全 文 ：华南农业大学学报 2016，37(6) :84-90
Journal of South China Agricultural University
http:∥xuebao． scau． edu． cn
doi:10． 7671 / j． issn． 1001-411X． 2016． 06． 013
收稿日期:2016-01-10 优先出版时间:2016-10-24
优先出版网址:http:/ /www． cnki． net /kcms /detail /44． 1110． s． 20161024． 1041． 014． html
作者简介:贾 朋(1992—) ，男，硕士研究生，E-mail:jiapengforest@ 163． com;通信作者:周 平(1977—) ，女，研究员，博士，
E-mail:zhoupinger@ sinogaf． cn;李吉跃(1959—) ，男，教授，博士，E-mail:ljyymy@ vip． sina． com
基金项目:广州市森林碳汇计量与监测项目(GZFC-KT2)
贾 朋，魏 龙，王 燕，等．马占相思人工林土壤温室气体排放日变化规律研究［J］．华南农业大学学报，2016，37(6) :84-90．
马占相思人工林土壤温室气体排放日变化规律研究
贾 朋1，2，魏 龙2，王 燕1，刘 珊1，高常军2，周 平2，李吉跃1
(1 华南农业大学 林学与风景园林学院，广东 广州 510642;2 广东省林业科学研究院，广东 广州 510520)
摘要:【目的】探索马占相思 Acacia mangium人工林土壤温室气体排放日变化规律，确定最佳观测时间。【方法】采
用静态箱 －气相色谱法，对华南地区马占相思人工纯林土壤 3 种温室气体 CO2、CH4、N2O 通量进行连续观测。
【结果】马占相思人工林土壤 3 种温室气体具有明显的日变化特征，马占相思人工林土壤为 CO2 和 N2O 的排放源
及 CH4 的吸收汇，其通量日变化幅度分别为:401. 33 ～ 555. 59 mg·m
－2·h －1、24. 50 ～ 34. 72 μg·m －2·h －1和
－ 10. 96 ～ － 41. 88 μg·m －2·h －1。地表 CO2、CH4 通量和 5 cm深土壤温度呈极显著(P ＜ 0. 01)或显著(P ＜ 0. 05)
相关，地表 N2O通量同温度的相关性不显著。【结论】通过对矫正系数分析，综合考虑 3 种温室气体以及取样的可
操作性，华南地区马占相思人工林雨季的最佳观测时间为 09:00 时左右。
关键词:马占相思;温室气体;日变化;观测时间;人工林土壤
中图分类号:S714． 2 文献标志码:A 文章编号:1001-411X(2016)06-0084-07
Diurnal variations in greenhouse gas emissions
from Acacia mangium plantation soil
JIA Peng1，2，WEI Long2，WANG Yan1，LIU Shan1，GAO Changjun2，ZHOU Ping2，LI Jiyue1
(1 College of Forestry and Landscape Architecture，South China Agricultural University，Guangzhou 510642，
China;2 Guangdong Academy of Forestry，Guangzhou 510520，China)
Abstract:【Objective】In order to study the diurnal variations in fluxes of greenhouse gases including
CO2，CH4 and N2O from Acacia mangium plantation soil，and determine the optimal observation time．
【Method】The emission fluxes of CO2，CH4 and N2O from A． mangium plantation soil in southern China
were continually observed using static-chamber and gas chromatograph． 【Ｒesult】The fluxes of CO2，CH4
and N2O from A． mangium plantation soil had clear diurnal variations． The A． mangium plantation soil
was a source of CO2 and N2O and a sink of CH4 ． The daily fluxes of CO2，N2O and CH4 ranged from
401. 33 to 555. 59 mg· m －2 · h －1，24. 50 to 34. 72 μg· m －2 · h －1 and － 10. 96 to － 41. 88
