全 文 ：林业科学研究!"#$%!"&"%#$+$, +$*
!"#$%&$%$(#)*
!!文章编号!$##$($)*&""#$%##%(#+$,(#+
不同营林措施对马尾松林土壤呼吸影响
雷!蕾$!"! 肖文发$!"! 曾立雄$!"!! 黄志霖$!"! 高尚坤$!"! 谭本旺,
"$2中国林业科学研究院森林生态环境与保护研究所 国家林业局森林生态环境重点实验室!北京!$###*$* "2湖北秭归三峡库区
森林生态系统国家定位观测研究站!湖北 宜昌!)),,$* ,2湖北省秭归县林业局!湖北 宜昌!)),,$#
收稿日期$ "#$)(#+(,$
基金项目$ 林业公益性行业科研专项%典型森林土壤碳储量分布格局及变化规律研究&"项目编号$"#$$#)##&#中央级公益性科研院
所基本科研业务费专项资金%典型森林土壤有机碳空间分布格局及其制图&"项目编号$E.^0N^33G"#$$#$#
作者简介$ 雷蕾!在读博士"$*&)#!主要研究方向为森林生态系统土壤碳循环( 3(4567$7P6$*&#$",<$,2=>4
!
通讯作者$ 3(4567$ ?7Y=5Q<$,2=>4
摘要!以三峡库区马尾松飞播林为研究对象!针对不同营林措施$除灌"清除所有除灌产生的枝叶#采伐 N"采伐强
度 $%g!采伐树干!并未对枝叶进行清除#采伐N"采伐强度 +#g!采伐剩余物处理同采伐N#对照!采用HN(&$## 土
壤Eb
"
通量测定系统对其土壤呼吸速率进行为期 $ 年的连续观测!分析了不同营林措施对于土壤呼吸的影响以及
不同营林措施下土壤呼吸产生差异的原因( 结果显示$年土壤呼吸速率均值除灌"$2&" q#2#+
!
4>7+4
J"
+D
J$
# i
对照""2$& q#2#%
!
4>7+4
J"
+D
J$
# i采伐 N""2,+ q#2#+
!
4>7+4
J"
+D
J$
# i采伐 N""2& q#2$
!
4>7+4
J"
+
D
J$
#*采伐强度与土壤呼吸速率增值呈正比*不同营林措施与对照土壤呼吸速率均在夏季生长旺盛期 +)& 月达到
最大值*高强度的采伐显著提高了土壤温度与湿度!对照除灌采伐 N采伐 N土壤呼吸敏感性指数 l
$#
值依次为$
"2$& q$2#*$2% q#2#+"2"# q#2#*!"2, q#2#*(
关键词!马尾松*土壤呼吸速率*除灌*采伐*土壤温度*土壤湿度
中图分类号!M+*$2")& 文献标识码!.
!..%81(.N($%&1O+)+3%I%)1()6(,A%&#$+1()(.(">61!3110>"3>3
;MQ;$,
$!"
! Q`7?9$@$!"
! =M6:;,$!"
! >C76:=*,<2,@
$!"
! :7?B*(@A<[4@
$!"
! T76S$@,
"$20PDP5B=@ N9DO6OWOP>Q^>BPDO3=>7>:T! 39V6B>94P9O59R GB>OP=O6>9! E@69PDP.=5RP4T>Q^>BPDOBT! MO5OP^ >BPDOBT.R4696DOB5O6>9 SPT
H5A>B5O>BT>Q^>BPDO3=>7>:T59R 39V6B>94P9O! -P6;69:!$###*! E@695* "215O6>957^>BPDO3=>DTDOP4MO5O6>9 >QF@BPPL>B:PD
0PDPBV>6B69 h6:W6E>W9OT! f6=@59:!)),,*! ZWAP6! E@695* ,2^>BPDOBT-WBP5W >Qh6:W6E>W9OT! f6=@59:!)),,*! ZWAP6! E@695#
*7&1$+81$.PB657TDPPRPR 0,@4%+(%"@,(@( Q>BPDO69 O@PF@BPPL>B:PD0PDPBV>6B5BP586O@ R6QPBP9O4595:P4P9O
OBP5O4P9OD! 69=7WR69:D@BWAD(=WO69:U7WDBPD6RWPBP4>V57! @5BVPDON"=WO69:69OP9D6OT$%g! DOP4(>97T@5BVPDO69:
86O@>WOBPD6RWPBP4>V57#! @5BVPDON"=WO69:69OP9D6OT+#g! @5BVPDOOTUP5D@5BVPDON# 59R O@P=>9OB>7! 8PBPDWB(
VPTPR O>4P5DWBPO@PO>O57D>67BPDU6B5O6>9 B5OPD>VPB5TP5BATWD69:HN(&$## DTDOP42F@P69Q7WP9=P>QV5B6>WDQ>BPDO
4595:P4P9OD>9 D>67BPDU6B5O6>9 85DR6D=WDDPR 59R O@PBP5D>9D=5WD69:O@PV5B65A676OT>QD>67BPDU6B5O6>9 8PBP595(
7T?PR2F@PBPDW7ODD@>8PR O@5O$ O@P599W57D>67BPDU6B5O6>9 >QQ>BPDOD86O@ R6QPBP9OOBP5O4P9OD85D$2&" q#2#+
!
