太行山南麓栓皮栎人工林光合作用对土壤呼吸的影响OA北大核心CSCDCSTPCD

[目的]探究光合作用对土壤呼吸的影响并构建新的土壤呼吸模型,可以提高对研究区域土壤呼吸变化的解释程度,为准确估算太行山南麓土壤呼吸强度与碳收支平衡提供理论依据.[方法]以太行山南麓栓皮栎人工林为研究对象,采用野外控制实验,通过断根与非断根处理对照,分析光合产物对土壤呼吸的贡献比例.并通过土壤呼吸与土壤温湿度及光合数据进行模型拟合,探究加入光合因子是否能对传统土壤呼吸模型进行优化.[结果]在小时尺度上,土壤温度是影响栓皮栎林土壤呼吸的主要因子,两者呈显著指数相关关系(R2=0.74,P<0.01);在日间尺度上,土壤呼吸与温度的变化曲线并不一致,各个月份土壤温度在10:00-18:00均呈现持续增加的状态,但土壤呼吸速率并未呈现相同的规律,其日变化呈现单峰或双峰曲线,一般在14:00-16:00之间出现最高点.不同处理下土壤呼吸温度敏感性Q10值存在差异,断根处理组分(1.90)>非断根组分(1.77),表明除温度外存在其他因子对土壤呼吸速率产生影响.研究显示,林木光合作用对土壤呼吸影响占比最高可达到36.5％,光合作用与土壤呼吸存在显著线性相关关系(R2=0.39,P<0.01),将光合速率加入土壤呼吸模型能显著提高土壤呼吸拟合的R2值.[结论]土壤呼吸是一个受多因素共同影响的复杂过程,仅根据单因素的作用规律来分析和预估土壤呼吸是不全面的,土壤温度只能单独解释土壤呼吸74％的变异,而不同模型中土壤温度和光合两个因子共同决定了土壤呼吸80％以上的变异,其模型拟合度最高可达到0.81.