全 文 ：第３１卷　第５期　 　中 南 林 业 科 技 大 学 学 报　 　 Ｖｏｌ．３１　Ｎｏ．５
　２０１１年５月 Ｊｏｕｒｎａｌ　ｏｆ　Ｃｅｎｔｒａｌ　Ｓｏｕｔｈ　Ｕｎｉｖｅｒｓｉｔｙ　ｏｆ　Ｆｏｒｅｓｔｒｙ　＆Ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ 　Ｍａｙ　２０１１
亚热带马尾松与樟树林土壤呼吸速率特征比较
闫照刚１，闫文德１，２，李树战１，２，刘　智１，张徐源１，郑　威１
（１．中南林业科技大学，湖南 长沙４１０００４；２．南方林业生态应用技术国家工程实验室，湖南 长沙４１０００４）
摘　要：　２００９年６月至２０１０年６月，采用ＬＩ－ＣＯＲ－６４００－０９测定了马尾松和樟树人工林的土壤呼吸速率，并分析
了５ｃｍ土壤温度对土壤呼吸的影响。结果表明：马尾松和樟树人工林中地下５ｃｍ土壤温度之间差异性不显著
（Ｐ＞０．０５）。马尾松和樟树林土壤呼吸速率呈现显著的季节性变化（Ｐ＜０．００１），呈现相似的曲线格局，２种森林
土壤呼吸速率年均值分别为１．４９０和２．３７３μｍｏｌ／（ｍ
２·ｓ）。马尾松和樟树林土壤呼吸速率与土壤温度之间呈指
数方程关系，樟树林的土壤呼吸速率与土壤温度之间相关性显著（Ｐ＜０．０５），马尾松林则不显著（Ｐ＞０．０５）。
关键词：　亚热带；马尾松；樟树；土壤呼吸速率；５ｃｍ土壤温度
中图分类号：　Ｓ７９１．２４８ 文献标志码：　Ａ 文章编号：　１６７３－９２３Ｘ（２０１１）０５－０２２９－０５
Ｃｏｍｐａｒｉｓｏｎ　ｏｆ　ｓｏｉｌ　ｒｅｓｐｉｒａｔｉｏｎｓ　ｂｅｔｗｅｅｎ　Ｐｉｎｕｓ　ｍａｓｓｏｎｉａｎａ
ａｎｄ　Ｃｉｎｎａｍｏｍｕｍ　ｃａｍｐｈｏｒａ　ｆｏｒｅｓｔｓ　ｉｎ　ｓｕｂｔｒｏｐｉｃｓ
ＹＡＮ　Ｚｈａｏ－ｇａｎｇ１，ＹＡＮ　Ｗｅｎ－ｄｅ１，２，ＬＩ　Ｓｈｕ－ｚｈａｎ１，２，ＬＩＵ　Ｚｈｉ　１，ＺＨＡＮＧ　Ｘｕ－ｙｕａｎ１，ＺＨＥＮＧ　Ｗｅｉ　１
（１．Ｃｅｎｔｒａｌ　Ｓｏｕｔｈ　Ｕｎｉｖｅｒｓｉｔｙ　ｏｆ　Ｆｏｒｅｓｔｒｙ　ａｎｄ　Ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ，Ｃｈａｎｇｓｈａ　４１０００４，Ｈｕｎａｎ，Ｃｈｉｎａ；２．Ｎａｔｉｏｎａｌ　Ｅｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇ
Ｌａｂ　ｆｏｒ　Ａｐｐｌｉｅｄ　Ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ　ｏｆ　Ｆｏｒｅｓｔ　＆Ｅｃｏｌｏｇｙ　ｉｎ　Ｓｏｕｔｈ　Ｃｈｉｎａ，Ｃｈａｎｇｓｈａ　４１０００４，Ｈｕｎａｎ，Ｃｈｉｎａ）
Ａｂｓｔｒａｃｔ：Ｓｅａｓｏｎａｌ　ｖａｒｉａｔｉｏｎｓ　ｏｆ　ｓｏｉｌ　ｒｅｓｐｉｒａｔｉｏｎ　ｉｎ　ｔｗｏ　ｆｏｒｅｓｔ　ｔｙｐｅｓ，Ｐｉｎｕｓ　ｍａｓｓｏｎｉａｎａ　ａｎｄ　Ｃｉｎｎａｍｏｍｕｍ　ｃａｍｐｈｏｒａ
