暖温带-中温带过渡区4种典型森林土壤呼吸的温度敏感性

摘要：

温度是全球气候变化最重要的生态因子，过渡区生态系统的能量流动和物质循环过程极易受到气候变化的影响。为揭示暖温带-中温带过渡区森林土壤呼吸对温度变化的响应，选择在暖温带-中温带过渡区分布面积较大的长白落叶松（Larix olgensis）、红松（Pinus koraiensis）、油松（Pinus tabuliformis）人工林和天然阔叶混交林4种森林类型，利用Li-8100红外气体分析仪于2010─2013年连续观测土壤呼吸速率，同时利用森林小气候梯度观测系统连续同步观测大气温度、大气降水和土壤温度等环境因子，系统研究了土壤呼吸速率动态及其温度敏感性。结果表明：长白落叶松、红松、油松和阔叶混交林的年平均土壤呼吸速率（Rs，以CO2计）分别为（2.31±0.01）、（2.07±0.71）、（1.55±0.03）和（2.24±0.02）μmol·m2·s-1；4种森林类型的Rs与10 cm土壤温度（t10）均具有极显著的相关关系（P=0.000<0.01）；生长季期间落叶松、红松、油松人工林和天然阔叶混交林的Q10值分别为3.32、4.46、4.12和3.59，其中红松人工林Rs对t10的温度变化最敏感，而天然阔叶林和落叶松人工林的敏感性相对较低。本研究还对非生长季（11月─翌年3月）期间长白落叶松人工林的土壤呼吸进行了连续监测，并依据非生长季期间土壤温度的变化，将非生长季期间的土壤呼吸分为冻结期（t10-mean：10.0~2.0℃）、冻融期（t10-mean：0.5~2.0℃）和非冻结期（t10-mean：>2.0℃）3个阶段。结果显示：长白落叶松人工林在非生长季期间仍有微弱的呼吸作用（以CO2计，0.01~1.38μmol·m2·s-1），整个非生长季期间Rs与t10有极显著相关关系（r2=0.5863，P=0.000<0.01），非生长季冻结期的Rs与t10无显著相关关系（P=0.503>0.5），冻融期的Rs变化较剧烈，且较冻结期有较明显的增加；整个非生长季落叶松人工林的 Q10值为4.65，是生长季的1.40倍。研究结果对进一步阐明气候带过渡区不同森林类型土壤呼吸对气候变化的响应具有重要意义。

关键词：土壤呼吸、温度敏感性、森林、东北地区

分类号：S718.55;X171.1(林业基础科学)

资助基金：林业公益性行业科研专项201204101；201404303；国家自然科学基金项目31370616；辽宁省农业领域青年科技创新人才培养计划2014015

在线出版日期：2016-03-17（万方平台首次上网日期，不代表论文的发表时间）

页数：共8页

页码：1757-1764