森林土壤呼吸速率和地下碳分配是森林碳平衡的两个重要分量。本研究选择枫桦次生林和原始阔叶红松林为研究对象,测定其土壤呼吸速率和地下碳分配以及相关的环境因子。研究结果表明,生长季内枫桦次生林的土壤呼吸速率的平均值略高于原始阔叶红松林,分别为5.52和5.43μmol·m-2·s-1。土壤温度是造成土壤呼吸速率季节性变化的主要影响因子,可以分别解释两种林型土壤呼吸速率的77%和81%变异。枫桦次生林和原始阔叶红松林的Q10值分别为2.74和2.23。枫桦次生林的土壤呼吸年通量为9.66 t C·hm-2·a-1,略高于原始阔叶红松林的9.37 t C·hm-2·a-1。枫桦次生林和原始阔叶红松林的地下碳分配量分别为7.73和7.56 t·hm-2·a-1。
原始阔叶红松林是我国温带典型的地带性顶极植被类型,枫桦次生林是其典型的次生林类型之一,对二者土壤呼吸及其各组分特征的研究有助于准确评价该地区的碳平衡。本研究主要测定了2013和2014年2个生长季原始阔叶红松林和枫桦次生林土壤呼吸(RS),并量化了土壤呼吸的各个组分(异养呼吸RH和自养呼吸RA),与此同时测量了土壤10 cm处温度以及土壤含水率。研究结果表明,土壤呼吸及其各组分有着明显的季节变化特性,其大小的变化主要受温度的影响,土壤10 cm处的温度可以解释RS64%~70%、RH56%~65%、RA77%~79%的变异。对于温度的敏感性,原始阔叶红松林土壤呼吸Q10值>枫桦次生林土壤呼吸Q10值,而在单一林型中的比较,RAQ10值>RSQ10值>RHQ10值。此外,总体Q10值随着季节有着明显的变化,且随着温度的升高有降低的趋势。原始阔叶红松林和枫桦次生林RS年平均速率分别为3.92和4.06μmol·m^(-2)·s^(-1),RH年平均速率分别为2.97和2.85μmol·m^(-2)·s^(-1),RA年平均速率则分别为0.96和1.17μmol·m^(-2)·s^(-1)。原始阔叶红松林土壤呼吸以及土壤土壤自养呼吸要稍低于枫桦次生林,而原始阔叶红松林异养呼吸则高于枫桦次生林异养呼吸,但差异不显著。原始阔叶红松林和枫桦次生林RS平均年通量分别为942和971 g C·m^(-2)·a^(-1),RH年通量分别为709和677 g C·m^(-2)·a^(-1),RA年通量则分别为215和276 g C·m^(-2)·a^(-1)。原始阔叶红松林RS年通量略高于枫桦次生林RS年通量,但差异不显著。我们的实验结果表明,小兴安岭地区枫桦次生林正向演替的过程中,植被演替变化对土壤呼吸及各组分的影响并不明显,相较于环境因子温度和湿度要小的多。
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