ｆｏｒｅｓｔｓ，ｗｅｒｅ　ｍｅａｓｕｒｅｄ　ｉｎ　Ｔｉａｎｊｉｌｉｎｇ　Ｎａｔｉｏｎａｌ　Ｆｏｒｅｓｔｒｙ　Ｐａｒｋ　ｏｆ　Ｃｈａｎｇｓｈａ，Ｈｕｎａｎ，Ｃｈｉｎａ．ＣＯ２ｅｆｆｌｕｘｅｓ　ｒａｔｅ　ｗａｓ
ｍｏｎｉｔｏｒｅｄ　ｕｓｉｎｇ　ａｎ　ｉｎｆｒａｒｅｄ　ｇａｓ　ｅｘｃｈａｎｇｅ　ａｎａｌｙｚｅｒ（ＬＩ－ＣＯＲ　６４００－０９）ｆｒｏｍ　Ｊｕｎｅ　２００９ｔｏ　Ｍａｙ　２０１０，ｓｕｃｈ　ａｓ　ｓｏｉｌ
ｔｅｍｐｅｒａｔｕｒｅ　ａｎｄ　ｍｏｉｓｔｕｒｅ　ｗｅｒｅ　ａｌｓｏ　ｒｅｃｏｒｄｅｄ　ｉｎ　ｔｈｅ　ｔｗｏ　ｆｏｒｅｓｔｓ．Ｔｈｅ　ｒｅｓｕｌｔｓ　ｓｈｏｗ　ｔｈａｔ　ｔｈｅ　ｔｗｏ　ｆｏｒｅｓｔｓ　ｈａｄ　ｓｉｇｎｉｆｉ－
ｃａｎｔ　ｄｉｆｆｅｒｅｎｔ　ｐａｔｔｅｒｎｓ　ｉｎ　ｓｅａｓｏｎａｌ　ｓｏｉｌ　ｒｅｓｐｉｒａｔｉｏｎ　ｐｒｏｃｅｓｓｅｓ．Ｔｈｅ　ｔｗｏ　ｆｏｒｅｓｔｓ　ｅｘｈｉｂｉｔｅｄ　ｉｒｒｅｇｕｌａｒ　ｆｌｕｃｔｕａｔｅｄ　ｃｕｒｖｅｓ
ｄｕｒｉｎｇ　ｔｈｅ　ｓｔｕｄｙ　ｐｅｒｉｏｄ　ｗｉｔｈ　ｍｅａｎ　ｒａｔｅｓ　ｏｆ　ｓｏｉｌ　ｒｅｓｐｉｒａｔｉｏｎ　ｗｅｒｅ　１．４９０ａｎｄ　２．３７３μｍｏｌ／（ｍ
２·ｓ）ｉｎ　Ｐｉｎｕｓ　ｍａｓｓｏｎｉ－
ａｎａ　ａｎｄ　Ｃｉｎｎａｍｏｍｕｍ　ｃａｍｐｈｏｒａｆｏｒｅｓｔｓ，ｒｅｓｐｅｃｔｉｖｅｌｙ．Ｒｅｌａｔｉｏｎｓｈｉｐｓ　ｗｅｒｅ　ｆｏｕｎｄ　ｂｅｔｗｅｅｎ　ｓｏｉｌ　ｒｅｓｐｉｒａｔｉｏｎ　ｒａｔｅ　ａｎｄ
ｓｏｉｌ　ｔｅｍｐｅｒａｔｕｒｅ　ａｔ　５ｃｍ　ｓｏｉｌ　ｄｅｐｔｈ　ｉｎ　ｂｏｔｈ　ｆｏｒｅｓｔｓ，ｗｈｉｃｈ　ｃｏｕｌｄ　ｂｅ　ｂｅｓｔ　ｄｅｓｃｒｉｂｅｄ　ｂｙ　ｅｘｐｏｎｅｎｔｉａｌ　ｅｑｕａｔｉｏｎｓ．Ｔｈｅ　ｒｅ－
ｌａｔｉｏｎｓｈｉｐ　ｂｅｔｗｅｅｎ　ｂｏｔｈ　ｓｏｉｌ　ｒｅｓｐｉｒａｔｉｏｎ　ｒａｔｅ（ｙ）ａｎｄ　ｔｈｅ　ｔｗｏ　ｖａｒｉａｂｌｅｓ　ｏｆ　ｓｏｉｌ　ｔｅｍｐｅｒａｔｕｒｅ（ｔ）ａｔ　５ｃｍ　ｓｏｉｌ　ｄｅｐｔｈ
ｃｏｕｌｄ　ｂｅ　ｄｅｓｃｒｉｂｅｄ　ｂｙ　ｔｈｅ　ｆｏｌｏｗｉｎｇ　ｒｅｇｒｅｓｓｉｏｎ　ｅｑｕａｔｉｏｎ：ｙ＝１．３４６ｅ０．００９ｔ（Ｒ２＝０．０８８，Ｐ＞０．０５），ｙ＝０．１８７ｅ０．０１７ｔ（Ｒ２
＝０．５６１，Ｐ＜０．０１），ｒｅｓｐｅｃｔｉｖｉｅｌｙ．
Ｋｅｙ　ｗｏｒｄｓ：ｓｕｂｔｒｏｐｉｃｓ；Ｐｉｎｕｓ　ｍａｓｓｏｎｉａｎａｆｏｒｅｓｔ；Ｃｉｎｎａｍｏｍｕｍ　ｃａｍｐｈｏｒａｆｏｒｅｓｔ；ｓｏｉｌ　ｒｅｓｐｉｒａｔｉｏｎ　ｒａｔｅ；ｓｏｉｌ　ｔｅｍｐｅｒａ－
ｔｕｒｅ　ａｔ　５ｃｍ　ｓｏｉｌ　ｄｅｐｔｈ
　　收稿日期：２０１１－０１－１０
　　基金项目：国家林业公益性行业科研专项（２００８０４０３０）；国家林业局“９４８”项目（２００７－４－１９，２００８－４－３６）；国家自然科学基金项目
