结果如下:(1)不同利用方式下各样地土壤呼吸存在明显的日变化,即土壤呼吸随温度变化呈现出先增加后降低的变化态势,峰值在当地正午时分。(2)土壤呼吸的月变化呈现明显的季节性,在2015年NG和CR呈现双峰值,RG和LG呈现单峰线,各处理均在8月达到最大值。2016年各处理出现峰值的时间不同,RG和LG在6月初达到最大值,NG和RG在7月达到最大值。监测期内平均土壤呼吸速率由大到小为:NG、RG、CR和LG。2015年土壤呼吸累计CO2排放量由大到小依次为NG>CR>RG>LG;2016年土壤呼吸累计CO2排放量由大到小依次为NG>RG>LG>CR。(3)土壤温度与RG、LG、NG土壤呼吸速率有明显的指数相关关系,与CR的土壤呼吸速率无显著的相关关系;各样地土壤呼吸与温度的拟合效果为:NG>RG>LG>CR。除农田外,各样地土壤呼吸速率和土壤含水量呈现显著的线性相关(p<0.05),各样地土壤呼吸与土壤含水量的拟合效果为:NG>LG>RG>CR。土壤呼吸对温度的敏感指数Q10能反映土壤呼吸对温度的敏感性,本研究各样地的Q10高低为:NG>CR>RG>LG。(4)不同处理土壤微生物数量以细菌为主,放线菌次之,各样地总微生物生物量为:NG>RG>CR>LG,与各样地平均土壤呼吸速率变化大小一致,拟合分析显示RG土壤呼吸与放线菌呈显著的线性相关(P<0.05),LG土壤呼吸与细菌和放线菌呈显著线性相关(P<0.05)。不同处理微生物量碳平均值大小为CR>NG>LG>RG,拟合分析显示RG与CR的土壤呼吸速率与微生物量碳呈显著线性相关(P<0.05),其中CR达到极显著(P<0.01)。(5)本研究中所选取的四种土壤酶均表现为农田最大、天然草地次之,最后为豆禾混播草地和补播草地。这可能由于本研究地农田采用秸秆还田的方式,在一定程度上保持了土壤肥力,为土壤微生物提供了营养,间接促进了土壤酶活性;各样地酶活性与土壤呼吸的相关关系分析显示,只有蛋白酶和蔗糖酶与土壤呼吸具有相关关系,而蔗糖酶对土壤呼吸有更大的影响。
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