μg·m －2·h －1 respectively． The fluxes of CO2 or CH4 from soil surface had highly significant (P ＜
0. 01)or significant (P ＜ 0. 05)positive correlations with soil temperature at 5 cm depth，while CH4 flux
from soil surface was not significantly correlated with soil temperature．【Conclusion】Based on the analysis
of the correction coefficients of three greenhouse gases and manipulability of sampling，the optimal time
for collection and observation of these three greenhouse gases from A． mangium plantation in southern
China during rainy seasons is around 09:00．
Key words:Acacia mangium;greenhouse gas;diurnal variation;observation time;plantation soil
大气中温室气体浓度增加所引起的全球气候变暖
成为当今全人类面临的最大挑战之一［1-2］。CO2、CH4 和
N2O是 3种对全球气候变化影响最大的温室气体，对温
室效应的贡献可达 80%左右［3］。IPCC第 5次研究报告
显示，全球 CO2 年均体积分数达到 390. 5 cm
3·m－3，
CH4 和 N2O 年均体积分数达到 1 803. 0 和 324. 2
mm3·m －3，分别比工业革命(1750 年)前增加了
40%、150%和 20%，达到历史的最高值，全球温室效
应越来越明显［4-5］。森林是陆地生态系统的主体，森
林土壤是 CO2、CH4、N2O等主要温室气体的源、汇地
之一［6-7］。从 20 世纪 70 年代以来，世界各国政府和
科学界在不同生态系统温室气体源和汇方面开展了
大量的工作［8-10］。目前，国内对森林生态系统土壤温
室气体源和汇的研究主要集中于季节性排放特
征［11-13］。人工林是我国森林类型的重要组成部分，
第 8 次全国森林资源清查结果显示，全国人工林面
积达 6 933 万 hm2，占世界人工林面积的 1 /3［14］。华
南地区是我国最重要的人工林产区，人工纯林的土
壤温室气体日变化排放有着怎样的规律?相关的研
究少见报道。本研究以亚热带常见速生丰产林马占
相思 Acacia mangium人工纯林为研究对象，通过对 3
种温室气体通量及环境因子的测定，探索马占相思
人工林土壤温室气体排放通量的日变化特征，确定
我国亚热带地区人工林不同温室气体通量的最佳观
测时间，旨在为研究亚热带地区人工林地表温室气
体排放规律提供依据和参考。
1 研究区概况
本研究设在广州增城市国营增城林场，该地区
海拔最高为 494. 6 m，平均海拔 200 m左右。研究区
属南亚热带海洋性季风气候，年平均降水量 1 904
mm，4—9 月为雨季(月平均降水超过 200 mm) ，占全
年降水量的 85%左右，11 月至翌年 1 月为旱季(月
平均降水 50 mm以下) ;年平均温度 21. 6 ℃，最冷月
(1 月)的多年平均温度为 13. 3 ℃，最热月(8 月)的
多年平均温度为 28. 4 ℃。研究样地马占相思林地
理位置为北纬的 23°19 45″，东经 113°4722″，位于海
拔 106 m 的山坡上，为 1995 年栽种的人工林。乔木
层以人工栽种的马占相思为主，间或有少量布渣叶
Microcos paniculata等分布;灌木层优势植物为五指毛
桃 Ficus hirta、瓜馥木 Fissistigma oldhamii 等，草本层
以白花悬钩子 Ｒubus leucanthus、芒萁 Dicranopteris
pedata等为主。土壤为花岗岩发育而成的赤红壤，土
壤呈酸性，土壤理化性质见表 1。
表 1 马占相思人工林土壤理化性质
Tab． 1 Physical and chemical properties of Acacia mangium plantation soil
土层深度 /cm pH
w /(mg·kg －1) w /(g·kg －1)
NH +4 － N NO
－
3 － N 有效磷 全磷 全氮 有机质
0 ～ 10 4． 27 ± 0． 15 14． 58 ± 1． 37 19． 27 ± 1． 70 4． 40 ± 0． 32 0． 29 ± 0． 01 1． 26 ± 0． 31 20． 22 ± 4． 13
