高频观测的土壤异养呼吸昼夜变化.pdf

《高频观测的土壤异养呼吸昼夜变化.pdf》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在应用文档-天天文库。

1、第9卷第1期亚热带资源与环境学报Vo1．9No．12014年3月出版JournalofSubtropicalResourcesandEnvironmentMarch2014刘小飞，陈仕东，熊德成，等．高频观测的土壤异养呼吸昼夜变化[J]．亚热带资源与环境学报，2014，9(1)：92—94．LiuXiao—fei，ChenShi．dong，XiongDe—cheng，eta1．High-frequencyanalysisofthedielpatternsofsoilheterotrophicrespiration[J]．JournalofSubtropicalResou

2、rcesandEnvironment，2014，9(1)：92-94．高频观测的土壤异养呼吸昼夜变化刘小飞，陈仕东，熊德成，林伟盛，林廷武，林成芳，杨玉盛(1．福建省湿润亚热带山地生态重点实验室省部共建国家重点实验室培育基地，福州350007；2．福建师范大学地理科学学院，福州350007)森林土壤是陆地生态系统土壤中最大的碳库，约占全球土壤碳库的3／4，在全球C循环中起至关重要作用⋯。土壤异养呼吸(Heterotrophicrespiration，R)是森林生态系统土壤碳库损失的主要途径。土壤异养呼吸是指土壤在微生物参与下的矿化过程，主要包括根际微生物呼吸、矿质土壤呼

3、吸(无根土壤)和枯枝落叶层呼吸，由于土壤动物呼吸量不大，因此森林生态系统的异养呼吸主要表现为矿质土壤呼吸。土壤异养呼吸具有高度的空间变异性，在全球范围内，异养呼吸所占总呼吸的比例为7％～83％，其中在热带和温带(30％～83％)森林生态系统中所占比例高于寒带地区(7％～50％)[5-6]；同时异养呼吸在时间尺度上(昼夜、季节和年际)也具有高度的变异性。。许多研究表明异养呼吸的昼夜变化与土壤温度呈指数相关，然而最近通过大量的高频率自动观测系统研究发现异养呼吸出现滞后现象，而且与土壤温度无显著相关’，但如果昼夜变化和滞后现象无法得到合理解释，那么根据所得结果推算的土壤呼吸速

4、率误差可能高达60％_l。目前土壤呼吸年通量推算都建立在每月观测数次(1—4次)代表当月平均值的基础上，通过累加求得当年土壤呼吸年通量。此外，观测过程中无法达到时间和空间上的同步，进一步加大了土壤异养呼吸观测值在时空上的变异，而长期自动观测系统能够全天候，不间断、高频(每半d,s4~0定1次)地进行同步监测，能够真实地反映土壤异养呼吸的昼夜变化及其对干湿交替的瞬时响应。因此，本研究以米槠次生林为对照，选取2种不同更新方式(人促更新、人工造林)为研究对象，采用LI一8100A土壤碳通量自动测量系统，探讨不同更新方式初期土壤异养呼吸昼夜变化模式及其对环境因子瞬时变化的响应1

5、材料与方法1．1研究区概况试验地位于福建师范大学大武夷山常绿阔叶林野外定位站三明观测点(26。19N，117。36E)。平均海拔300m，平均坡度27．5。～35。，属中亚热带季风气候，年均温19．1℃，年均降雨量1749mm(主要集中在3—8月份)，年均蒸发量1585mm，相对湿度81％。土壤为黑云母花岗岩发育的红壤。1．2实验方法米槠次生林由米槠天然林1976年经过强度择伐后封山育林演替形成。2011年12月米槠次生林皆伐后，在采伐迹地上分别采取人促更新(保留采伐剩余物、不炼山)和人工造林(炼山)2种方式，同时以原有次生林为对照。2012年5月，在3种处理内上、中、

6、下各布设3个1m×1m壕沟，每个壕沟内布置1个内径为20cm、高10cm的PVC土壤环，将PVC土壤环插入土中7～8cm深处。土壤异养收稿日期：2014-02—1l基金项目：国家自然科学基金重点项目(31130013)和“973”计划(2014CB954003)作者简介：刘小飞(1985一)，男，江西乐安人，实验师，从事森林碳氮循环方面的研究，(E—mail)419591292@qq．con。通信作者：杨玉盛(1964一)，男，福建仙游人，教授，博士研究生导师，从事森林碳氮循环方面的研究，(E—mail)geoyys@fjnu．edu．cn。第1期刘小飞等：高频观测的土

7、壤异养呼吸昼夜变化一?鲁．一0口盖呼吸测定采用Li-8100A(美国，基因公司)土壤CO通量全自动测量系统测定，土壤异养呼吸测定频率为每半个小时测定1次，全天24h不问断测定。在测定异养呼吸速率的同时，应用Li．8100A配套的土壤温湿度传感器测定土壤5cm深处的温度和体积含水量。观测时间从2013年8月l—31日。在2013年8月观测时发现当月土壤异养呼吸昼夜变化模式基本相同，而且8月27日土壤异养呼吸平均值与8月平均值接近(数据未给出)，本研究选取2013年8月27日作为参考。另外由于9月25_26日持续降雨后，27日开始天晴，土壤异