4>7
+4
J"
D
J$
"D@BWAD(=WO69:#! "2$& q#2#%
!
4>7+4
J"
D
J$
"=>9OB>7#! "2,+ q#2#+
!
4>7+4
J"
D
J$
"@5BVPDON#! 59R
"2& q#2$
!
4>7+4
J"
D
J$
"@5BVPDON#2F@P@5BVPDO69OP9D6OT85DU>D6O6VP7TBP75OPR O>D>67BPDU6B5O6>9 69=BP4P9O*
D>67BPDU6B5O6>9 >Q57O@P@5BVPDOOBP5O4P9OBP5=@PR O@P45Y64W469 kW7T59R .W:WDO2Z6:@ 69OP9D6OT64UB>VPR O@P
D>67OP4UPB5OWBP59R 4>6DOWBP2F@POP4UPB5OWBPDP9D6O6V6OT69RPYPD>QO@P=>9OB>7! D@BWAD(=WO69:! @5BVPDON! 59R
@5BVPDON8PBP"2$& q$2#*! $2% q#2#+! "2"# q#2#* 59R "2, q#2#* BPDUP=O6VP7T2
9%- :($/&$ 0,@4%+(%"@,(@(* D>67BPDU6B5O6>9* D@BWAD(=WO69:* @5BVPDO* D>67OP4UPB5OWBP* D>674>6DOWBP
林!业!科!学!研!究 第 "& 卷
森林土壤在维持全球碳平衡以及应对气候变化
起着关键的作用,$ J"- !森林生态系统碳排放中!,#g
&#g源于土壤的呼吸作用,,- ( 然而!土壤呼吸的
组成的复杂性!如根呼吸菌根呼吸微生物呼
吸,) J%- !以及过程的复杂性!受到土壤温度湿度植
物组成微生物活性土壤有机质含量等综合作用!
导致土壤呼吸具有极大的变异性, J&- ( 除自然因素
外!土壤呼吸的时空变异性同时受到人类干扰和森
林管理措施的影响( 森林管理措施如间伐火烧施
肥等!可能通过改变地上植被组成林内光照土壤
水分温度等进而影响森林土壤碳排放!近些年来许
多学者针对森林采伐与土壤碳排放进行了大量研
究!但在不同的森林生态环境下土壤呼吸对于森林
采伐的响应是不同的,* J$$- !仍需对特定区域不同森
林经营方式下森林土壤呼吸进行研究!以定量预测
森林经营管理对于碳循环的影响进而制定出合理的
森林经营方案(
马尾松"0,@4%+(%"@,(@( H54A2#是中国南方
主要造林树种,$"- !也是三峡库区分布面积最大的森
林类型,$,- ( 目前关于中国马尾松林土壤呼吸较少!
且主要集中于未受人为管理干扰的情况,$)- !同时!
在三峡库区马尾松林人为管理干扰后土壤呼吸的变
化尚未见报道( 本研究以三峡库区人为管理干扰后
马尾松飞播林为研究对象!对不同营林措施下总土
壤呼吸速率及 % =4深处土壤温湿度进行连续观测!