10 ～ 20 4． 21 ± 0． 04 10． 60 ± 1． 59 19． 04 ± 1． 27 3． 05 ± 0． 13 0． 28 ± 0． 02 1． 15 ± 0． 08 17． 91 ± 2． 55
20 ～ 30 4． 37 ± 0． 06 8． 38 ± 1． 93 12． 06 ± 2． 30 3． 68 ± 1． 22 0． 31 ± 0． 05 0． 65 ± 0． 18 11． 64 ± 3． 96
30 ～ 50 4． 60 ± 0． 04 7． 74 ± 2． 14 8． 89 ± 1． 76 1． 34 ± 0． 13 0． 25 ± 0． 01 0． 36 ± 0． 15 5． 70 ± 2． 94
2 研究方法
2． 1 样品采集时间与方法
温室气体通量采用静态箱 －气相色谱法测定。
采样箱为组合式，由底座、水封槽和顶箱 3 部分组
成，均为 PVC材质。底座圆筒形(直径 30 cm，高 20
cm) ，底座外侧附另一圆筒，2 个圆筒之间的空隙构
成水封槽(宽 5 cm，高 10 cm) ，顶箱为一端密封的圆
筒(直径 30 cm，高 39 cm) ，顶箱顶部开一个直径 0. 5
mm的小口，连接硅胶管，用于采气。2014 年 4 月在
增城林场马占相思人工纯林内设置标准地，标准地
规格 30 m ×30 m，在标准地内沿一条对角线均匀布
置 5 个静态箱，底座打入地底 10 cm，自然静置 4 个
月以消除布设静态箱带来的环境扰动。
采样于 2014 年 8 月 4—5 日进行，天气晴好，采
集 06:00 至次日 03:00 时段内的气体样品，每隔 3 h
采集 1 次。采样前，在底座密封槽内注入清水，以密
封气体。在每个采样点罩箱后每隔 10 min(即 0、10、
20 和 30 min)用注射针管从箱中抽取 100 mL 气体，
注入气体采集袋，采样后及时带回实验室分析。在
每次采集气体样品的同时，用便携式手持气象站
(NK kestrel4500NV，美国)测定大气压，用便携式数
58第 5 期 贾 朋，等:马占相思人工林土壤温室气体排放日变化规律研究
字温度计(JM624，天津今明仪器有限公司)测定地表
气温和 5 cm深处土壤温度。
用 Agilent 7890A 气相色谱仪(7890A GC Sys-
tem，美国)测定 CO2、CH4 和 N2O 这 3 种温室气体浓
度。CO2 和 CH4 检测器为氢焰离子化检测器(FID) ，
检测器温度 250 ℃，载气为高纯 N2。N2O 检测器为
电子捕获检测器(ECD) ，检测器温度 330 ℃，载气为
体积分数为 95%的氩甲烷。
气体的通量是指单位时间单位面积观测的箱内
该气体质量的变化，一般正值表示从土壤排放到大
气，负值表示土壤吸收大气中的气体［15］。气体通量
的计算公式［16］为:
F = MV0
× PP0
×
T0
T ×
dc
dt × H，
式中，F 为气体通量，mg·m －2·h －1;M 为被测气体
的摩尔质量，g·mol － 1;P 为采样时的大气压，hPa;T
为采样时的绝对温度，K;dc /dt为采样时气体浓度随
时间变化的直线斜率;V0、P0 和 T0 分别为标准状态
下气体摩尔体积(22. 41 L·mol － 1)、标准大气压
(1 013. 25 hPa)和绝对温度(273. 15 K) ;H为采样箱
高度，m。
2． 2 温室气体日变化中最佳观测时间的矫正系数
各个时刻温室气体通量的矫正系数可以用下式
进行计算［17］:
Ci = Favg /Fi，
式中，Ci 为矫正系数，i 为一天中进行观测的次数，
各次观测的间隔时间相等，i = 1，2，3，…，n;Favg为
温室气体日平均通量;Fi 为第 i 次观测的温室气体
通量。
2． 3 土壤样品的采集及分析
在标准地内选择 3 处有代表性的地段挖掘土壤
坡面，划分 4 个层次(0 ～ 10、10 ～ 20、20 ～ 30、30 ～ 50
cm) ，分层采集土壤样品，带回实验室分析。土、水按
质量比 1. 0∶ 2. 5 配成溶液，pH 计测定土壤 pH;用靛
酚蓝比色法测定 NH +4 － N;用镀铜镉还原 －重氮化
偶比色法测定 NO －3 － N;用重铬酸钾氧化 －外加热
法测定有机质;用半微量凯氏法测定全氮;用氢氧化
钠碱熔法将土壤样品溶融后提取待测液，用钼蓝比
色法测全磷;用 0. 5 mol·L －1的碳酸氢钠提取土壤
样品后，用钼蓝比色法测速效磷［18］。
2． 4 数据分析
用 Excel 2007 软件进行数据整理及作图，用
SPSS 19. 0 对数据进行相关性及回归分析。
3 结果与分析
3． 1 土壤 CO2、CH4、N2O通量日变化特征
由图 1 可知，CO2 的全天通量均为正值，说明马
占相思人工林土壤为 CO2 的排放源。CO2 排放通量
的日变化具有一定的规律性，总体表现为先增高后
降低的单峰曲线。整体来看 CO2 排放通量的日变化
比较平稳，白天稍高于晚上，变化幅度为 401. 33 ～
555. 59 mg·m－2·h －1，日均值 482. 68 mg·m－2·h －1。
土壤CO2 排放通量的最小值出现在 06:00 左右，此时
