《表2 不同林型土壤表层 (0～5、5～20 cm) 基本理化指标》

  提示：宽带有限、当前游客访问压缩模式

本系列图表出处文件名：随高清版一同展现

《黄土台塬不同林型土壤主要温室气体通量特征》

1. 获取 高清版本忘记账户？点击这里登录

1. 下载图表忘记账户？点击这里登录

在土壤温湿度的影响下，土壤呼吸速率具有明显的季节变化[11-13]。本研究中，各林型土壤CO2通量均为夏高冬低，这是因为夏季土壤温度高，水分条件适宜，植被生长旺盛，而冬季与之相反，且黄土台塬冬季降雪频繁，温度比同纬度其他区域更低，冰雪覆盖下表层土壤易形成季节性冻土，阻碍土壤中CO2向大气扩散。研究表明，针叶林、乔灌-针阔组合型混交林土壤CO2排放量较低，其次为针阔混交林，而乔灌混交林及其纯林土壤CO2通量较高。这与Raich等[14]的研究结果相符。各林型土壤CO2排放特征与不同森林类型之间凋落物数量、有机质含量、氮素数量、pH及土壤容重等差异有关[15]，在本研究中，针叶林（油松）土壤全氮、有机碳含量均低于其他林型（表2），相关分析显示（表4），土壤CO2通量与土壤有机碳呈显著（RSOC/5～20=0.85，P<0.05）正相关，与全氮呈极显著（RTN/0～5=0.90，P<0.01）正相关，这与耿远波等[16]的研究一致，土壤有机碳为异氧呼吸提供物质基础，而土壤呼吸与反硝化作用有较好的相关性，这与氮能刺激植物初级生产为土壤呼吸提供更多底物有关[13]，同时，氮含量的高低又会影响C/N，但目前对于C/N与土壤CO2的关系还不明确，本研究中，两者有一定的正相关关系，但未达显著性水平（P>0.05）。在本文中，土壤pH对土壤CO2的影响并不显著（P>0.05），有研究[17]指出pH并不是造成土壤温室气体排放差异的原因，而是通过酸化累计过程影响土壤碳、氮等养分从而间接影响CO2排放。此外，通过枯枝落叶的分解向大气释放CO2是土壤碳循环的一个重要环节[15]，与其他林型相比，针叶分解速度较慢。有研究[18]指出刺槐和油松之间存在异株克生现象，刺槐作为速生大冠阔叶树种，当用其作油松的伴生树种时，超过一定的比例会压制油松的生长，因而沙棘刺槐油松混交林具有明显的低CO2排放特征。而乔灌混交林及其纯林土壤养分含量较高，又具备较低的土壤容重，故其土壤CO2排放速率较快。针阔混交林因其合理的林分结构，土壤肥力较好，土壤呼吸速率在各林型中处于中等水平。进一步分析混交林及其构成纯林之间土壤CO2排放差异可能与土壤温湿度有关，土壤温度和水分是森林土壤呼吸的重要环境因子，但两者的影响机制有所差异[12，19]，以研究区刺槐侧柏混交林为例，植被在生长季温度条件适宜的情况下，土壤含水量极易成为土壤呼吸的限制因素，研究结果表明，刺槐侧柏混交林在生长季土壤含水量显著（P<0.05）低于刺槐且高于侧柏，这一现象与其土壤CO2排放特征具有相似性。受地表大气温度影响，0～5 cm土壤温度与土壤CO2的相关性低于5～20 cm土壤温度，通过计算各林型Q10值发现（表5），灌木林和针叶林土壤呼吸对0～5cm土壤温度的敏感性低于5～20 cm土层深度，这与众学者[20-21]的研究一致。相关研究[22]表明，Q10值与底物供应的季节变化存在正相关性，阔叶林凋落物累积量常常较纯林多，对照0～5 cm土层各林型发现，落叶阔叶林和混交林Q10值高于灌木和针叶林。大量研究[19，23]表明土壤含水量与土壤CO2呈正相关，在本研究中，各林型土壤CO2与土壤含水量为负相关，这与前人研究结果不同，造成本研究结果与以往研究不同的原因可能是研究区气候条件复杂，尤其是水、热不同期，土壤含水量升高时土壤温度反而降低，低温造成土壤微生物活性降低，土壤呼吸作用减弱，同时较高的含水量造成土壤孔隙度变小，进而抑制了土壤CO2的排放。