两种城市绿化景观土壤呼吸特征及其影响因子研究

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陆地生态系统土壤呼吸是目前国内外学者的研究重点之一,然而关于城市绿化景观生态系统碳循环的研究还较缺乏。本文选择天津市两种城市绿化景观:国槐梨树林(GL)、银杏紫叶李(YZ)土壤为研究对象,采用便携式土壤碳通量自动分析仪ACE对两种城市绿化景观GL和YZ进行土壤呼吸速率(Rs)及其影响因子的测定,分析了土壤呼吸的变化特征及其与主要影响因子(土壤温度、土壤湿度及土壤微生物)之间的关系,结果表明:(1)两种城市绿化景观土壤呼吸日变化多呈现单峰型,峰值于14:00-18:00出现,最小值出现在2:00-9:00,当土壤湿度出现极端现象(>50%或<20%)时,日变化呈现非单峰型;整个生长季,GL白天和夜间Rs均值分别为1.74μmol·m-2·s-1>1.24μmol·m-2·s-1,YZ白天和夜间Rs均值分别为1.65μmol·m-2·s-1>1.25μmol·m-2·s-1,表明土壤呼吸速率在白天高于夜间;土壤呼吸日变化受到土壤温度(T10)和土壤湿度(M5)的协同影响,多元线性模型能更好的解释土壤呼吸与土壤温度和土壤湿度之间的关系,T10和M5对Rs日变化的解释能力达到45%90%。(2)两种城市绿化景观Rs季节变化规律基本一致,均呈现较明显的单峰变化趋势且峰值均出现在8月中旬,GL和YZ分别为3.62±0.26μmol·m-2·s-1、3.17±0.27μmol·m-2·s-1,GL在5月中旬Rs最低,为-0.05±0.01μmol·m-2·s-1,而YZ的Rs最小值出现在4月中旬,为-0.04±0.01μmol·m-2·s-1;同时,不同月份的Rs变化规律之间存在一定差异,GL在11月至次年5月中旬,Rs较低且月变化幅度较小,范围为(-0.05±0.01)1.09±0.16μmol·m-2·s-1,5月末至10月,Rs较高且变化幅度较大,范围为(0.74±0.12)3.62±0.26μmol·m-2·s-1,Rs变化幅度5月末至10月间比11月至次年5月中旬大1.09μmol·m-2·s-1;YZ在11月至次年4月Rs较低且月变化幅度较小,范围为(-0.06±0.01)0.38±0.07μmol·m-2·s-1,5月中旬至10月,Rs较高且变化幅度较大,范围为(0.76±0.17)3.17±0.27μmol·m-2·s-1,Rs变化幅度5月中旬至10月比11月至次年4月大1.53μmol·m-2·s-1。两种城市绿化景观Rs按均值排序:GL(1.02)>YZ(0.92);T10和M5均是土壤呼吸过程的重要影响因子,T10对GL和YZ的Rs季节变化规律的解释能力达到80.1%和54.8%,M5对Rs的季节变化的解释能力分别为56.2%和13.9%,而包含T10和M5的多因子模型能够更好的解释T10和M5对Rs季节变化的影响程度,其解释能力分别为87.9%和55.0%。(3)两种城市绿化景观土壤中微生物均是细菌>放线菌>真菌,具有明显的季节变化规律,GL土壤细菌最大值出现在7月份,为77.65×106cfu/g,YZ在6月份达到最大值,为44.25×106cfu/g;GL土壤放线菌最大值出现在8月份,为35.75×105cfu/g,YZ最大值则出现在7月份,为136.24×105cfu/g,且整个观测期YZ土壤放线菌数量均明显较GL高;GL和YZ土壤真菌最大值同时出现在8月份,分别为5.04×104cfu/g和2.32×104cfu/g;相关分析显示,两种城市绿化景观的土壤细菌与土壤呼吸速率之间呈极显著正相关关系,土壤放线菌和真菌与土壤呼吸速率之间呈显著正相关。
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