土壤温度最低。此后，随着温度的升高，CO2 排放通
量也随之升高，在 15:00 左右达到全天的峰值。相
关性分析表明，土壤 CO2 排放通量与地表气温及 5
cm深土壤温度之间有显著的正相关性(Ｒ a = 0. 748，
P ＜ 0. 05;Ｒ s = 0. 846，P ＜ 0. 01;Ｒ a为通量与地表气
温的相关系数，Ｒ s为通量与 5 cm深土壤温度的相关
系数，下同)。
图 1 马占相思人工林土壤 CO2 排放通量的日变化
Fig． 1 Diurnal variation of CO2 flux from Acacia mangium
plantation soil
由图 2 可知，全天的 CH4 通量均为负值，说明马
占相思人工林土壤为 CH4 的吸收汇。CH4 吸收通量
呈现明显的单峰变化，夜间吸收通量明显高于白天，
变化范围为 － 10. 96 ～ － 41. 88 μg·m －2·h －1，日均
值为 － 24. 35 μg·m －2·h －1。从早上开始 CH4 的吸
收量不断减小，于下午 18:00 左右 CH4 的吸收通量
达到最小值，为 － 10. 96 μg·m －2·h －1，太阳落山之
后急剧增加，凌晨 03:00 达到全天吸收的最大值，为
－ 41. 88 μg·m －2·h －1，最大吸收通量是最小值的
3. 8 倍。相关性分析发现，气温对土壤 CH4 通量无
显著影响(P ＞ 0. 05) ，土壤 CH4 通量与土壤 5 cm 温
度之间有显著的相关性(Ｒ s = 0. 797，P ＜ 0. 05)。
68 华 南 农 业 大 学 学 报 第 37 卷
图 2 马占相思人工林土壤 CH4 通量的日变化
Fig． 2 Diurnal variation of CH4 flux from Acacia mangium
plantation soil
由图 3 可知，全天的 N2O通量均为正值，说明马
占相思人工林土壤为 N2O的排放源。N2O排放通量
变化范围有较明显的日变化特征，呈现升高 －降低
－升高 －降低的趋势，呈大小不同的双峰曲线，变化
范围 24. 50 ～ 34. 72 μg· m －2 · h －1，日均值为
29. 51 μg·m －2·h －1。N2O排放通量的最低点出现
在早上 06:00，这很可能是由于早上的低温所致;随
后 N2O排放通量逐渐增强，在 09:00 左右达到第 1
个峰值;此后排放通量呈下降趋势，在 12:00 时出现
低谷;12:00 之后排放通量迅速增加，在 18:00 达到
全天的峰值，34. 72 μg·m －2·h －1。相关性分析发
现，地表气温及 5 cm深土壤温度对土壤 N2O排放通
量无显著影响(P ＞ 0. 05)。
图 3 马占相思人工林土壤 N2O通量的日变化
Fig． 3 Diurnal variation of N2O flux from Acacia mangium
plantation soil
3． 2 土壤 CO2、CH4、N2O通量与温度的关系
由于日变化观测中没有降水、施肥等外界因素
的影响，温度成为了影响土壤温室气体通量的最关
键因子［19］。回归分析(表 2)表明，土壤 CO2 排放通
量和气温显著相关(P ＜ 0. 05) ，和土壤 5 cm 处温度
极显著相关(P ＜ 0. 01)。土壤 CO2 排放通量和气
温、土壤 5 cm处温度之间呈指数相关，相关性较好，
这与许多研究相吻合［20-22］。Q10值是衡量土壤呼吸
速率对温度敏感性的一个指标，根据有关公式［22］可
知，马占相思人工林的 Q10值为 3. 37。这说明温度每
升高 10 ℃，马占相思人工林土壤呼吸增加 3. 37 倍。
土壤 CH4 通量同土壤 5 cm 处温度之间显著正相关
(P ＜ 0. 05) ，土壤 CH4 通量同气温之间无显著相关
性(P ＞ 0. 05)。土壤N2 O通量和气温及土壤5 cm
表 2 土壤 CO2、CH4 和 N2O通量与温度的相关性
1)
Tab． 2 Correlation between CO2，CH4 and N2O fluxes from soil and temperature
温室气体通量(y) 温度因子(x) 回归方程 Ｒ2
CO2 通量 气温 y = 142． 703e0． 042x 0． 759*
5 cm深土壤温度 y = 17． 418e0． 122x 0． 783＊＊
CH4 通量 气温 y = 3． 807x － 134． 165 0． 443
5 cm深土壤温度 y = 18． 282x － 527． 482 0． 635*
N2O通量 气温 y = 8． 421x + 267． 731 0． 327
5 cm深土壤温度 y = 12． 627x + 382． 977 0． 339
1)* 表示显著相关(P ＜ 0. 05) ，＊＊表示极显著相关(P ＜ 0. 01) ，n = 40。
处温度之间无显著相关(P ＞ 0. 05)。
3． 3 土壤 CO2、CH4、N2O通量的最佳观测时间
对土壤温室气体进行日变化观测的一个重要目
