中亚热带杉木人工林和米槠次生林凋落物添加与去除对土壤呼吸的影响

Impact of litterfall addition and exclusion on soil respiration in Cunninghamia lanceolata plantation and secondary Castanopsis carlesii forest in mid-subtropical China

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摘要在未来大气CO2浓度升高的背景下,植被净初级生产力的增加将促使森林土壤碳输入增多。凋落物是土壤碳库的重要来源,对土壤呼吸会产生重要影响。为了模拟植物净初级生产力提高、凋落物产量增加情景下凋落物对土壤呼吸和土壤碳库的影响,2013年1月到2014年12月,在福建省三明市陈大镇国有林场,在杉木(Cunninghamia lanceolata)人工林和米槠(Castanopsis carlesii)次生林,通过设置去除凋落物、添加凋落物和对照(保留凋落物,不做任何处理)处理,研究了土壤呼吸和土壤碳库的动态变化。研究发现：土壤含水量在10%–25%范围内,土壤呼吸温度敏感性指数(Q10)随着土壤含水量的增加呈递增趋势,当含水量<10%时,由于干旱胁迫打破了土壤呼吸与温度之间的耦合,改变了Q10值,使得Q10值小于1。土壤呼吸与凋落物输入量呈显著的线性正相关关系,杉木人工林对照和添加凋落物处理及米槠次生林对照处理,土壤呼吸与2个月前的凋落物输入量相关性最好。而米槠次生林添加凋落物处理,土壤呼吸与当月的凋落物输入量相关性最好,不同林分凋落物呼吸对土壤呼吸的贡献率不同,米槠次生林凋落物层呼吸年通量明显大于杉木人工林,分别占各林分土壤总呼吸的34.4%和15.1%,添加凋落物后,杉木人工林和米槠次生林的土壤呼吸速率增加,但添加凋落物处理的土壤呼吸年通量与对照的差值小于年凋落物输入量。因此,在未来全球CO2升高背景下,植被碳储量的增加、凋落物增加并没有引起土壤呼吸成倍增加,更有利于中亚热带地区土壤碳吸存。

作者李晓杰 ^[1] 刘小飞 ^[1] 熊德成 ^[1] 林伟盛 ^[1] 林廷武 ^[2] 施友文 ^[3] 谢锦升 ^[1] 杨玉盛 ^[1] 学术成果认领

作者单位福建师范大学地理科学学院，福州 350007; 湿润亚热带山地生态国家重点实验室培育基地，福州 350007; 福建三明森林生态系统与全球变化研究站，福建三明 365000 ^[1] 湿润亚热带山地生态国家重点实验室培育基地，福州 350007; 福建三明森林生态系统与全球变化研究站，福建三明 365000 ^[2] 三明市三元区林业局,福建三明,365000 ^[3]

关键词杉木人工林米槠次生林土壤呼吸凋落物土壤呼吸温度敏感性指数(Q10)Cunninghamia lanceolata plantation secondary Castanopsis carlesii forest soil respiration litter-fall temperature sensitivity index (Q10)

主题词土壤(Soil)呼吸(Respiration)性(Sex)温度(Temperature)碳(Carbon)

栏目名称

研究论文

DOI 10.17521/cjpe.2015.0404

发布时间 2016-06-22

基金项目

国家自然科学基金（31130013和31500-407）；国家重点基础研究发展规划(973计划)(2014-CB954003)。