本研究選取桂林堯山桉樹幼齡林(ASYS(4a))、桉樹老齡林(ASYS(20a))、馬尾松林(MWSYS(22a)),靈川桉樹幼齡林(ASLC(4a))、馬尾松林(MWSLC(30a))、杉木林(SMLC(25a))、毛竹林(MZLC)和闊葉林(KYLLC),北海桉樹幼齡林(ASBH(4a))三個研究地區(qū)的9種林分為研究對象,從2012年7月至2013年12月,對各林分土壤呼吸及其組分、土壤溫度、土壤濕度進行了為期一年的觀測。對比研究了各林分土壤呼吸及其組分的月份變化特征、季節(jié)變化特征以及ASYS(20a)的晝夜變化特征,并分析主要環(huán)境因子對土壤呼吸的影響,最后對各林分土壤呼吸碳排放量進行了初步的估算。主要研究結果如下： (1)桂林堯山研究區(qū)三種林分的土壤呼吸月份變化特征相似,土壤呼吸最大值均出現(xiàn)在7月,土壤呼吸的最小值出現(xiàn)的12月和1月�？傮w來看,土壤呼吸及其組分隨月份的變化呈現(xiàn)單峰曲線形式。分析各林分土壤呼吸的月份變化情況與環(huán)境因子的關系可知：三種林分土壤呼吸及其組分與土壤溫度均呈顯著相關關系：土壤含水量與土壤呼吸的關系較復雜,ASYS(4a)土壤含水量與土壤呼吸及其組分的關系不明顯,ASYS(20a)士壤含水量與其土壤呼吸及異養(yǎng)呼吸呈顯著正相關關系,MWSLC(30a)土壤含水量與其異養(yǎng)呼吸呈顯著負相關關系。 (2)土壤呼吸的季節(jié)特征明顯。就土壤呼吸速率而言,所有林分均表現(xiàn)為夏季最高,冬季最低,土壤呼吸速率均呈現(xiàn)單峰曲線形式。各林分土壤呼吸速率大小表現(xiàn)為MZLC ASBH(4a) KYLLC ASYS(4a) MWSYS(22a) ASYS(20a)MWSLC(30a)SMLC(25a)ASLC(4a)。不同緯度研究區(qū)(北海、桂林堯山和靈川),桉樹幼齡林土壤呼吸表現(xiàn)為：相對較低緯度地區(qū)(北海)桉樹林的土壤呼吸速率大于相對較高緯度地區(qū)(桂林堯山和靈川)桉樹林的土壤呼吸速率；同一研究地點(靈川),毛竹林和闊葉林土壤呼吸速率均分別大于馬尾松林和杉木林；同一研究地點(桂林堯山),不同林齡的桉樹林之間土壤呼吸特征表現(xiàn)為幼齡林土壤吸速率大于老齡林。 本研究以桂林堯山三種林分為例,研究發(fā)現(xiàn)：春、夏兩季,桂林堯山三種林分的土壤呼吸速率無顯著差異,而秋、冬兩季,ASYS(4a)和MWSYS(22a)的土壤呼吸速率均顯著大于ASYS(20a),且ASYS(4a)和MWSYS(22a)之間差異不顯著；自養(yǎng)呼吸方面,春、夏季與秋、冬季均表現(xiàn)為ASYS(4a)的自養(yǎng)呼吸速率顯著大于ASYS(20a)和MWSYS(22a),但在春、夏季,MWSYS(22a)的自養(yǎng)呼吸速率顯著大于ASYS(20a);異養(yǎng)呼吸方面,在春、夏兩季ASYS(20a)的異養(yǎng)呼吸速率顯著大于ASYS(4a)和MWSYS(22a),而在秋、冬兩季,MWSYS(22a)的異養(yǎng)呼吸速率顯著大于ASYS(4a)和ASYS(20a);相關性分析表明,各季節(jié)三種林分土壤呼吸及其組分與土壤溫度均呈顯著的指數關系,但溫度敏感性方面,春、夏兩季ASYS(4a)溫度敏感性最大,MWSYS(22a)的溫度敏感性最小,而秋、冬兩季MWSYS(22a)的溫度敏感性最大,ASYS(4a)的溫度敏感性最小；在土壤呼吸與土壤溫度的關系方面表現(xiàn)為：春、夏兩季,ASYS(4a)的土壤呼吸與土壤含水量的相關性不顯著,ASYS(20a)的土壤呼吸與土壤含水量呈顯著正相關關系,MWSYS(22a)的土壤呼吸與土壤含水量呈顯著負相關關系。秋、冬兩季,三種林分土壤呼吸速率和土壤含水量之間均呈現(xiàn)顯著負相關關系。 (3) ASYS(20a)的土壤呼吸具有明顯的晝夜變化特征,呈現(xiàn)單峰型曲線。四季土壤呼吸速率均在17：00時至19：00時達到最大值,在5：00時至9：00時達到最小值。白天土壤呼吸速率較大,變化幅度大,夜間土壤呼吸速率較小,變化平穩(wěn)；各季節(jié)土壤呼吸全天碳排放量之間存在顯著差異,表現(xiàn)為夏季春季秋季冬季；春、秋兩季土壤呼吸與土壤溫度晝夜變化的關系均呈顯著的相關指數關系,而夏、冬兩季土壤溫度晝夜變化與土壤呼吸的相關關系不明顯。四個季節(jié)土壤含水量的晝夜變化與土壤呼吸及其各組分的相關關系均不顯著。 (4)土壤溫度是影響土壤呼吸速率的重要因子。所有林分中,除ASLC(4a)的土壤自養(yǎng)呼吸受人為因素過度干擾而表現(xiàn)出與土壤溫度關系不顯著以外,其余所有林分的土壤呼吸及其組分的速率與土壤溫度均呈顯著或極顯著指數關系。在溫度敏感性方面,不同緯度研究區(qū)的桉樹人工林溫度敏感性表現(xiàn)為：相對較高緯度地區(qū)(桂林堯山)桉樹林ASYS(4a)的土壤呼吸Q10值大于相對較低緯度地區(qū)(北海)桉樹林ASBH(4a);同一研究地點(靈川),溫度敏感性總體表現(xiàn)為針葉林大于闊葉林；同一研究地點(桂林堯山),不同林齡的桉樹林土壤呼吸溫度敏感性表現(xiàn)為老齡林的Q10值大于幼齡林。 (5)土壤含水量也是影響土壤呼吸速率的重要因子。本研究中,除ASYS(4a)、MWSYS(22a)和ASLC(4a)這3種林分的土壤呼吸速率與土壤含水量關系不顯著外,其余各林分的土壤呼吸速率均與土壤含水量呈顯著正相關線性關系。分析土壤呼吸各組分與土壤含水量的關系表明,土壤含水量對土壤異養(yǎng)呼吸速率的影響較大。研究中,除ASYS(4a)外,其余所有林分的土壤異養(yǎng)呼吸與土壤含水量均呈顯著或極顯著相關關系；而自養(yǎng)呼吸方面只有KYLLC、MWSLC(30a)和ASBH(4a)這3種林分的土壤自養(yǎng)呼吸速率與土壤含水量關系顯著。 (6)三個研究區(qū)各林分的全年土壤呼吸碳排放量大小與土壤呼吸速率大小一致。全年土壤呼吸碳排放量MZLC最大,ASLC(4a)最小。由靈川研究點可知,闊葉林(KYLLC)全年土壤呼吸碳排放量高于鄉(xiāng)土針葉樹種林分(MWSLC(30a),SMLC(25a))由桂林堯山研究點可知,桉樹幼齡林ASYS(4a)的全年土壤呼吸碳排放量高于桉樹老齡林(ASYS(20a)),而同齡級的馬尾松林MWSYS(22a)全年土壤呼吸碳排放量高于桉樹老齡林(ASYS(20a));桉樹幼齡林(ASBH(4a), ASYS(4a), ASLC(4a))全年土壤呼吸碳排放量隨緯度的增加呈減小的趨勢；從撫育管理措施來看,清除林下灌草(如ASLC(4a))全年土壤呼吸碳排放量低于未進行撫育管理措施的林分(ASYS(4a)),從而更有利于減少土壤呼吸碳排放。
【學位單位】：廣西師范大學
【學位級別】：碩士
【學位年份】：2014
【中圖分類】：S714.3
【文章目錄】：
摘要
Abstract
第一章 緒論
    1.1 引言
        1.1.1 研究背景
        1.1.2 研究土壤呼吸的意義
        1.1.3 項目來源與經費支持
    1.2 土壤呼吸研究綜述
        1.2.1 國內外土壤呼吸研究現(xiàn)狀
        1.2.2 森林生態(tài)系統(tǒng)土壤呼吸概述
        1.2.3 土壤呼吸測定方法
        1.2.4 土壤呼吸影響因子
            1.2.4.1 土壤溫度對土壤呼吸的影響
            1.2.4.2 土壤含水量對土壤呼吸的影響
