喀斯特地区土壤CO2扩散通量变化特征及其影响因素分析

• 作者: 周忠发 张绍云 张结 殷超 汪炎林 田衷珲
• 来源期刊: 生态环境学报
• 学科: 农学
• 关键词: 喀斯特 土壤CO2浓度 扩散通量 多元回归分析 贡献率
• 年，卷（期）: 2017,（7）
• 所属期刊栏目: 研究论文
• 页码范围: 1122-1130
• 页数: 9页
• 分类号: S152.6|X144
• 字数: 6091字
• 语种: 中文
• DOI: 10.16258/j.cnki.1674-5906.2017.07.005

摘要

土壤CO2通量是全球碳循环的重要组成部分,研究土壤垂直剖面CO2通量的分布是了解生态系统碳循环的重要途径.因此,对喀斯特地区土壤剖面CO2扩散通量(F值)进行研究,有助于了解喀斯特地区碳循环过程.自2016年1月—2016年12月,对大风洞上覆土壤CO2浓度、土壤温度等指标进行长期监测并采集土壤样品,利用环刀法对土壤孔隙度和自然含水率等指标进行测定.结合土壤CO2浓度、土壤温度、土壤孔隙度和土壤含水率等指标,运用Fick定律对不同土层深度F值进行计算,并利用多元回归模型将各因子对F值的影响程度进行量化,从而探讨各个深度土壤CO2扩散通量大小和各因子对F值的贡献率.结果表明:土壤CO2浓度具有显著的季节变化特征,冬夏两季的差值范围可达0.245~0.817μmol?mol-1.各土壤监测点的土壤孔隙度(包括总孔隙度和充气孔隙度)具有显著的浅层大于深层的垂直分布规律,浅层土壤总孔隙度和充气孔隙度可分别达61.85%和55.47%,而深层最高仅为49.07%和40.96%.土壤体积含水率和土壤容重在表层土壤的波动性较大,随着深度增加,波动性不断减弱.表层土壤的F值高于深层土壤,20 cm深度F均值可达0.39μmol?m2?s-1,而80 cm深度F均值仅为0.23μmol?m2?s-1.对F值影响最大的因素包括运移距离、土壤充气孔隙度、土壤CO2浓度,其贡献率均值分别可达32.49%,26.69%,18.74%;而土壤总孔隙度和土壤体积含水率,贡献率均值分别为6.76%和6.31%;土壤温度和土壤容重的贡献率较弱.