华南丘陵区典型土地利用类型土壤呼吸日变化

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1、刘惠等：华南丘陵区典型土地利用类型土壤呼吸日变化255华南丘陵区典型土地利用类型土壤呼吸日变化刘　惠1,2赵　平2*1.广东商学院旅游与环境学院，广东广州510320；2.中国科学院华南植物园，广东广州510650摘要：利用静态箱-气相色谱法对华南丘陵区典型土地利用类型（针叶林和果园）土壤呼吸日变化进行了为期2a（2003-03-21到2005-03-31）的原位观测。设置有凋落物和清除凋落物2个处理。结果表明,针叶林和果园土壤呼吸速率日变化幅度不大，雨季（4-9月）日变化幅度比旱季要大（3-10月），土壤呼吸日变化最高值的出现无明显规律。针叶林土壤呼吸速率月平均值变化幅度为86.18~36

2、5.00mg·m-2·h-1，果园为174.46~1061.78mg·m-2·h-1。月平均最低值一般出现在12-1月，最高值出现在6-8月或者10月。鹤山地区选择9:00-11:00作为采样日起始采样时间，并以该时段观测获得的土壤呼吸量来代表12h或24h土壤呼吸量比较合适。温度对土壤呼吸日变化影响不明显。降雨和植被类型对土壤呼吸有较大的影响，雨季土壤呼吸大于旱季，果园土壤呼吸大于针叶林。凋落物对土壤呼吸的影响不明显。关键词：土壤呼吸；土地利用；凋落物；日变化中图分类号：X144文献标识码：A文章编号：1672-2175（2008）01-0249-07刘惠等：华南丘陵区典型土地利用类型土壤

3、呼吸日变化255CO2是大气中重要的温室气体。由于年排放率较高，在大气中存留时间长（100年），也是含量最丰富的温室气体。CO2对全球变暖的贡献率达63.7%[1]。全球土壤作为一个巨大的碳库，（含C量为11394×1018g）[2]，是大气CO2的重要源或汇。土壤呼吸使土壤每年向大气释放68.0～76.5Pg的CO2–C[2-3]。土壤呼吸已经成为陆地生态系统向大气中释放CO2最大的源[4]。研究土壤呼吸对于探讨土壤作为CO2源与汇的过程、机理及其与全球变化的关系，具有十分重要的理论和现实意义。表1针叶林和果园的土壤特性Table1Soilcharacteristicsofpineplan

4、tationandorchardinHeshanw(土壤有机碳Corg)/(g·kg-1)[8]w(土壤微生物碳Cmic)/(g·kg-1)[8]pH[9]本研究在中国科学院鹤山丘陵综合实验站内，选取华南丘陵区典型土地利用类型人工林（针叶林）和果园（龙眼）为样地，针叶林和果园在华南丘陵区分布广泛，具代表性，广东针叶林约占67.3%，阔叶林占32.7％[5]。采用静态箱－气相色谱法测定土壤呼吸，旨在了解不同土地利用方式下土壤呼吸的季节变化规律及其影响因子，为准确估算该地区的碳收支状况和预测土壤呼吸对全球变暖的响应提供依据。1研究地区与研究方法1.2研究地概况中国科学院鹤山丘陵综合开放试验站位于

5、广东省中部的鹤山市，112°54ˊE，22°41ˊN，距广州市以南80km。试验站地处粤中丘陵地区，属南亚热带季风常绿阔叶林气候。典型的土壤类型是赤红壤。年均温21.7℃，年均降雨量1700mm；年蒸发量1600mm。试验区为“七山一水两分地”的平原丘陵农业地区，丘陵山地面积占78.6％，农耕地面积占17.1％，水面面积占4.3％。实验样地针叶林（主要树种是Pinuselliottii和Pinusmassoniana）于1983年种植，坡向西北，坡度25°，林分高7.2m，株行距3m×2.5m，郁闭度70%，叶面积指数2.5，有3～5cm厚的半腐解枯落物层。林下植物主要有九节（Psychot

6、riarubra）、鬼灯笼（Clerodendrumfortunatum）、木姜子（Litseacubeba）、扇叶铁线蕨（Adiantumflabellulatum）等[6]；果园(Dimocarpuslongan)，1991年种植[7]。土壤特性见表1。1.2研究方法试验分别在针叶林和果园各土壤上进行，设土壤+凋落物（S+L）和土壤（清除凋落物）（S）2个处理配。处理时间为2年（2003-03-21到2005-03-31）,每周及时清除观测表面新生长的植物，随机设置3个重复,第2年4个重复。针叶林在2003-03-11以后移动箱基座，在同一林内变换测定点,在2004-02-02增加一采样

7、箱，为4个重复采样箱；果园在2004-03-31后移动箱基座，在同一果园内变换测定点，在2004-02-03刘惠等：华南丘陵区典型土地利用类型土壤呼吸日变化255增加一采样箱，为4个重复采样箱。每月月底随机选择一天进行日变化观测，第1年3-11月进行了昼夜观测，白天每2h观测一次（8:00-18:00），晚上每3h观测一次（21:00-06:00）；第1年12月开始只在白天进行观测。采样箱参照国际标准，采用组