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漓江源区常绿阔叶林和毛竹林土壤呼吸特征

王瑞强 莫燕华 马姜明 秦佳双

王瑞强, 莫燕华, 马姜明, 秦佳双. 漓江源区常绿阔叶林和毛竹林土壤呼吸特征[J]. 陆地生态系统与保护学报. doi: 10.12356/j.2096-8884.2023-0073
引用本文: 王瑞强, 莫燕华, 马姜明, 秦佳双. 漓江源区常绿阔叶林和毛竹林土壤呼吸特征[J]. 陆地生态系统与保护学报. doi: 10.12356/j.2096-8884.2023-0073
Ruiqiang Wang, Yanhua Mo, Jiangming Ma, Jiashuang Qin. Characteristics of Soil Respiration in Broad-leaved Evergreen Forest and Phyllostachys edulis Plantations in the Lijiang River Source Area[J]. Terrestrial Ecosystem and Conservation. doi: 10.12356/j.2096-8884.2023-0073
Citation: Ruiqiang Wang, Yanhua Mo, Jiangming Ma, Jiashuang Qin. Characteristics of Soil Respiration in Broad-leaved Evergreen Forest and Phyllostachys edulis Plantations in the Lijiang River Source Area[J]. Terrestrial Ecosystem and Conservation. doi: 10.12356/j.2096-8884.2023-0073

漓江源区常绿阔叶林和毛竹林土壤呼吸特征

doi: 10.12356/j.2096-8884.2023-0073
基金项目: 广西科技重大专项课题(桂科AA20161002-1);广西重点研发计划项目(桂科AB21220057)
详细信息
    作者简介:

    王瑞强:E-mail:wruiqiang1217@163.com

    通讯作者:

    E-mail:mjming03@163.com

  • 中图分类号: S718.54

Characteristics of Soil Respiration in Broad-leaved Evergreen Forest and Phyllostachys edulis Plantations in the Lijiang River Source Area

  • 摘要:   目的  研究漓江源区常绿阔叶林和毛竹林土壤呼吸特征,为该地区土壤碳排放估计和管理提供科学依据。  方法  利用Li-8100A土壤碳通量测量系统监测漓江源区常绿阔叶林、毛竹林以及抚育改造后的毛竹林(毛竹-多花黄精、毛竹-草珊瑚)从2022年12月到2023年11月的土壤呼吸速率。  结果  1)常绿阔叶林、毛竹林和抚育改造后的毛竹林土壤呼吸速率年变化特征均整体呈先上升后下降的单峰曲线;2)常绿阔叶林土壤总呼吸年均值为4.18±2.01 μmol·m−2·s−1,显著高于毛竹林的2.36±1.18 μmol·m−2·s−1和抚育改造后毛竹林的2.41±1.09和2.54±1.18 μmol·m−2·s−1,分别是毛竹林和抚育改造后的毛竹林的1.77、1.73、1.67倍;毛竹林抚育改造并套种草珊瑚和多花黄精后的土壤总呼吸均增加,且套种草珊瑚的土壤总呼吸低于套种多花黄精;3)土壤温度和土壤含水量是影响土壤呼吸速率的主要因素,共同解释了常绿阔叶林、毛竹林和抚育改造后的毛竹林土壤呼吸的63.5%~86.1%。  结论  漓江源区常绿阔叶林土壤呼吸显著高于毛竹林和抚育改造后的毛竹林,毛竹林抚育改造并套种草珊瑚和多花黄精后土壤呼吸均增加;土壤温度和土壤含水量是影响土壤呼吸及组分的主要因素。
  • 图  1  常绿阔叶林和毛竹林土壤总呼吸年变化特征

    注:不同大写字母表示不同林分间具有显著差异;不同小写字母表示不同月份间具有显著差异。Different uppercase letters indicate significant differences between stands. Different lowercase letters indicate significant differences different months.

    Figure  1.  Characteristics of annual changes in total soil respiration in broad-leaved evergreen forest and Phyllostachys edulis plantations

    表  1  样地基本概况

    Table  1.   General information of sample plots

    森林类型
    Forest type
    坡向
    Aspect
    海拔
    Altitude/m
    坡度
    Slope/%
    立竹度
    Bamboo density/(株·hm−2)
    林木密度
    Tree density/(株·hm−2)
    土壤pH值
    Soil pH-value
    常绿阔叶林
    Broad-leaved evergreen forest
    西北 312 25 1017 3.95
    毛竹林
    Phyllostachys edulis forest
    西北 385 22 3350 4.23
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    表  2  常绿阔叶林和毛竹林土壤呼吸速率及各组分季节特征

    Table  2.   Seasonal characteristics of soil respiration rate and components in broad-leaved evergreen forest and Phyllostachys edulis plantations

