格氏栲天然林与人工林土壤异养呼吸特性及动态.PDFVIP

格氏栲天然林与人工林土壤异养呼吸特性 及动态∗ 1 1 2 2 2 2 2 杨玉盛 陈光水 谢锦升 王小国 牛志鹏 韩永刚 张有利 （1福建师范大学地理科学学院，亚热带资源与环境省重点实验室，福州 350007）（2福建农林大学 林学院，福州 350002） 摘 要 通过用静态碱吸收法对中亚热带福建三明格氏栲自然保护区内的格氏栲天然林和 33年生的格氏栲人工林及杉木人工林的土壤异养呼吸进行为期 2年的定位研究。结果表明， 三种森林枯枝落叶层呼吸和无根土壤呼吸速率季节变化均呈单峰曲线，最大峰值出现在 5 月至 6 月，最小值出现在 12 月至 1 月。格氏栲天然林、格氏栲人工林和杉木人工林枯枝落 -2 -1 叶层呼吸速率平均值分别为CO2 79.88、44.37和21.02 mg m h ，无根土壤呼吸速率平均值 -2 -1 分别为CO2 217.4、85.85 和 94.04 mg m h 。2002 年枯枝落叶层呼吸速率和无根土壤呼吸 速率主要受土壤温度影响，但在极端干旱的 2003 年则主要受土壤湿度的影响。双因素关系 bT c 模型（R =ae W ）拟合结果优于仅考虑土壤温度或土壤湿度的单因素关系模型，土壤温度和 土壤湿度共同解释不同年份枯枝落叶层呼吸和无根土壤呼吸速率季节变化的 82%~85%和 85%~92%。不同森林枯枝落叶层呼吸对土壤温度和湿度的敏感性均高于无根土壤呼吸的。格 氏栲天然林、格氏栲人工林和杉木人工林枯枝落叶层呼吸年通量分别为C 3.76、2.63和 1.23 -2 -1 -2 -1 t hm a ，无根土壤呼吸年通量则分别为C 3.44、2.79和 1.49 t hm a 。不同森林土壤异 养呼吸通量的差异主要与枯落物数量和质量、土壤有机质数量和质量的差异有关。杉木林枯 枝落叶层呼吸对干旱敏感性高于格氏栲（天然林和人工林）的，而人工林（杉木和格氏栲） 的土壤有机C对干旱敏感性则要高于格氏栲天然林。 关键词 天然林；人工林；土壤异养呼吸；土壤温度；土壤湿度 中图分类号 S153.61 文献标识码 A 森林土壤异养呼吸是指森林土壤在微生物参与下的矿质化过程，一般包括根际微生物呼 吸、无根土壤（矿质土壤）呼吸和枯枝落叶层呼吸，它是土壤呼吸的重要组成部分[1] 。由于 土壤动物的异养呼吸数量不大，因而森林生态系统的异养呼吸主要表现为土壤异养呼吸。土 壤异养呼吸是森林生态系统碳（C ）库的主要损失途径，是森林生态系统C平衡的重要分量 之一，与净初级生产力（Net primary production, NPP ）一起共同决定了森林的C汇大小（即 净生态系统生产力, Net ecosystem production ）。由于森林在维护全球C平衡及减缓大气CO2浓 度升高中起着重要的作用，因而森林C汇功能的动态变化及科学预测引起了人们的极大关 注。虽然有关森林土壤呼吸的研究较多且历史较长，但森林土壤异养呼吸的研究则相对较少， 从而直接影响到森林C平衡的研究及全球变化背景下（如全球变暖、降水量变化、土地覆盖 [1] 变化等）森林C汇变化的科学预测 。 我国中亚热带常绿阔叶林是全球同纬度特有的重要森林类型，具有较高的生物量和生产 力，在全球陆地生态系统C贮存中发挥着重要贡献。长期以来，大面积天然林通过皆伐、炼 [2] 。这种森林转换 山和整地等传统营林措施而改为群落结构简单、树种单一的针叶树人工林 对生态系统C吸存的影响如何？已引起了人们的高度关注，但目前缺乏相关的研究。 位于福建三明莘口的格氏栲（