（３１０７０４１０）；教育部新世纪优秀人才支持计划（ＮＣＥＴ－１０－０１５１）；湖南省科技厅项目（２０１０ＴＰ４０１１－３）；湖南省教育厅项目（２０１０－
７０）；长沙市科技局项目（Ｋ１００３００９－６１）；中南林业科技大学青年科学研究基金（２００８００３Ａ）
　　作者简介：闫照刚（１９８５－），男，河南人，硕士研究生，主要从事森林生态学研究
　　通讯作者：闫文德，教授；Ｅ－ｍａｉｌ：ｃｓｆｕｙｗｄ＠ｈｏｔｍａｉｌ．ｃｏｍ
DOI:10.14067/j.cnki.1673-923x.2011.05.007
　　森林生态系统是陆地生物圈的主体，通过光合
作用吸收大气中ＣＯ２ 合成有机物质，不但维持了本
身大量的碳库（约占全球植被碳库的８６％以上），而
且还维持着巨大的土壤碳库（约占全球土壤碳库
７３％）［１－２］。土壤呼吸是土壤释放ＣＯ２ 的过程［３］，
也是全球碳循环的主要通量过程［４］，全球每年土壤
呼吸释放ＣＯ２ 量约为６８～１００Ｐｇ　Ｃ／ａ［４－５］，大概是
化石燃料释放量的１０倍 。对于土壤呼吸来说，温
度是其最重要的影响因子之一［６］。因为森林土壤
呼吸的微弱变动将对大气温室气体的排放总量产
生显著的影响［７］，所以土壤呼吸正成为全球碳循环
研究的重点［４］。国内外研究表明，土壤呼吸会受到
多种因素的影响，在季节尺度上，不同生态系统的
土壤呼吸均呈显著的季节性变化，例如，热带季雨
林和橡胶林［８］、中亚热带森林［９］、北方森林［１０］和青
藏高原农田生态系统［１１］；同时土壤呼吸作用也会受
到土壤温度和湿度的共同影响［１２－１３］，其中温度是
影响土壤呼吸的主要因素之一［１４］。
我国亚热带森林是世界上典型的地带性植被，
对全球变化极其敏感，其土壤碳库的动态变化可能
会改变区域并影响全球的碳循环和平衡。樟树
Ｃｉｎｎａｍｏｍｕｍ　ｃａｍｐｈｏｒａ和马尾松Ｐｉｎｕｓ　ｍａｓｓｏｎｉ－
ａｎａ是我国亚热带常见的森林类型，在森林资源中
占有十分重要的地位。本研究对这两种森林群落
土壤呼吸速率进行比较，旨在揭示森林类型对土壤
呼吸速率季节动态和土壤温度对土壤呼吸的影响，
为森林生态系统的保护与管理工作提供科学依据。
１　研究区概况
试验地位于湖南省森林植物园（１１３°０２′～１１３°
０３′Ｅ，２８°０６′～２８°０７′Ｎ），属大陆型中亚热带季风
湿润气候，年均气温１７．２℃，最冷月（１月）平均
４．７℃，四季分明，严寒期短，极端最低温度－１１．３
℃；最热月（７月）平均气温２９．４℃，极端最高气温
４０．６℃；雨量充沛，年降水量在１　２００～１　７００ｍｍ，
无霜期２７０～３１０ｄ，年日照１　３００～１　９００ｈ。研究
样地海拔５０～１００ｍ，坡度为１２°～２１°；地层主要是
第四纪更新的冲积性网纹红土和砂砾，属典型的红
壤丘陵区。园内的小生境众多，植被以人工林为
主，植物种类达２　２００多种。
表１　樟树和马尾松群落的基本情况
Ｔａｂｌｅ　１　Ｂａｓｅ　ｉｎｓｔａｎｃｅｓ　ｏｆ　Ｃｉｎｎａｍｏｍｕｍ　ｃａｍｐｈｏｒａ　ａｎｄ　Ｐｉｎｕｓ　ｍａｓｓｏｎｉａｎａ　ｃｏｍｍｕｎｉｔｉｅｓ
