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西双版纳热带季节雨林、橡胶林土壤CH、NO通量及树干呼吸研究

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摘要

本研究采用密闭式静态箱/气相色谱法(GC)对热带季节雨林和三叶橡胶(Hevea brasiliensis)林土壤排放CH4、N2O通量的规律进行了研究。季节雨林样地在2003年1月至2004年1月设置三种处理:(A)土壤;(B)凋落物 + 土壤;(C)林下低矮植物 + 凋落物 + 土壤;2005年1月-2006年1月保留前二种处理A、B。本研究的主要结果如下: 1) 热带季节雨林和橡胶林土壤表现为吸收CH4,但后者吸收量显著地小于前者。季节雨林和橡胶林土壤表现为释放N2O。 2) 两种森林土壤排放CH4、N2O通量都存在季节变化,干季土壤吸收CH4通量大于雨季,干季土壤释放N2O通量小于雨季。凋落物减少季节雨林土壤吸收CH4,2003和2005年分别减少28.2和25.1%,低矮植物不影响土壤排放CH4通量。热带季节雨林土壤释放N2O通量不受凋落物的影响,低矮植物显著增加土壤排放N2O通量达62.5%。橡胶林土壤排放CH4通量不受种植和管理方式的影响,排放N2O通量不受种植方式影响,施肥可极显著地增加土壤释放N2O通量。 3) 估算年排放通量,A、B、C处理2003分别排放CH4通量为-4.1, -3.1, -2.9 kg C hm-2,A、B处理2005分别排放CH4通量为-3.58, -2.92 kg C hm-2;A、B、C处理2003分别排放N2O通量为 2.8, 2.6, 3.7 kg N hm-2,A、B处理2005分别排放CH4通量为1.62, 1.60 kg N hm-2。橡胶林土壤年排放CH4通量为-1.7 kg C hm-2,年排放N2O通量为14.4 kg N hm-2。 CO2是对全球变暖贡献最大的一种温室气体。树干呼吸在一定程度上影响生态系统的固碳能力。本文利用CO2红外气体分析法(IRGA)活体原位监测法,对热带季节雨林的优势树种的不同方向,以及4个年龄段橡胶树不同方向和高度的树干呼吸规律进行了探讨,主要结果如下: 1) 季节雨林树干年平均呼吸速率在0.823~2.727 μmol m-2 s-1 之间(m-2指树干表面积)。树干南北方向差异不明显。同一年龄橡胶树树干呼吸速率无方向和高度上的差异,其平均速率介于2.299~4.989 μmol m-2 s-1。 2) 两种类型的森林树干呼吸速率在雨季要高于干季。橡胶树树龄强烈影响树干呼吸速率,7年龄树干呼吸速率要显著小于40年龄,而40年龄则显著小于15、27年龄的树,15、27年两种年龄树无显著性差异。 3) 季节雨林的两个优势树种番龙眼和玉蕊及15年龄橡胶树树干呼吸速率日变化在生长季节具双峰模式,午后呼吸为主高峰,午夜后有一次高峰。干季橡胶树树干呼吸呈单峰模式。 4) 季节雨林呼吸速率与树干温度的Q10在1.898~3.028之间,平均为2.534,稍大于其它热带雨林,橡胶林Q10在1.966~3.125之间,平均为2.287。每月番龙眼、玉蕊及橡胶林15年龄树干呼吸速率的Q10存在波动,雨季Q10相对高于干季。月与年间呼吸速率与温度响应的不一致性,在估算整个系统的树干呼吸速率时需要加考虑。

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