北亚热带典型森林生态系统呼吸过程的测定和模拟.pdfVIP

摘要 摘要 全球变暖已是一个不争的事实，森林生态系统碳循环如何对其响应和适应已引起生态学家的 广泛关注。土壤呼吸、树干呼吸等过程的机制与规律研究对于深入理解生态系统碳循环与气候变 化的反馈机制具有重要的意义。本文依托鸡公山自然保护区，以火炬松林、马尾松林和麻栎林为 研究对象，对树干呼吸、土壤呼吸等进行了连续两年的测定，系统分析了树干呼吸和土壤呼吸的 影响因子，并估算了生态系统总呼吸。主要结论如下： （1）本研究发现麻栎，马尾松和火炬松平均树干呼吸分别为 1.87±0.14、1.12±0.14 和 0.90±0.10 -2 -1 μmol m s 。麻栎的树干呼吸明显高于其它两个常绿针叶树种。三个树种的树干呼吸均随着树干 温度的变化而变化，树干温度可以解释树干呼吸季节变化的 77-85% 。麻栎，马尾松和火炬松三 个树种树干呼吸的表观 Q10 值分别为 2.24 、1.76 和 1.63。 （2 ）树干温度测定深度显著影响树干呼吸的温度敏感性（Q10 值）。研究发现，随着测定深 度的增加，树干呼吸的 Q10 值从 0cm 的 1.41 增加到了 7cm 时的 2.09 。树干呼吸和树干温度之间 拟合方程的决定系数最高，而且树干呼吸和树干温度之间不存在滞后效应时的测定深度是树干温 度的最佳测定深度。本研究发现 3cm 深是马尾松测定树干温度的最佳深度。 （3 ）火炬松林，麻栎林和马尾松林三个生态系统估算的年土壤呼吸分别为 781.10±45.66、 617.36±82.68 和 400.75±88.66 gC m-2 year-1 。研究发现温度解释了土壤呼吸季节变率的57-94% 。 此外，还发现校正到 15℃下的土壤呼吸随着土壤含水量的增加呈现先增加后减少的趋势。土壤水 分不仅影响土壤呼吸还影响土壤呼吸的温度敏感性。当排除受干旱影响的数据后，火炬松土壤呼 吸的年 Q10 值从 1.82 增加到 2.27 ，马尾松林土壤呼吸的年 Q10 值从 2.03 增加到 2.18 。 （4 ）断根和去凋落物处理显著降低了土壤呼吸，同时也改变了土壤微环境。研究结果还表 明各组分土壤呼吸的 Q10 值存在很大差异。干旱可以改变各组分呼吸对温度的响应。在排除受干 旱影响的数据后，火炬松根呼吸和有机质呼吸的表观 Q10 值分别为 2.77 和 2.20 ，马尾松对应的 Q10 值分别为 2.27 和 2.14 ，当考虑受干旱影响的数据后，根呼吸的 Q10 值接近甚至低于有机质呼 吸的 Q10 值。 （5 ）估算的火炬松林、马尾松林和麻栎林的年生态系统呼吸总量分别为993.5、803.7 和 1085.2 -2 -1 gC m year 。火炬松林叶呼吸、树干与树枝呼吸和土壤呼吸所占的百分比分别为 32%、11%和 67%，马尾松对应的值为 31%、20%和 49% ，麻栎林对应值分别为26% ，16%和 58% 。温度和水 分共同影响生态系统呼吸，考虑双因子几乎可以解释生态系统呼吸的所有变率。 关键词：树干呼吸，土壤呼吸，生态系统呼吸，表观温度敏感性，鸡公山 i Abstract Abstract Interest in the carbon cycle of forest ecosystem is growing because climate change, including temperature and precipitation, may affect the net ecosystem productivity and the exchange of CO2 between terrestrial ecosystem an