森林类型 年龄／ａ 胸径ＤＢＨ／ｃｍ 每公顷数／（株·ｈｍ－２） 树高／ｍ 枝下高／ｍ 郁闭度
樟树Ｃｉｎｎａｍｏｍｕｍ　ｃａｍｐｈｏｒａ　 ２１　 １０．４２（２．３６） １　２１９　 １１．３（２．７） ６．４（２．１） ０．９
马尾松Ｐｉｎｕｓ　ｍａｓｓｏｎｉａｎａ　 ２１　 １１．２１（２．７１） ８７８　 １１．１（３．３） ７．８（２．６） ０．７
　　　　　括号内的数值为ＳＥ。
表２　樟树和马尾松林土壤的理化特性和凋落物量
Ｔａｂｌｅ　２　Ｓｏｉｌ　ｐｈｙｓｉｃａｌ　ｃｈｅｍｉｃａｌ　ｐｒｏｐｅｒｔｉｅｓ　ａｎｄ　ｌｉｔｔｅｒ　ｐｒｏｄｕｃｔｉｏｎｓ　ｉｎ　Ｃｉｎｎａｍｏｍｕｍ　ｃａｍｐｈｏｒａ　ａｎｄ　Ｐｉｎｕｓ　ｍａｓｓｏｎｉａｎａ
ｃｏｍｍｕｎｉｔｉｅｓ
森林类型
全Ｃ
／（ｍｇ·ｇ－１）
Ｃ／Ｎ
全Ｎ
／（ｍｇ·ｇ－１）
土壤密度
／（ｇ·ｃｍ－３）
ｐＨ值
活细根
／（ｔ·ｈｍ－２）
凋落物
／（ｇ·ｍ－２ａ－１）
樟树Ｃｉｎｎａｍｏｍｕｍ　ｃａｍｐｈｏｒａ　１２．４５（１．０１）ａ　 １０．６４ａ １．１７（０．１８）ａ　 １．５０（０．１１）ａ　 ４．１１（０．１８）ａ　２．１４２（０．１３５　４）ａ　 １　００３．４４（１２０．９０）ａ
马尾松Ｐｉｎｕｓ　ｍａｓｓｏｎｉａｎａ　 ９．８９（１．２１）ｂ　 １０．５２ａ ０．９４（０．３１）ｂ　 １．５２（０．１９）ａ　 ４．１２（０．１４）ａ　１．２４２（０．０６０　９）ｂ　 １　１５７．５（１４５．１）ｂ
　　　　括号内的数值为ＳＥ；同列内含有相同字母表示差异不显著（Ｐ＜０．０５）。
　　本实验从２００９年５月开始，选择的樟树和马
尾松均为２１年生的人工林，两种群落基本情况见
表１，表２。林下植被主要有油茶Ｃａｍｅｌｌｉａ　ｏｌｅｉｆ－
ｅｒａ、喜树Ｃａｍｐｔｏｔｈｅｃａ　ａｃｕｍｉｎａｔｅ、毛叶木姜子Ｌｉｔ－
ｓｅａ　ｍｏｌｌｉｓ、紫金牛Ａｒｄｉｓｉａ　ｊａｐｏｎｉｃａ、枸骨Ｉｌｅｘ　ｃｏｒ－
ｎｕｔａ、盐肤木Ｒｈｕｓ　ｃｈｉｎｅｎｓｉｓ、山苍子Ｌｉｔｓｅａ　ｃｕｂｅｂａ、
满树星Ｉｌｅｘ　ａｃｕｌｃｏｌａｔａ、牡荆Ｖｉｔｅｘ　ａｇｎｕｓｃａｓｔｕｓ、大
青Ｃｌｅｒｏｄｅｎｄｒｏｎ　ｃｙｒｔｏｐｈｙｌｌｕｍ 、野柿 Ｄｉｏｓｐｙｒｏｓ
ｌｏｔｕｓ、黄檀Ｄａｌｂｅｒｇｉａ　ｂａｌａｎｓａｅ、乌桕Ｓａｐｉｕｍ　ｓｅｂ－
ｉｆｅｒｕｍ、华山矾Ｓｙｍｐｌｏｃｏｓ　ｃｈｉｎｅｎｓｉｓ、白栎Ｑｕｅｒｃｕｓ
０３２ 闫照刚，等：亚热带马尾松与樟树林土壤呼吸速率特征比较　 　第５期
ｆａｂｒｉ、栀子Ｇａｒｄｅｎｉａ　ｊａｓｍｉｎｏｉｄｅｓ、小叶女贞Ｌｉｇｕ－
ｓｔｒｕｍ　ｑｕｉｈｏｕｉ、芒箕Ｄｉｃｒａｎｏｐｔｅｒｉｓ　ａｍｐｌａ、鳞毛蕨
Ｄｒｙｏｐｔｅｒｉｓ　ｃｈｉｎｅｎｓｉｓ、山麦冬Ｒａｄｉｘ　ｌｉｒｉｏｐｅｓ、狗脊
蕨 Ｗｏｏｄｗａｒｄｉａ　ｐｒｏｌｉｆｅｒａ、一 枝 黄 花 Ｓｏｌｉｄａｇｏ