的就是找出一天中最具代表性的通量测定时间段，
以该时间段内单次的观测值来近似代替日均值。图
4 为 CO2、CH4、N2O 通量的矫正系数随时间的分布。
可以看出，CO2 和 N2O的矫正系数波动较小，CH4 的
矫正系数波动较大。CO2 通量的矫正系数在
06:00—12:00 时接近于 1. 0，表明这一时间段的 CO2
通量能代表一天的 CO2 平均排放量，即 06:00—12:00
为该地区温室气体研究中采集 CO2 的最佳时间。同
理，CH4 通量的最佳观测时间为09:00—12:00，N2O通
量的最佳观测时间为 09:00—15:00 及 0:00—03:00。
3种温室气体通量的矫正系数在上午 09:00 时最接近
1. 0，说明这一时间 3种温室气体的通量最能代表一天
的平均通量。
78第 5 期 贾 朋，等:马占相思人工林土壤温室气体排放日变化规律研究
图 4 土壤 CO2、CH4 和 N2O通量的矫正系数随时间的分布
Fig． 4 Diurnal changes of correction coeffients of CO2，
CH4 and N2O fluxes from soil
4 讨论
4． 1 温室气体日变化规律
亚热带地区马占相思人工林土壤 3 种温室气体
具有明显的日变化特征，CO2 排放通量的日变化呈
单峰曲线，其变化轨迹同全天温度的变化轨迹大体
一致，土壤 CO2 主要来源于植物根呼吸、土壤动物和
土壤微生物的呼吸作用以及凋落物的分解，呼吸作
用及凋落物的分解都在一定范围内随温度的升高而
加强［23］。CH4 通量的日变化呈单峰曲线，吸收高峰
出现在晚上，甲烷产生菌是专性厌氧菌，而甲烷氧化
细菌吸收甲烷是一个耗氧过程［24］。随着土壤温度提
高，土壤生物活性加强，土壤氧消耗快，有利于甲烷
产生菌的活性，表现为土壤甲烷吸收通量降低。N2O
通量的日变化呈双峰曲线，在上午和下午出现 2 个
排放高峰。肖冬梅等［25］研究发现光强是 N2O 排放
的一个限制因子，光强越强，N2O 排放越少。本研究
中也发现类似的情况，N2O 在中午光强最强的时候
出现低谷。
华南地区马占相思人工纯林土壤 3 种温室气体
CO2、CH4、N2O 日均通量(482. 68 mg·m
－2·h －1、
－ 24. 35 μg·m －2·h －1、29. 51 μg·m －2·h －1)明显
低于南亚热带森林土壤温室气体日均通量(618. 50
mg· m －2 · h －1、－ 39. 13 μg· m －2 · h －1、78. 51
μg·m －2·h －1)［15］，表明人工林土壤温室气体通量
比同一区域内的天然林低。马占相思人工林土壤
CO2 通量低于同一地区近自然林的主要原因可能是
马占相思的根系具有固氮根瘤菌，固氮根瘤菌能显
著提高土壤中的氮含量［26］，土壤中氮含量较高会降
低森林地表 CO2 通量
［27］，也有可能与马占相思叶片
凋落量及其分解速度低于天然林有关［28-29］。森林林
龄和土壤的破坏程度会影响 CH4 的吸收通量
［24，30］，
马占相思人工林对 CH4 的吸收功能弱于天然林，可
能与受到的人为干扰有关。另外本研究土壤中的氨
态氮 (9. 81 mg · kg －1 )高 于 天 然 林 (5. 91
mg·kg －1)［31］，对甲烷的氧化起一定的竞争抑制作
用［32］。森林土壤 N2O 主要来源于硝化过程和反硝
化过程［33］，较高的凋落物量和较快的凋落物分解速
率能创造有利于硝化和反硝化细菌生存的微生物环
境［34］。植被组成也是影响森林土壤 N2O 通量的关
键因子之一。和人工林相比，天然林植被类型更为
复杂，根生物量和微生物生物量更高，也是天然林
N2O排放高于马占相思人工林的原因之一。
4． 2 温度对温室气体通量的影响
马占相思人工林地表 CO2 通量和气温显著正相
关，和 5 cm深土壤温度极显著正相关。其土壤呼吸
速率与温度的敏感性指标 Q10值为 3. 37，高于热带地
区(2. 10)［35］和亚热带天然林(2. 60)［27］，但是低于
温带地区的硬木混交林(3. 90)［36］和山毛榉 Fagus
sylvatica林(4. 20)［37］，同去除凋落物的亚热带针阔
叶混交林(3. 24)［28］较为接近。可见低纬度森林对
温度的敏感性低于高纬度，自然林对温度的敏感性
低于人工林，在全球变暖的条件下，温度变化对高纬
度森林和人工林的土壤呼吸排放 CO2 的影响更大。
马占相思人工林土壤 CH4 吸收通量与气温相关性不
显著，与 5 cm 深土壤温度呈显著负相关，与北京油
松 Pinus tabuliformis 人工林的研究相一致［38］。随着
土壤温度升高，土壤微生物活性加强，土壤氧消耗
快，而甲烷氧化细菌吸收甲烷是一个耗氧过程［24］，
CH4 吸收速率减少，表现为土壤甲烷吸收通量降低。
对温带森林的研究表明，土壤 N2O 通量与土壤温度
之间存在正相关关系［39］，然而在热带森林中这种相
关性不显著或者不存在［40］。对亚热带马占相思人工
林而言，结果同热带森林相一致，气温和 5 cm 深土
壤温度对土壤 N2O 通量无明显影响，其原因有待于