            1.2.4.3 其他影響因子對土壤呼吸的影響
    1.3 研究目標及主要研究內容
        1.3.1 研究目標
        1.3.2 主要研究內容
        1.3.3 研究技術路線圖
第二章 研究地區(qū)概況及研究方法
    2.1 研究地區(qū)概況
    2.2 研究方法
        2.2.1 實驗設計
        2.2.2 儀器設備
        2.2.3 土壤呼吸的測定
    2.3 數據處理與分析
        2.3.1 土壤呼吸各組分的計算
        2.3.2 數據分析
10值的計算'>        2.3.3 溫度敏感性系數Q₁₀值的計算
        2.3.4 土壤呼吸總通量的估算
第三章 桉樹、馬尾松林土壤呼吸的月份變化特征——以桂林堯山地區(qū)為例
    3.1 土壤呼吸的月份變化動態(tài)
    3.2 土壤呼吸各組分的月份變化動態(tài)
    3.3 討論
        3.3.1 三種林分土壤呼吸特征的比較
        3.3.2 土壤呼吸及其組分與土壤溫度的關系
        3.3.3 土壤呼吸及其組分與土壤含水量的關系
第四章 廣西桉樹林及其他幾種林分土壤呼吸的季節(jié)變化特征
    4.1 桂林堯山研究區(qū)桉樹、馬尾松林土壤呼吸季節(jié)特征
        4.1.1 土壤呼吸季節(jié)特征
        4.1.2 土壤自養(yǎng)呼吸、異養(yǎng)呼吸的季節(jié)特征
        4.1.3 土壤呼吸及其組分與土壤溫度的關系
        4.1.4 土壤呼吸及其組分與土壤含水量的關系
    4.2 靈川研究區(qū)桉樹林及其他幾種林分土壤呼季節(jié)吸特征
        4.2.1 土壤呼吸特征
        4.2.2 土壤自養(yǎng)呼吸、異養(yǎng)呼吸的季節(jié)特征
        4.2.3 土壤呼吸及其組分與土壤溫度的關系
        4.2.4 土壤呼吸及其組分與土壤含水量的關系
    4.3 北海地區(qū)桉樹人工林土壤呼吸特征
        4.3.1 土壤呼吸及其組分的季節(jié)特征
        4.3.2 土壤呼吸及其組分與土壤溫度的關系
        4.3.3 土壤呼吸及其組分與土壤含水量的關系
    4.4 討論
        4.4.1 各林分土壤呼吸速率特征及與其它研究的比較
        4.4.2 季節(jié)變化對土壤呼吸特征影響
        4.4.3 廣西各研究區(qū)桉樹人工林的土壤呼吸特征比較
        4.4.4 土壤溫度對土壤呼吸影響
        4.4.5 土壤含水量對土壤呼吸影響
第五章 土壤呼吸速率晝夜變化動態(tài)特征
    5.1 不同季節(jié)土壤呼吸晝夜變化情況
    5.2 土壤呼吸各組分的晝夜變化特征
    5.3 土壤呼吸晝夜變化與土壤溫度、土壤含水量的關系
    5.4 分析與討論
        5.4.1 土壤呼吸晝夜變化及土壤呼吸各組分特征
        5.4.2 環(huán)境因子對土壤呼吸的影響
第六章 各林分土壤呼吸碳排放量的估算
    6.1 估算不同季節(jié)及全年土壤呼吸的碳排放量
    6.2 不同季節(jié)及全年土壤呼吸各組分碳排放量的估算
第七章 主要結論及展望
    7.1 主要結論
    7.2 展望
參考文獻
參加項目及發(fā)表論文情況
致謝

【引證文獻】

相關博士學位論文 前1條

1 姜艷;毛竹林土壤呼吸及其三個生物學過程的時空格局變化研究[D];中國林業(yè)科學研究院;2010年

本文編號：2866348