ｃａｎａｄｅｎｓｉｓ、铁线蕨Ａｄｉａｎｔｕｍ　ｃａｐｉｌｌｕｓ－ｖｅｎｅｒｉｓ、井
栏边草Ｐｔｅｒｉｓ　ｍｕｌｔｉｆｉｄａ、苔草Ｃａｒｅｘ　ｔｒｉｓｔａｃｈｙａ、
蛇葡萄Ａｍｐｅｌｏｐｓｉｓ　ｓｉｎｉｃａ等。
２　研究方法
２．１　实验样地的布置
２００９年６月初，在湖南省植物园内选择樟树和
马尾松林设立固定实验点。在每种群落中选择６
个３ｍ×４ｍ的固定样地，在每个固定样地内对角
放置２个，两种群落共２４个；ＰＶＣ土壤环的内径为
１０．５ｃｍ（与呼吸室内径相同）、高４．５ｃｍ。少对土
壤表层的干扰，提前将土壤环插入土壤表面，剪掉
环内植物活体，且不扰动地表凋落物，稳定２４ｈ。
２．２　数据的测定
土壤呼吸是采用ＬＩ－ｃｏｒ－６４００－０９（土壤呼吸室）
连接到 ＬＩ－６４００便携式 ＣＯ２／Ｈ２Ｏ 分析系统（ＬＩ－
ＣＯＲ　Ｉｎｃ．，Ｌｉｎｃｏｌｎ，ＮＥ，ＵＳＡ）测定土壤呼吸。选
天气晴朗天，上下旬各测定１次，一年共测定２４
次。并且用ＬＩ－ｃｏｒ－６４００－０９的土壤温度探针测定５
ｃｍ深土壤温度。
土壤容重：环刀法。土壤ｐＨ值测定：称取过１
ｍｍ筛子的风干土样１０ｇ，置于５０ｍＬ烧杯中，加
入冷却的去ＣＯ２ 水２５ｍＬ（水∶土＝２．５∶１），用校
正过的ｐＨ 计测定悬液的ｐＨ 值。土壤有机质测
定：采用重铬酸钾容量法－外加热法。土壤全氮测
定：凯氏定氮法。
２．３　数据统计和分析
用ＳｉｇｍａＰｌｏｔ　９．０软件作图。采用ＳＰＳＳ　１３．０
软件进行数据分析，用Ｏｎｅ－ｗａｙ　ＡＮＯＶＡ检验土壤
呼吸速率季节的显著性，指数回归是检验土壤呼吸
与土壤温度、土壤湿度的相关性。
土壤呼吸速率（ｙ）与土壤温度（ｔ）之间的关系
采用指数模型［１５］：ｙ＝ａｅｂｔ模拟；ａ、ｂ是常数，ａ是温
度０℃时的土壤呼吸；ｂ是温度反应系数。
３　结果与分析
３．１　土壤温度的比较
在２００９年６月至２０１０年６月一年的试验中，
马尾松和樟树林之间地下５ｃｍ土壤温度均呈现显
著的季节性变化（Ｐ＜０．００１，图１），两种森林类型
土壤温度之间差异性不显著（Ｐ＞０．０５）。马尾松和
樟树林地下５ｃｍ土壤温度的变化范围分别在７．１１
～３５．１２℃和５．７６～３１．６５℃，平均温度分别为
１９．８５和１８．４０℃。土壤温度的最大值均出现在
２００９年７月下旬，最小值均出现在２０１０年１月。
图１　马尾松和樟树林５ｃｍ土壤温度的季节
变化动态
Ｆｉｇ．１　Ｓｅａｓｏｎａｌ　ｄｙｎａｍｉｃ　ｏｆ　ｔｅｍｐｅｒａｔｕｒｅ　ａｔ　５　ｃｍ
ｄｅｐｔｈ　ｓｏｉｌ　ｉｎ　Ｐｉｎｕｓ　ｍａｓｓｏｎｉａｎａ　ａｎｄ　Ｃｉｎｎａ－
ｍｏｍｕｍ　ｃａｍｐｈｏｒａ　ｐｌａｎｔａｔｉｏｎ
３．２　土壤呼吸速率的季节动态
在季节动态上，马尾松和樟树林土壤呼吸速率
均呈现显著的季节性变化（Ｐ＜０．００１，图２），基本上
呈现相似的曲线格局，与温度的季节变化趋势基本
一致。马尾松和樟树林土壤呼吸速率一年的平均值
分别为１．４９０和２．３７３μｍｏｌ／（ｍ