进一步研究。
4． 3 温室气体通量的最佳观测时间
在华南马占相思人工林中，将雨季采样日的
06:00—12:00 作为 CO2 的采样时间，可代表当日
CO2 的平均通量。CH4 为 09:00—12:00，N2O 为
09:00—15:00 及 00:00—03:00。在不同地区不同时
期应通过日变化研究来选择合适当时季节的最佳采
样时间，以增强观测结果的代表性［19］。沙丽清［41］及
Davidson等［42］研究表明，上午 09:00 的 CO2 通量观
测值与日均值非常接近。匡艳华［43］对内蒙古华北落
叶松 Larix principis-rupprechtii 人工林研究表明，3 种
土壤温室气体的最佳观测时间为 09:00 和 19:00。
88 华 南 农 业 大 学 学 报 第 37 卷
综合考虑 3 种温室气体以及取样的可操作性，09:00
左右可以作为华南地区马占相思人工林最佳采样时
间，获得的通量值可代表当日温室气体的平均通量。
4． 4 结论
亚热带地区马占相思人工林土壤为 CO2 和 N2O
的排放源，是 CH4 的吸收汇，其排放(吸收)强度均
低于同一区域的天然林。马占相思人工林土壤 3 种
温室气体具有明显的日变化特征，CO2 通量的日变
化呈单峰曲线，下午出现排放高峰;CH4 通量的日变
化呈单峰曲线，吸收高峰出现在晚上;N2O 通量的日
变化呈双峰曲线，在上午和下午出现 2 个排放高峰。
在日变化中，短时间内没有降水、施肥等外界因
素的干扰，温度成为这一时期影响温室气体通量的
决定性因素。本研究中，气温和 5 cm 深土壤温度对
马占相思人工林土壤 CO2 的释放有显著影响，土壤
CO2 通量同气温、5 cm深土壤温度呈指数相关;5 cm
深土壤温度对 CH4 通量具有显著性影响，二者之间
呈线性相关;温度对 N2O通量日变化无显著影响。
综合考虑 3 种温室气体以及取样的可操作性，
华南地区马占相思人工林雨季的最佳采样时间为
09:00 时左右。
参考文献:
［1］ WANG W C，YUNG Y L，LACIS A A，et al． Greenhouse
effects due to man-made perturbations of trace gases［J］．
Science，1976，194(4266) :685-690．
［2］ DICKINSON Ｒ E，CICEＲONE Ｒ J． Future global war-
ming from atmospheric trace gases［J］． Nature，1986，
319:109-115．
［3］ KIEHL J T，TＲENBEＲTH K E． Earth’s annual global
mean energy budget ［J］． Am Meteorol Soc，1997，78
(2) :197-208．
［4］ IPCC． Climate Change 2013:The physical science basis
［M］． Cambridge，UK:Cambridge University Press，2013．
［5］ NAJAFI M Ｒ，ZWIEＲS F W，GILLETT N P． Attribution
of Arctic temperature change to greenhouse-gas and aerosol
influences［J］． Nat Clim Change，2015，5(3) :246-249．
［6］ ＲICHTEＲ D D，MAＲKEWITZ D，TＲUMBOＲE S E，et
al． Ｒapid accumulation and turnover of soil carbon in a re-
establishing forest［J］． Nature，1999，400(6739) :56-
58．
［7］ BOWDEN Ｒ D，DAVIDSON E，SAVAGE K，et al． Chro-
nic nitrogen additions reduce total soil respiration and mi-
crobial respiration in temperate forest soils at the Harvard
Forest［J］． Forest Ecol Manag，2004，196(1) :43-56．
［8］ DIXON Ｒ K，BＲOWN S，HOUGHTON Ｒ A，et al． Car-
bon pools and flux of global forest ecosystems［J］． Sci-
ence，1994，263(5144) :185-190．
［9］ BAGGS E M，BLUM H． CH4 oxidation and emissions of
CH4 and N2O from Loliumperenne swards under elevated
atmospheric CO2［J］． Soil Biol Biochem，2004，36(4) :
