模拟酸雨胁迫对马尾松和杉木幼苗土壤呼吸的影响

利用LI-8100测定模拟酸雨不同处理下(pH2.5、4.0和5.6)盆栽马尾松(Pinus Massoniana)和杉木幼苗(Cunninghamia lanceolata)的土壤呼吸速率及土壤温度、含水量,研究酸雨对其土壤呼吸的影响.结果表明:模拟酸雨喷淋下马尾松和杉木土壤pH值呈现下降的趋势且下降幅度同酸雨酸度呈现正相关性;马尾松和杉木各个处理下土壤呼吸速率季节变化显著,且同地下10cm土壤温度季节变化趋势一致,pH2.5处理下的土壤呼吸速率平均值分别为1.79μmol · m-2 · s-1和1.12μmol · m-2 · s-1,比对照组(pH5.6)土壤呼吸速率平均值1.57μmol · m-2 · s-1和1.54μmol · m-2 · s-1分别高14%和低39%;马尾松和杉木各个处理下土壤呼吸速率同10cm土壤温度之间均呈现显著的指数关系(P<0.001),与5cm土壤含水量之间相关性不明确;在P=0.05水平上进行多元回归分析,可以得到土壤呼吸速率同土壤温度和含水量的综合拟合方程,和单因素(温度、含水量)拟合相比能够更好地解释土壤呼吸的变化情况;马尾松和杉木在pH2.5和4.0处理下的土壤呼吸温度系数Q10值分别为1.36、2.01和1.51、2 25,同对照组1.14和1.58相比,均有明显差异,且两者Q10值的变化呈先增大后减小的趋势.这证明酸雨是影响马尾松和杉木土壤CO2通量的一个重要因素.     

桫椤生态系统的土壤呼吸特征

桫椤植物最早出现于中生代的晚三叠纪或早侏罗纪,现存的桫椤林是一种非常典型的孓遗陆地生态系统.对桫椤生态系统土壤呼吸特征研究表明,6月份桫椤纯林的土壤呼吸速率很小,去除凋落物和保留凋落物的土壤呼吸速率分别为0.87、0.89μmol · m-2 · s-1,两种处理无显著差异(P>0.05).由于其它生物的入侵,在保护区桫椤林中出现了多种混交的森林类型,比较典型的是毛竹、落叶阔叶林、常绿阔叶林作为桫椤纯林的入侵种与其形成的3种生态系统类型,根据测定的结果,表明这3种生态系统类型的林地土壤呼吸速率均大于桫椤纯林,平均值分别为2.95、2.06、1.33μmol · m-2· s-1,经统计分析,发现它们与桫椤纯林有显著的差异(P<0.001).凋落物对这3种类型的影响表现为,毛竹桫椤混交林、常绿阔叶桫椤混交林差异显著(P<0.001),落叶阔叶和桫椤混交林差异不明显(P>0.05 );在较短时间尺度上对4种森林类型的日动态分析,均表现为一致的平稳状态.在土壤温度和湿度变化较小的情况下,两种处理5cm土壤温度和湿度均与土壤呼吸无明显相关性.     

西天目山毛竹林土壤呼吸特征及其影响因子

毛竹(Phyllostachys edulis)是中国南方重要的森林资源,在区域碳平衡中扮演重要的作用。研究毛竹林土壤呼吸特征及影响因子有助于了解其土壤CO2释放过程的关键驱动因子,为进一步揭示毛竹林土壤碳循环特点提供科学依据。以浙江省西天目山自然保护区毛竹林为研究对象,利用LI-Cor8100开路式土壤碳通量测量系统测定(2007年5、8、11月,2008年1、3月)土壤呼吸速率及环境因子,同时取0—20 cm土层土样测定土壤酶活性,结果表明:(1)毛竹林土壤呼吸具有典型的日动态和季节变化模式,日动态变化较为平缓,土壤呼吸的季节变化较为显著(P0.05),最大值(5.99μmol.m-2.s-1)出现在2007年8月,最小值(1.08μmol.m-2.s-1)出现在2008年1月。(2)回归方程表明,土壤呼吸与土壤5 cm温度呈极显著的指数相关关系(P0.001),与土壤体积含水量相关性较弱(P0.05),与近地面大气温度和CO2浓度分别呈极显著的指数相关关系(P0.001)和显著的线性相关关系(P0.05)。(3)相关分析表明,土壤尿酶、蔗糖酶、纤维素酶活性与土壤呼吸均呈正相关,其中纤维素酶活性达到显著水平。综合分析表明毛竹林土壤温度是调控土壤呼吸季节变化的主要驱动因子,近地面大气环境及土壤酶活性的变化也对其产生不容忽视的影响。     

模拟酸雨对杉木幼苗-土壤复合体系土壤呼吸的短期效应

为了解酸雨对土壤碳释放的作用,选取对酸沉降敏感的杉木(Cunninghamia lanceolata)幼苗-土壤复合系统,分成重度酸雨(pH值2.5)、中度酸雨(pH值4.0)和对照(pH值5.6)3个处理区组,进行了2a模拟酸雨胁迫盆栽实验。通过分析酸雨短期作用下土壤酸化的状况以及土壤呼吸的变动,发现:(1)对照组土壤pH值虽有下降,但土壤缓冲体系无显著变化。重度酸雨组土壤pH值持续下降至3.71,土壤残留交换性Ca2+和Mg2+含量明显降低,土壤缓冲体系转成铝缓冲体系,土壤明显酸化。中度酸雨组土壤pH值略低于对照,土壤残留交换性Ca2+含量维持在40.15-42.76μg·g-1(烘干土),而交换性Mg2+含量下降,土壤缓冲体系无显著变化。(2)非模拟酸雨胁迫状况下(对照组),2007年和2008年年均土壤呼吸速率分别为1.41μmol·m-2·s-1和1.42μmol·m-2·s-1,土壤呼吸作用稳定。模拟酸雨短期内以抑制土壤呼吸为主。重度酸雨使土壤呼吸作用持续减弱,2007年和2008年年均土壤呼吸速率分别下降了14%和28%;中度酸雨虽未造成土壤的显著酸化,但该处理组年均土壤呼吸速率2007年增加了8%,2008年则降低了15%。模拟酸雨对土壤呼吸的影响随着酸雨的持续而加强。