２·ｓ）。马尾松林土
壤呼吸速率最大值１．９９４μｍｏｌ／（ｍ
２·ｓ），出现在
２００９年８月下旬，最小值１．００μｍｏｌ／（ｍ
２·ｓ），出现
在２００９年１２月下旬；樟树林土壤呼吸速率最大值
４．０５８μｍｏｌ／（ｍ
２·ｓ），出现在２００９年７月上旬，最小
值１．２５８μｍｏｌ／（ｍ
２·ｓ），出现在２０１０年３月上旬。
樟树林土壤呼吸速率的最大值比马尾松林的大１．０４
倍，而最小值比马尾松林的大０．２６倍。方差分析表
明，马尾松和樟树林土壤呼吸速率之间的差异性显
著（Ｐ＜０．００１）。
１３２第３１卷　　　　 　中 南 林 业 科 技 大 学 学 报
图２　马尾松和樟树林土壤呼吸的季节动态
Ｆｉｇ．２　Ｓｅａｓｏｎａｌ　ｖａｒｉａｔｉｏｎｓ　ｏｆ　ｓｏｉｌ　ｒｅｓｐｉｒａｔｉｏｎｓ　ｉｎ　Ｐｉｎｕｓ
ｍａｓｓｏｎｉａｎａ　ａｎｄ　Ｃｉｎｎａｍｏｍｕｍ　ｃａｍｐｈｏｒａ　ｐｌａｎ－
ｔａｔｉｏｎ
３．３　土壤呼吸与温度的关系
研究结果表明，马尾松土壤呼吸速率与土壤温
度之间相关关系不显著（Ｐ＞０．０５，图３），樟树林的土
壤呼吸速率与土壤温度之间相关关系达到显著（Ｐ＜
０．０５，图３）。模拟回归关系方程表达式分别为：
马尾松林：ｙ＝１．３４６ｅ０．００９ｔ　Ｒ２＝０．０８８，Ｐ＞０．０５；
樟树林：ｙ＝０．１８７ｅ０．０１７ｔ　Ｒ２＝０．５６１，Ｐ＜０．０１；
式中的ｙ是土壤呼吸速率，ｔ是５ｃｍ土壤温度。
从土壤温度指数关系可以看出，马尾松林土壤呼吸
速率受土壤温度的影响比樟树明显。
４　结论与讨论
４．１　土壤温度对土壤呼吸速率的影响
多数研究表明，土壤呼吸速率的变化会受温度
与水分共同调控［１６－１７］。土壤水热条件是交互作用、
共同影响森林生态系统的土壤呼吸过程，同时考虑
土壤温度和湿度的效应，基本上可以解释土壤呼吸
变化的６７．５％～９０．６％［１８－１９］。本试验中，樟树林土
壤呼吸速率与土壤温度呈现显著指数关系（图３），樟
树林土壤温度能解释土壤呼吸速率变化的５６．１％，
这与 Ｋｎａｐｐ 等［１６］、Ｌｉｕ等［２０］、Ｆａｎｇ等［２１］、常建国
等［２２］，杨金艳等［２３］在不同的研究区域和生态系统
中，土壤温度与土壤呼吸之间存在着显著指数关系
的研究结果是一致的。土壤呼吸最大值出现在土壤
温度最高的７月份，最小值出现在土壤温度较低的１
月份。马尾松林土壤呼吸速率与土壤温度的相关关
系不显著（图３），这可能是由于马尾松林生物学特性
和林地的理化特性造成的影响。
图３　马尾松和樟树林土壤呼吸与土壤温度的相关关系
Ｆｉｇ．３　Ｒｅｌａｔｉｏｎｓｈｉｐ　ｂｅｔｗｅｅｎ　ｓｏｉｌ　ｒｅｓｐｉｒａｔｉｏｎｓ　ａｎｄ　ｓｏｉｌ　ｔｅｍｐｅｒａｔｕｒｅｓ　ａｔ　５　ｃｍ　ｄｅｐｔｈ　ｏｆ　Ｐｉｎｕｓ　ｍａｓｓｏｎｉａｎａ　ａｎｄ　Ｃｉｎ－
ｎａｍｏｍｕｍ　ｃａｍｐｈｏｒａ　ｐｌａｎｔａｔｉｏｎ
４．２　两种森林土壤呼吸的比较
Ｒａｉｃｈ等［２４］指出，相同的立地条件（气候状况