713-723．
［10］齐玉春，董云社，章申，等． 贡嘎山山地暗针叶林带森
林土壤温室气体 N2O和 CH4 排放研究［J］． 中国科学
(D辑:地球科学) ，2002，32(11) :934-941．
［11］ YAN，J H，ZHANG D Q，ZHOU G Y，et al． Soil respira-
tion associated with forest succession in subtropical forests
in Dinghushan Biosphere Ｒeserve［J］． Soil Biol Biochem，
2009，41(5) ，991-999．
［12］林丽莎，李向义，韩士杰． 长白山天然次生白桦林土
壤 CO2 释放通量研究［J］． 干旱区地理，2009，32(1) :
67-71．
［13］刘实，王传宽，许飞． 4 种温带森林非生长季土壤二氧
化碳、甲烷和氧化亚氮通量［J］． 生态学报，2010，30
(15) :4075-4084．
［14］徐济德． 我国第 8 次森林资源清查结果及分析［J］． 林
业经济，2014，36(3) :6-8．
［15］周存宇，张德强，王跃思，等． 鼎湖山针阔叶混交林地
表温室气体排放的日变化［J］． 生态学报，2004，24
(8) :1741-1745．
［16］李锡鹏，川中丘陵区典型农田和森林土壤温室气体排
放特征及影响因素［D］． 成都:西南交通大学，2014．
［17］ ZHENG X H，WANG M X，WANG Y S，et al． Compari-
son of manual and automatic methods for measurement of
methane emission from rice paddy fields［J］． Adv Atmos
Sci，1998，15(4) :569-579．
［18］鲍士旭． 土壤农化分析［M］． 3 版． 北京:中国农业出
版社，2000．
［19］田慎重，宁堂原，迟淑筠，等． 不同耕作措施的温室气
体排放日变化及最佳观测时间［J］． 生态学报，2012，
32(3) :879-888．
［20］ TANG X L，LIU S G，ZHOU G Y，et al． Soil-atmospheric
exchange of CO2，CH4，and N2O in three subtropical for-
est ecosystems in southern China［J］． Global Change Bi-
ol，2006，12(3) :546-560．
［21］ LUO Y Q，WAN S Q，HUI D F，et al． Acclimatization of
soil respiration to warming in a tall grass prairie［J］． Na-
ture，2001，413(6856) :622-625．
［22］ FANG C，MONCＲIEFF J B． The dependence of soil CO2
efflux on temperature［J］． Soil Biol Biochem，2001，33
(2) :155-165．
［23］韩瑛，杨小燕，陈祥伟，等． 黑土区不同土地利用方式
土壤 CO2 和 N2O通量日变化特征［J］． 东北林业大学
学报，2014，42(5) :89-91．
［24］ ZHANG W，MO J M，ZHOU G Y，et al． Methane uptake
responses to nitrogen deposition in three tropical forests in
southern China［J］． J Geophys Ｒes，2008，113(D11) :
3078-3088．
98第 5 期 贾 朋，等:马占相思人工林土壤温室气体排放日变化规律研究
［25］肖冬梅，王淼，姬兰柱，等． 长白山阔叶红松林土壤氮
化亚氮和甲烷的通量研究［J］． 应用生态学报，2004，
15(10) :1855-1859．
［26］窦雅静，康丽华，陆俊锟． 相思属树种根瘤菌研究进
展［J］． 安徽农业科学，2013，41(17) :7511-7514．
［27］ MO J M，ZHANG W，GUNDEＲSEN P，et al． Nitrogen
addition reduces soil respiration in a mature tropical forest
in southern China［J］． Global Change Biol，2008，14
(2) :403-412．
［28］周存宇，周国逸，张德强，等． 鼎湖山森林地表 CO2通
量及其影响因子的研究［J］． 中国科学，2004，34
(S2) :175-182．
［29］邹碧，李志安，丁永祯，等． 南亚热带 4 种人工林凋落
物动态特征［J］． 生态学报，2006，26(3) :715-721．
［30］ MALJANEN M，LIIKANEN A，SILVOLA J，et al． Meth-
