鼎湖山针阔叶混交林地表ch4通量

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1、周存宇等：鼎湖山针阔叶混交林地表CH4通量335鼎湖山针阔叶混交林地表CH4通量周存宇1,2，周国逸1，王迎红3，张德强1，刘世忠1，孙扬31.中国科学院华南植物园，广东广州510650；2.长江大学园艺园林学院，湖北荆州434025；3.中国科学院大气物理研究所，北京100029摘要：用静态箱-气相色谱法对鼎湖山针阔叶混交林的地表CH4通量进行了为期一年的原位观测和研究。结果表明，该林型土壤总体为大气CH4的吸收汇，通量年变化范围60～-120μg·m-2·h-1，在雨季向旱季过渡的9、10月份

2、，土壤对CH4的吸收较为强烈，而在冬季的1月份，吸收通量最小；凋落物层对该林型地表CH4的吸收没有明显的阻隔作用；多元回归分析发现CH4通量与地下5cm温度显著相关，尤其是在土壤湿度变化不大的旱季，土壤表层温度为影响CH4通量的主导因子。关键词：鼎湖山；CH4通量；季节动态；针阔叶混交林中图分类号：X142文献标识码：A文章编号：1672-2175（2005）03-0333-03周存宇等：鼎湖山针阔叶混交林地表CH4通量335CH4是大气中的一种重要的温室气体，尽管它在大气中的体积分数体积分数只有

3、1.8×10-6，但其辐射吸收势是CO2的32倍，对温室效应的相对贡献率为19%，该贡献率在所有受人为影响的温室气体中仅次于CO2[1]。由于人类活动（包括稻田、畜牧业、天然气管道泄漏、生物质燃烧、矿物燃料燃烧等）的影响，近几十年来，CH4在大气中的体积分数浓度持续上升，目前的年增长率为0.4%[2]。大气CH4的汇主要是在大气对流层CH4与自由基发生化学反应，另外土壤是大气CH4的一个重要的汇，据估计，全球好气土壤所消耗的大气甲烷的量约为每年15~45Tg，占总汇的8％左右，该汇所吸收的CH4与

4、每年受人为影响大气中增加的CH4量相当[3]。我国对土壤的CH4汇功能研究较少，近十几年来只有少量工作在北方的草原，森林，旱田和湿地等生态系统开展[4-7]，迄今尚未见对南亚热带森林土壤的CH4汇功能的研究报道。为探明南亚热带主要森林类型土壤的CH4源汇功能及其变化规律，本研究选择在鼎湖山分布最广的针阔叶混交林为对象，对其地表CH4通量和主要环境因子进行了为期一年的观测，该项研究可为我国森林生态系统主要温室气体源汇清单的制定提供重要依据，对广东珠江三角洲地区的长期环境规划也有一定的参考价值。1实验

5、地点及方法1.1实验地点实验地点设在鼎湖山自然保护区，位于广东省中西部，东经112º30'39"~112º33'41"，北纬23º09'21"~23º11'30"，面积1155hm2，最高峰鸡笼山海拔1000.3m。该区属南亚热带季风湿润气候，年平均降水量1956mm，主要集中在4~9月份，占全年的76%；年平均温度为20.9℃，最冷月（1月）和最热月（7月）平均温度分别为12.0℃和28.0℃；年平均相对湿度为80.8%。采样观测点位于保护区内五棵松针阔叶混交林样地，处于地带性植被季风常绿阔叶林

6、的边缘，是阔叶树种侵入人工或自然的马尾松（Pinusmassoniana）林后形成的，为演替系列中间阶段的典型代表类型。群落垂直结构可分为四层，乔木2层，灌木1层，草本1层，此外还有多种藤本和附生的层间植物。组成种类以常绿树种占绝对优势，大部分属热带亚热带成分。针阔叶混交林占鼎湖山森林总面积的61.5%，为该区的优势植被类型[8]。1.2实验方法CH4通量利用静态箱/气相色谱法测定。采样箱为组合式，即由底座和顶箱两部分组成，底座和顶箱均为不锈钢板制成。底座：长（L）×宽（W）×高（H）×钢板厚度（

7、T）=500mm×500mm×100mm×2.5mm，水封槽：W（槽宽）×H×T=20mm×30mm×2.5mm；顶箱：L×W×H×T=500mm×500mm×500mm×1.5mm。顶箱封顶，内装2个轴流混气扇、采样管、测温口。实验观测前将底座打入采样位点，由于采样点设在坡地，故采样箱无法用水密封，改为在水封槽内粘贴弹性密封胶带，用于底座和箱体的密封。观测区内设置2种处理：采样前去除地表凋落物（S）；保留地表凋落物（L+S）。在每个采样点罩箱后0、10、20、30min分别用100mL医用注射器

8、采集箱内气体90mL，采样后及时带回实验室分析。此外，在通量测定的同时观测地表温度、5cm深处土壤温度、气温和地下10cm土壤含水量。用HP4890D气相色谱仪测定CH4浓度，CH4检测器为火焰离子化检测器（FID），检测器、分离柱的温度分别是200℃、55周存宇等：鼎湖山针阔叶混交林地表CH4通量335℃，载气为高纯氮气，流速30mL·/min-1[9]。各种温度用便携式数字温度计（JM624）测定，土壤含水量用中国生态系统网络统一配置的土壤测墒仪（MPKit）测定。从2003年