和土壤本底相同），森林植被对土壤呼吸有重要的
影响，它可通过影响凋落物数量和质量、土壤状况、
根呼吸速率及小气候条件等而影响土壤呼吸。森
林土壤呼吸受水热条件影响的程度，主要是由于不
同森林类型的根系生物量及其呼吸量、生物量积
累、凋落物质量和数量及土壤微生物数量和活性不
同引起的［２５］。本试验中，相同气候条件，而樟树林
的年平均土壤呼吸速率是马尾松林的２．０４倍，原
因可能是：樟树林土壤０～６０ｃｍ的细根生物量（≤
２ｍｍ）比马尾松林高１．７２倍，因此产生的根呼吸和
微生物代谢呼吸较强。另外植物生理活动的差异
性，是两种群落土壤呼吸不同的原因之一。Ｔａｎｇ
等［２６］的报道指出，占林地土壤呼吸主要部分的根际
２３２ 闫照刚，等：亚热带马尾松与樟树林土壤呼吸速率特征比较　 　第５期
呼吸与树木的光合作用相关，我们从已测定的樟树
和马尾松的光合速率比较，马尾松光合速率显著比
樟树低的多。由此可见，土壤呼吸速率是由众多因
子协同作用的结果，而其中的主要限制因子因森林
生态系统而异［２７］。
参考文献：
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ｅｎｃｅ，１９７８，１９９：１４１－１４６．
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ｚｏｎｅｓ［Ｊ］．Ｎａｔｕｒｅ，１９８２，２９８：１５６－１５９．
［３］　Ｌｉｕ　Ｓ　Ｈ，Ｆａｎｇ　Ｊ　Ｙ．Ｅｆｆｅｃｔ　ｆａｃｔｏｒｓ　ｏｆ　ｓｏｉｌ　ｒｅｓｐｉｒａｔｉｏｎ　ａｎｄ　ｔｈｅ
ｔｅｍｐｅｒａｔｕｒｅｓ’ｓ　ｅｆｆｅｃｔｓ　ｏｎ　ｓｏｉｌ　ｒｅｓｐｉｒａｔｉｏｎ　ｉｎ　ｔｈｅ　ｇｌｏｂａｌ　ｓｃａｌｅ
［Ｊ］．Ａｃｔａ　Ｅｃｏｌｏｇｉｃａｌ　Ｓｉｎｉｃａ，１９９７，１７（５）：４６９－４７６．
［４］　Ｒａｉｃｈ　Ｊ　Ｗ，Ｓｃｈｌｅｓｉｎｇｅｒ　Ｗ　Ｈ．Ｔｈｅ　ｇｌｏｂａｌ　ｃａｒｂｏｎ　ｄｉｏｘｉｄｅ　ｅｆ－
ｆｌｕｘ　ｉｎ　ｓｏｉｌ　ｒｅｓｐｉｒａｔｉｏｎ　ａｎｄ　ｉｔｓ　ｒｅｌａｔｉｏｎｓｈｉｐ　ｔｏ　ｖｅｇｅｔａｔｉｏｎ　ａｎｄ
ｃｌｉｍａｔｅ［Ｊ］．Ｔｅｌｕｓ，１９９２，４４（Ｂ）：８１－９９．
［５］　Ｍｕｓｓｅｌｍａｎ　Ｒ　Ｃ，Ｆｏｘ　Ｄ　Ｇ．Ａ　ｒｅｖｉｅｗ　ｏｆ　ｔｈｅ　ｒｏｌｅ　ｏｆ　ｔｅｍｐｅｒａｔｅ
ｆｏｒｅｓｔｓ　ｉｎ　ｔｈｅ　ｇｌｏｂａｌ　ＣＯ２ｂａｌａｎｃｅ［Ｊ］．Ｊｏｕｒｎａｌ　ｏｆ　ｔｈｅ　Ａｉｒ　＆
Ｗａｓｔｅ　Ｍａｎａｇｅｍｅｎｔ　Ａｓｓｏｃｉａｔｉｏｎ，１９９１，４１：７９８－８０７．
［６］　Ｈａｎｓｏｎ　Ｐ　Ｊ，Ｅｄｗａｒｄｓ　Ｎ　Ｔ，Ｇａｒｔｅｎ　Ｇ　Ｔ，ｅｔ　ａｌ．Ｓｅｐａｒａｔｉｎｇ
ｒｏｏｔ　ａｎｄ　ｍｉｃｒｏｂｉａｌ　ｃｏｎｔｒｉｂｕｔｉｏｎｓ　ｔｏ　ｓｏｉｌ　ｒｅｓｐｉｒａｔｉｏｎ：ａ　ｒｅｖｉｅｗ
ｏｆ　ｍｅｔｈｏｄｓ　ａｎｄ　ｏｂｓｅｒｖａｔｉｏｎｓ［Ｊ］．Ｂｉｏｇｅｏｃｈｅｍｉｓｔｒｙ，２０００，４８：