ane fluxes on agricultural and forested boreal organic soils
［J］． Soil Use Manage，2003，19(1) :73-79．
［31］莫江明，彭少麟，方运霆，等． 鼎湖山马尾松针阔叶混
交林土壤有效氮动态的初步研究［J］． 生态学报，
2001，21(3) :492-497．
［32］ NANBA K，KING G M． Ｒesponse of atmospheric methane
consumption by Maine forest soils to exogenous aluminum
salts［J］． Appl Environ Microbiol，2000，66(9) :3674-
3679．
［33］ WＲAGE N，VELTHOF G L，VAN BEUSICHEM M L，et
al． Ｒole of nitrifier denitrification in the production of ni-
trous oxide［J］． Soil Biol Biochem，2001，33(12) :1723-
1732．
［34］ ZHANG W，MO J，YU G，et al． Emissions of nitrous ox-
ide from three tropical forests in Southern China in re-
sponse to simulated nitrogen deposition［J］． Plant Soil，
2008，306(1 /2) :221-236．
［35］ BEKKU Y S，NAKATSUBO T，KUME A，et al． Effect of
warming on the temperature dependence of soil respiration
rate in arctic，temperate and tropical soils［J］． Appl Soil
Ecol，2003，22(3) :205-210．
［36］ DAVIDSON E C，BELK E，BOONE Ｒ D． Soil water con-
tent and temperature as independent or confounded factors
controlling soil respiration in a temperate mixed hardwood
forest［J］． Global Change Biol，1998，4(2) :217-227．
［37］ JANSSENS I A，PILEGAAＲD K． Large seasonal changes
in Q10 of soil respiration in a beech forest［J］． Global
Change Biol，2003，9(6) :911-918．
［38］孙向阳． 北京低山区森林土壤中 CH4 排放通量的研究
［J］． 土壤与环境，2000，9(3) :173-176．
［39］ PAPEN H，BUTTEＲBACH-BAHL K． A 3-year continuous
record of nitrogen trace gas fluxes from untreated and limed
soil of a N-saturated spruce and beech forest ecosystem in
Germany:1:N2O emissions［J］． J Geophys Ｒes，1999，
104(D15) :18487-18503．
［40］ WEＲNEＲ C，KIESE Ｒ，BUTTEＲBACH-BAHL K． Soil-
atmosphere exchange of N2O，CH4，and CO2 and control-
ling environmental factors for tropical rain forest sites in
western Kenya［J］． J Geophys Ｒes，2007，112(D3) :
3308-3323．
［41］沙丽清． 西双版纳热带季节雨林，橡胶林及水稻田生
态系统碳储量和土壤碳排放研究［M］． 勐腊:中国科
学院西双版纳热带植物园，2008．
［42］ DAVIDSON E C，BELK E，BOONE Ｒ D． Soil water con-
tent and temperature as independent or confounded factors
controlling soil respiration in a temperate mixed hardwood
forest［J］． Global Change Biol，1998，4(2) :217-227．
［43］匡艳华． 华北落叶松人工林温室气体通量特征及其影
响因素［D］． 呼和浩特:内蒙古农业大学，2013．
【责任编辑 李晓卉】
09 华 南 农 业 大 学 学 报 第 37 卷