武夷山国家公园不同林地土壤呼吸动态变化及其影响因素

• 作者: 李键 刘鑫铭 姚成硕 宫欢欢 吴承祯 范海兰
• 来源期刊: 生态学报
• 关键词: 土壤呼吸 季节动态 温度 土壤湿度 土壤养分 武夷山国家公园
• 年，卷（期）: 2021,（9）
• 页码范围: 3588-3602
• 页数: 14页
• 语种: 中文
• DOI: 10.5846/stxb201905130981

摘要

探明亚热带山岳型国家公园不同林地利用方式下土壤呼吸(Rs)的动态变化规律以及影响因素，对准确评价和预测该区域以国家公园为主体的自然保护地体系的碳收支具有重要的现实意义。以武夷山国家公园为研究对象，利用Li-8100开路式土壤碳通量测定系统对茶园、锥栗(Castaneahenryi(Skam)Rehd.etWils.)林、马尾松(PinusmassonianaLamb.)林和裸地的土壤呼吸及近地面气温、土壤温度、土壤湿度、土壤养分和土壤微生物碳(MBC)、氮(MBN)进行测定。结果显示：(1)与近地面气温、土壤温度和土壤湿度相同，不同林地的Rs均呈现夏>春>秋>冬的季节动态，Rs的季节均值按大小排序为茶园(3.10μmolm-2s-1)>马尾松(2.96μmolm-2s-1)>锥栗(2.32μmolm-2s-1)>裸地(1.43μmolm-2s-1)，锥栗和裸地之间、锥栗与马尾松之间均差异显著(P<0.01)。除马尾松林外，其他林地水热因子(近地面气温、土壤温度和土壤湿度)的单因子二次多项式模型对Rs的拟合度最高。水热因子共同建立的复合模型中，土壤温度、湿度的幂-指数模型对茶园Rs的拟合度较高，土壤温度和土壤湿度能够解释Rs变化的80%，马尾松林的Rs较适用于土壤温度、湿度建立的对数函数模型，而三因子线性模型(进入回归法)对锥栗林和裸地的Rs的拟合度最优，R2分别为0.565和0.281。(2)茶园和锥栗林的碳、氮、磷含量均高于马尾松林和裸地，MBN含量茶园>马尾松>锥栗>裸地。茶园的Rs与全磷(TP)、有效磷(AP)、全钾(TK)、速效钾(AK)含量呈极显著(P<0.01)正相关，马尾松林的Rs受TP、TK、AK含量的影响极显著(P<0.01)，锥栗林的Rs与TK、AK、MBN含量呈现显著(P<0.05)正相关，裸地的Rs受MBN含量影响较为显著(P<0.05)，4种林地土壤呼吸与养分的多元逐步回归方程R2均接近1。综上，茶园和马尾松林土壤呼吸速率较高，且所有林地的土壤呼吸均呈现夏>春>秋>冬的季节动态。温度和湿度与土壤呼吸的相关性强，是水热条件丰富的亚热带山岳地区土壤呼吸季节变化的主导因素，其中武夷山茶园土壤呼吸对水热因子的响应在4种林地中最为敏感。除温度和湿度外，各林地土壤呼吸受P、K元素的影响较大，其中茶园主要受P元素影响，马尾松林地受K元素影响较多。