黄土高原水蚀风蚀交错区典型植被下土壤呼吸季节变化特征与影响因素

李睿 | -> | 682| 0| 0.402556MB |土壤呼吸,土壤碳平衡,土壤养分,年内变化,水蚀风蚀交错区,土地利用方式

摘要:运用红外气体分析仪测定了黄土高原水蚀风蚀交错区典型植被下土壤呼吸，分析了不同土地利用方式下土壤呼吸与土壤温度、水分和土壤养分的关系. 结果表明，不同植被下土壤呼吸季节变化特征区别明显，主要受水分和温度的影响. 裸地、农地、苜蓿地、柠条地、撂荒地、长芒草地、荒草地、退化苜蓿地、坡地苜蓿地、坡地撂荒地、坡地农地、梯田农地的土壤呼吸季节变化范围分别为0. 32 ～ 0. 82、0. 41 ～ 2. 83、0. 74 ～ 2. 81、0. 76 ～ 3. 07、0. 67 ～ 2. 79、0. 51 ～ 2. 12、0. 56 ～ 2. 05、0. 59 ～ 1. 66、0. 42～ 2. 09、0. 31 ～ 1. 86、0. 32 ～ 1. 93 和0. 41 ～ 3. 17 μmol·(m2·s) － 1 ，土壤呼吸速率的季节变化幅度以农地(167% ～ 203% ) 最大，依次为撂荒地(117% ～ 154% )、柠条地(134% )、长芒草地(129% )、苜蓿地(119% ～ 120% )、裸地(94% ) ，最小是退化苜蓿地(92% ) . 裸地和退化苜蓿地的土壤呼吸季节变化幅度不大，苜蓿地和柠条地月平均土壤呼吸强度显著高于其他土地利用方式，农地在7、8 月土壤呼吸强度显著高于其它土地利用方式，且其温度敏感性(Q10) 也最大，达1. 86. 不同植被下，土壤呼吸和土壤有机质及速效钾含量呈显著正相关关系，有机质和全氮主要在水热条件好的7、8 月影响土壤呼吸，而在温度与水分条件不优越的条件下，土壤铵态氮的含量与土壤呼吸强度呈负相关.

    人类活动和全球变化在一定程度上改变了地球植被分布和全球碳循环［1］. 为了解全球碳循环如何对人类干扰和气候变化产生响应，就必须了解碳循环过程的不同方面，其中包括土壤呼吸［2］. 土壤呼吸是碳循环的重要环节，在陆地生态系统中，通过土壤呼吸排放到大气的CO2高达68 Pg·a － 1 ，该值仅次于陆地植被总光合作用所固定的碳量［3］. 土壤呼吸也是陆生植物固定的CO2返回大气的主要途径，大气中近10% 的C 由土壤产生，其微小变化就有可能对全球碳平衡产生重要的影响［4，5］. 因此对于不同陆地生态系统下土壤CO2排放通量时空波动及其影响因子响应分析，已成为碳循环和全球变化研究中热点问题［6］.
   土壤呼吸是一个复杂的生物学过程，受到多种因素的影响，主要因素有温度、水分、有机质、土壤质地等［7］. 土壤呼吸在一定范围内表现为随温度和水分增加而增加的趋势，在极端的温度和水分条件下则受到抑制［8］. 在干旱半干旱区土壤中的有机质含量较低，土壤呼吸对温度和水分的响应易受到土壤碳源的限制［9］. 目前有关土壤呼吸作用的研究在国内外较多，而对黄土高原北部水蚀风蚀交错区典型植被下的土壤呼吸的研究相对缺乏.
    黄土高原水蚀风蚀交错区实行退耕还林还草以来，该区土地利用方式发生了一定变化. 在植被类型转变过程中，土壤呼吸的年内变化特征、影响变化机制急需进一步研究明确. 由此，本研究选取本区几种典型植被，对其土壤呼吸的年内变化规律及变化影响机制进行了初步分析，以期能深入了解黄土高原土壤碳循环过程.

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