    土壤呼吸组分
    Soil respiration components
    森林类型
    Forest Type
    年均值
    Annual average
    春季
    Spring
    夏季
    Summer
    秋季
    Autumn
    冬季
    Winter
    土壤总呼吸 RS BF 4.18±2.01A 3.50±1.08Abc 6.27±0.90Aa 4.84±2.39Aab 2.12±0.35Ac
    PE 2.36±1.18B 1.93±0.47Bbc 3.68±0.25Ba 2.86±1.05Aab 0.96±0.20Bc
    PS 2.41±1.09B 2.12±0.49Bbc 3.74±0.26Ba 2.55±1.16Aab 1.23±0.17Bc
    PP2.54±1.18B2.17±0.23Bbc3.81±0.06Ba3.02±1.34Aab1.17±0.21Bc
    异养呼吸 RH BF 2.66±1.79A 1.26±0.19Ab 4.58±1.84Aa 3.28±1.7A4ab 1.51±0.34Ab
    PE 1.44±0.66B 1.25±0.46Abc 2.14±0.33Ba 1.68±0.54Aab 0.67±0.08Bc
    PS 1.51±0.76B 1.26±0.23Ab 2.54±0.17Ba 1.47±0.79Ab 0.78±0.07Bb
    PP 1.59±0.79AB 1.50±0.28Ab 2.65±0.22Ba 1.45±0.70Ab 0.75±0.13Bb
    自养呼吸 RR BF 0.66±0.54A 1.08±0.82Aa 0.62±0.48Aa 0.69±0.27Aa 0.24±0.27Aa
    PE 0.40±0.40A 0.14±0.04Bb 0.92±0.32Aa 0.42±0.11Ab 0.10±0.11Ab
    PS 0.48±0.26A 0.42±0.42ABa 0.62±0.31Aa 0.58±0.13Aa 0.31±0.13Aa
    PP 0.59±0.43A 0.24±0.15ABb 0.73±0.39Aab 1.05±0.16Aa 0.33±0.16Ab
    凋落物呼吸 RL BF 0.87±0.72A 1.17±0.79Aa 1.07±1.14Aa 0.88±0.52Aa 0.37±0.31Aa
    PE 0.52±0.30AB 0.53±0.06Aab 0.61±0.25Aab 0.76±0.40Aa 0.19±0.14Ab
    PS 0.42±0.34B 0.43±0.51Aa 0.59±0.26Aa 0.50±0.34 Aa 0.14±0.17Aa
    PP 0.37±0.25B 0.44±0.28Aa 0.43±0.20Aa 0.51±0.27Aa 0.10±0.08Aa
      注:不同大写字母表示不同林分间具有显著差异;不同小写字母表示不同季节间具有显著差异。Different uppercase letters indicate significant differences between stands; Different lowercase letters indicate significant differences between different seasons.
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    表  3  不同土壤呼吸速率及组分与土壤温度、土壤含水量的单因素模型和温度敏感性指数(Q10

    Table  3.   Single-factor models of different soil respiration rate and components with soil temperature and moisture and temperature sensitivity index (Q10)

    土壤呼吸组分
    Soil respiration components
    森林类型
    Forest Type
    R=aebT R=aW+b 温度敏感性指数
    Q10
    a b R2 a b R2
    土壤总呼吸-RS BF 0.829 0.087 0.854** 8.522 1.836 0.136* 2.377
    PE 0.478 0.084 0.649** 9.865 0.175 0.110** 2.316
    PS 0.566 0.076 0.743** 3.471 1.792 0.032NS 2.131
    PP 0.586 0.079 0.682** 3.327 2.104 0.021NS 2.193

    异养呼吸-RH
    BF 0.489 0.087 0.571** -0.252 2.548 0.000NS 2.391
    PE 0.373 0.070 0.563** 2.444 0.926 0.024NS 2.018
    PS 0.329 0.081 0.683** 0.594 1.475 0.002NS 2.240
    PP 0.311 0.086 0.713** 6.422 0.296 0.125** 2.353

    自养呼吸-RR
    BF 0.126 0.076 0.177NS 1.439 0.295 0.036NS 2.138
    PE 0.027 0.135 0.630** 0.617 0.247 0.004NS 3.852
    PS 0.196 0.043 0.143** -0.985 0.681 0.040NS 1.530
    PP 0.177 0.054 0.171NS -1.981 1.002 0.069NS 1.720

    凋落物呼吸-RL
    BF 0.147 0.076 0.098NS 3.169 0.169 0.132NS 2.148
    PE 0.101 0.082 0.293NS 2.935 -0.167 0.194NS 2.263
    PS 0.031 0.123 0.414** -0.789 0.574 0.008NS 3.429
    PP 0.052 0.097 0.418* 2.257 -0.092 0.292NS 2.647
      注:NS:P>0.05;*:P<0.05;**:P<0.01。下同Same below。
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    表  4  土壤呼吸速率及组分与土壤温度、含水量双因素模型

    Table  4.   Two-factor modelling of soil respiration rate and components with soil temperature and moisture

    土壤呼吸组分
    Soil respiration components
    森林类型
    Forest Type
    R=a+bT+cW
    abcR2
    土壤总呼吸-RSBF−1.7900.6310.3360.861**
    PE−1.5174.4180.1700.637**
    PS−0.371−0.2210.1630.696**
    PP−0.398−1.1300.1900.635**
    异养呼吸-RHBF−0.877−3.1600.2540.574**
    PE−0.1900.9290.0840.495**
    PS−0.210−1.3300.1190.606**
    PP−1.1523.4060.1190.744**
    自养呼吸-RRBF−0.0100.9190.0260.099NS
    PE−0.303−1.1530.0570.711**
    PS0.424−1.1960.0180.202NS
    PP0.565−3.8400.0480.370NS
    凋落物呼吸-RLBF−0.1242.9830.0200.154NS
    PE−0.3051.6850.0250.293NS
    PS0.193−1.9040.0350.261NS
    PP−0.2741.7080.0170.330NS
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  • 收稿日期:  2023-12-18
  • 录用日期:  2024-04-03

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