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ｃｕｓ　ａｌｉｅｎａ　ｖａｒ．ａｃｕｔｅｓｅｒｒａｔａ　ｎａｔｕｒａｌ　ｆｏｒｅｓｔｓ　ｉｎ　Ｑｉｎ　ｌｉｎｇ
Ｍｏｕｎｔａｉｎｓ［Ｊ］．Ｓｃｉｅｔｉａ　Ｓｉｌｖａｅ　Ｓｉｎｉｃａｅ，２００２，３８（４）：１－６．
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ｔｅｍｐｅｒａｔｕｒｅ［Ｊ］．Ｓｏｉｌ　Ｂｉｏｌｏｇｙ　＆ Ｂｉｏｃｈｅｍｉｓｔｒｙ，２００１，３３：
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ｔｅｍｐｅｒａｔｅ，Ｃｈｉｎａ［Ｊ］．Ａｃｔａ　Ｅｃｏｌｏｇｉｃａｌ　Ｓｉｎｉｃａ，２００７，２７：
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ｐｅｒａｔｅ　ｆｏｒｅｓｔ　ｅｃｏｓｙｓｔｅｍｓ　ｉｎ　Ｎｏｒｔｈｅａｓｔｅｒｎ　Ｃｈｉｎａ［Ｊ］．Ａｃｔａ
Ｐｈｙｔｏｅｃｏｌｏｇｉｃａ　Ｓｉｎｉｃａ，２００６，３０（２）：２８６－２９４．
［２４］　Ｒａｉｃｈ　Ｊ　Ｗ，Ｔｕｆｅｋｃｉｏｇｌｕ　Ａ．Ｖｅｇｅｔａｔｉｏｎ　ａｎｄ　ｓｏｉｌ　ｒｅｓｐｉｒａｔｉｏｎ：
Ｃｏｒｒｅｌａｔｉｏｎｓ　ａｎｄ　ｃｏｎｔｒｏｌｓ［Ｊ］．Ｂｉｏｇｅｏｃｈｅｍｉｓｔｒｙ，２０００，４８：
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［２５］　Ｅｒｌａｎｄ　Ｂ，Ｈａｋａｎ　Ｗ．Ｓｏｉｌ　ａｎｄ　ｒｈｉｚｏｓｐｈｅｒｅ　ｍｉｃｒｏｏｒｇａｎｉｓｍｓ
ｈａｖｅ　ｔｈｅ　ｓａｍｅ　Ｑ１０ｆｏｒ　ｒｅｓｐｉｒａｔｉｏｎ　ｉｎ　ａ　ｍｏｄｅｌ　ｓｙｓｔｅｍ［Ｊ］．
Ｇｌｏｂａｌ　Ｃｈａｎｇｅ　Ｂｉｏｌｏｇｙ，２００３，９：１７８８－１７９１．
［２６］　Ｔａｎｇ　Ｊ　Ｗ，Ｂａｄｏｃｃｈｉ　Ｄ　Ｄ，Ｘｕ　Ｌ　Ｋ．Ｔｒｅｅ　ｐｈｏｔｏｓｙｎｔｈｅｓｉｓ
ｍｏｄｕｌａｔｅｓ　ｓｏｉｌ　ｒｅｓｐｉｒａｔｉｏｎ　ｏｎ　ａ　ｄｉｕｒｎａｌ　ｔｉｍｅ　ｓｃａｌｅ［Ｊ］．Ｇｌｏｂａｌ
Ｃｈａｎｇ　Ｅｃｏｌｏｇｙ，２００５，１１：１２９８－１３０４．
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ｐｏｒａｌ　ｖａｒｉａｔｉｏｎｓ　ｉｎ　ａ　ｙｏｕｎｇ　ｐｏｎｄｅｒｏｓａ　ｐｉｎｅ　ｐｌａｎｔａｔｉｏｎ　ｉｎ
ｎｏｒｔｈｅｒｎ　Ｃａｌｉｆｏｒｎｉａ［Ｊ］．Ｇｌｏｂａｌ　Ｃｈａｎｇｅ　Ｂｉｏｌｏｇｙ，２００１，７：
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［本文编校：吴　毅］
３３２第３１卷　　　　 　中 南 林 业 科 技 大 学 学 报