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土地利用变化及大气二氧化碳增加与全球变化密切相关,全球碳循环倍受关注。土壤是陆地生态系统中最大的碳库,而土壤呼吸是全球碳循环中的重要环节,对全球碳平衡具有巨大影响,因此加强增温对土壤呼吸的影响研究,对认识全球变化下的碳循环具有重要意义。
本文通过土壤移植试验、中山湿性常绿阔叶林与人工茶园的土壤呼吸研究和不同海拔土壤呼吸及其组分贡献的研究,以揭示气候变暖和土地利用变化对中山湿性常绿阔叶林的土壤呼吸的影响,以及土壤呼吸沿海拔梯度的变化趋势、凋落物和根在土壤呼吸中的贡献率变化。研究样地位于云南景东县境内的哀牢山,从低海拔到高海拔分别为人工卡西松林(1550m,a.s.1.)、栎类次生林(1950m,a.s.1.)、中山湿性常绿阔叶林(2480m,a.s.1.)和人工茶园(2480m,a.s.1.)。试验采用CO2红外气体分析法测定土壤呼吸速率,同时用土壤水分测定仪和3100针式温度计分别测定土壤体积含水量和土壤温度。
主要结果如下:
1)中山湿性常绿阔叶林土壤移植至低海拔后,土壤呼吸速率分别增加95.0％和22.2%,而土壤温度敏感性分别降低了55.0%和42.8%。随着海拔的降低,土壤年均温增加,土壤呼吸速率表现为单峰曲线,而土壤呼吸温度敏感性表现为相反的趋势。
2)随着海拔的升高土壤呼吸及其温度敏感性以及土壤水分均表现出增大的趋势(2.98＜3.49＜6.16μmolCO2m-2s-1;1.17＜2.65＜5.51;21.9＜23.2＜25.8%),而土壤温度变化趋势相反(18.5＞15.4＞11.7℃):高海拔处凋落物和根呼吸分别占土壤总呼吸的40.9%和34.8%,而中低海拔处土壤异质性大于处理效应无法算出凋落物和根的贡献率。
3)茶园土壤温度和土壤体积含水量均显著(p＜0.01)高于中山湿性常绿阔叶林(12.0＞11.6℃;35.1＞28.3%);土壤呼吸速率略(p＞0.05)大于阔叶林(4.57＞4.50μmolCO2m-2s-1),而土壤呼吸温度敏感性却略低于阔叶林(4.40＜6.24)。