黃土丘陵溝壑區(qū)典型退耕植被土壤呼吸特征及其影響因子研究.pdf

1、黃土丘陵溝壑區(qū)自退耕還林（草）工程全面實施以來，植被覆蓋種類和面積發(fā)生巨大改變，為了解該地區(qū)退耕還林（草）工程的實施對全球碳平衡的影響，以及為準(zhǔn)確評估該區(qū)植被恢復(fù)對全球氣候變化的影響提供基礎(chǔ)數(shù)據(jù)，本文對黃土丘陵溝壑區(qū)幾種典型的退耕植被恢復(fù)方式土壤呼吸速率大小及其主要的影響因素進(jìn)行了較為深入的研究。選取黃土丘陵溝壑區(qū)典型的5種退耕植被恢復(fù)方式（刺槐、檸條、側(cè)柏、刺槐-側(cè)柏喬木混交、撂荒）為研究對象，并以坡耕地作為比較，探討不同退耕植被土壤

2、總呼吸速率(Rt)季節(jié)變化特征，并區(qū)分土壤呼吸各組分，即微生物呼吸速率(Rs)和根系呼吸速率(Rr)，比較其土壤呼吸組分特征的差異;研究對土壤呼吸及其組分呼吸速率有影響的土壤理化特征、根系特征和土壤微生物特征，分析其對土壤呼吸及其組分呼吸的影響作用。得出的主要結(jié)論如下:
　　(1)黃土丘陵溝壑區(qū)不同退耕植被類型及耕地土壤總呼吸速率(Rt)大小在0.45～3.81μ mol·m-2·s-1之間，微生物呼吸速率(Rs)大小在0.34～

3、2.56μ mol·m-2·s-1之間，根系呼吸速率（Rr）大小在0.26～1.40μ mol·m-2·s-1之間。不同退耕植被及耕地土壤總呼吸速率及其組分呼吸速率在植被生長季內(nèi)（4月份～8月份）季節(jié)變化均達(dá)顯著水平(P＜0.05)，在生長季內(nèi)均呈先增加后減小的單峰變化趨勢，并在8月份達(dá)到最大值。刺槐林土壤總呼吸速率及其組分呼吸速率均表現(xiàn)為隨植被恢復(fù)年限的增加而增加。各退耕植被類型在植被生長季內(nèi)微生物呼吸速率占土壤總呼吸速率的百分比在5

4、9.90％～67.98％之間，大于根系呼吸速率對土壤總呼吸速率的貢獻(xiàn)率(32.02％～40.10％)。
　　(2)土壤總呼吸速率及其組分呼吸速率中，微生物呼吸速率受土壤溫度(Ts)影響最大，相關(guān)性達(dá)極顯著水平(P＜0.01)，其次為土壤總呼吸速率(r=0.307)，根系呼吸速率受土壤溫度影響最小(r=0.223);土壤總呼吸速率及其組分呼吸速率受土壤水分含量(SW)影響較小，與土壤水分含量的相關(guān)性均未達(dá)顯著水平(P＞0.05);土

5、壤總呼吸速率及其組分呼吸速率與土壤pH值均呈顯著負(fù)相關(guān)(P＜0.05);土壤總呼吸速率與土壤有機碳(SOC)和土壤全氮含量(TN)相關(guān)性較高，但未達(dá)到顯著水平(P＞0.05)，微生物呼吸速率和根系呼吸速率與SOC含量、TN含量相關(guān)性不高。
　　(3)土壤總呼吸速率及其組分呼吸速率與細(xì)根生物量(FR)大小呈一定的負(fù)相關(guān)，但未達(dá)到顯著水平(P＞0.05);與細(xì)根碳含量(RC)均呈極顯著正相關(guān)(P＜0.01);土壤總呼吸速率與細(xì)根氮含量

6、（RN）極顯著正相關(guān)(P＜0.01)，微生物呼吸速率及根系呼吸速率大小與細(xì)根氮含量呈顯著正相關(guān)(P＜0.05)。
　　(4)土壤總呼吸速率、微生物呼吸速率與0～10 cm、10～20 cm土層微生物量碳含量(MC)極顯著正相關(guān)，根系呼吸速率與0～10 cm土層微生物量碳含量含量顯著正相關(guān);土壤總呼吸速率與0～10 cm和10～20 cm土層微生物量氮含量(MN)顯著正相關(guān)，微生物呼吸速率、根系呼吸速率與微生物量氮含量相關(guān)性不顯著。