探讨不同营林措施下马尾松林土壤呼吸速率变化情
况以及影响土壤呼吸速率的主要因子!旨在为本区
域科学经营马尾松林提供理论支撑以促进马尾松林
固碳效益!为科学评价营林措施对于森林碳吸存的
影响提供基础数据(
$!研究区概
研究地点位于湖北省秭归县三峡库区九岭头林
场!地理位置 ,#o%*I1! $$#o)+I3!海拔 $%
" #,#2 4!年均气温 $2*K!年降水量 $ ### $
"%# 44!多集中于 ) * 月!属于亚热带大陆性季风
气候( 土壤类型以黄壤黄棕壤为主,$%- ( 调查样地
内马尾松林为 +# 年代飞播造林!样地内林木分布均
匀!马尾松为主要优势种!盖度达 &#g( 林下灌木
主要有火棘"01#()(@&*( F"#&4@$(@("C5Y642#H6#胡
枝子" ;$%G$3$H( 5,)"2"#FWB=?2#木姜子" ;,&%$( G4@<
A$@%ZP4D72#等!草本主要有狗脊 "9""3c(#3,( d(<
G"@,)("H2^2#M42#苔草"8(#$V3"@,(@( MUBP9:#三
脉紫菀 "7%&$#(A$#(&",3$%FWB=?2# 中日金星蕨
"0(#(&*$21G&$#,%@,GG"@,)(" B^59=@2POM5V2#E@69:#等(
"!研究方法
>2;<样地设置
样地设置于三峡库区九岭头林场经营后的马尾
松飞播林内!样地内采用典型采样法!于 "#$, 年 *
月按照不同营林措施!分别设立 , 块 "# 4 "`# 4固
定样地!采取除灌和采伐进行处理( 除灌"林床清
理#"MC#主要是清除样地内所有灌木!并对灌木清
理后的剩余物进行仔细清除*采伐 N"Z$#即采伐样
地内的非马尾松!主要为后期更新的阔叶树种!强度
为 $%g"按断面积计算#*采伐 N"Z"#是清除样地
内平均胸径以上马尾松!强度为 +#g( 伐木作业采
用人力油锯伐木!仅对采伐的树干进行了移除!不对
采伐产生的剩余物如枝叶等进行清除( 同时在固定
样地相邻处!土壤条件基本相同的林地设置对照
"ES#固定样地 , 块""# 4 "`# 4#( 各种经营措施
在 "#$, 年 $# 月中旬完成"表 $#(
表 ;<马尾松飞播林不同营林措施后样地概况
营林措施 坡度\o 坡向 海拔\4 平均胸径\=4
密度"株数+@4J"#
表层土壤
"# "# =4#UZ
土壤厚度=4
月凋落物
量\":+4J"#
对照"ES# ,) 西北 $ ""% $$2$ $ && %2%# $"# )2%,
除灌"MC# ,% 西北 $ ")# $"2% $ )&# %2)* $"# ,)2,#
采伐N"Z$# ,, 西北 $ "## $+2+) %") %2)* $"# ,*2#,
采伐N"Z"# ,, 西北 $ "" *2, *#& %2,) $"# +2%+
>2><土壤呼吸及土壤温湿度测定
在对照与营林措施设定的固定样地内分别随机
设置 % 个观测小区"$ 4 $` 4#!每个小区内各布设
$ 个直径 "# =4深度 & =4的聚氯乙烯"GmE!% =4
埋入地下#土壤环置放于土壤表层内( 土壤呼吸由
H6(&$## 便携式土壤呼吸仪测得( 同时用H6(&$## 自
带的土壤温湿度探头测定 % =4土壤的水分以及温
度!每个土壤呼吸圈附近测定 , 次取平均值( 测定
)$+
第 % 期 雷!蕾!等$不同营林措施对马尾松林土壤呼吸影响
时间为 "#$, 年 $$ 月)"#$) 年 $# 月!避开雨天测
定!生长季", 月)* 月#于每月月中和月底各测定 $
次!共测定 " 次!非生长季每月于月底测定 $ 次!每
次测定时间为上午 * 点至 $$ 点*其中!"#$) 年 $ 月
" 月由于下雪封路未能进行测定!) 月生长季由于连
续降雨!仅测定 $ 次(
>2B<数据统计分析
所有的统计分析都在 MGMM $* 软件中进行!用
0PUP5OPR 4P5DWBPD.1bm.检验土壤呼吸季节变化
的显著性!用 M6:45G7>O$$2# 软件作图( 月土壤呼吸
速率是每月测量值的平均值!年土壤呼吸速率是全
年每月测量的平均值( 两个参数指数方程用于描述
土壤呼吸与土壤表层温度的关系"方程"$##!同时
通过方程""#估计温度敏感性系数Z
$#
"
,,-
#
%]($
5T
"$#
Z
$#
]$
$#5
""#
!!式中!%为测定的土壤呼吸速率"
!
4>7+4
J"
+
D
J$
#!T为表层 % =4土壤温度"K#!( 是温度为 #K
的土壤呼吸!5为温度反应系数(
Z
$#
的标准误"M232"Z
$#
##用下式"方程",##计
算"式中5同上方程""#为温度反应系数!M232"5#
为温度反应系数5的标准误#$
M232"Z
$#
# ]Z
$#
$^# M^232"5# ",#
!!土壤呼吸速率与土壤湿度之间的关系通过二次
回归方程")#计算$
%]5
$
b5
"
^9b5
,
^9
"
")#
!!式中!9为土壤体积含水量"g#!5
$
5
"
5
,
为方
程拟合参数(
为检验土壤湿度与土壤温度对于土壤呼吸速率
的叠加效应!将土壤温度土壤含水量及其乘积作为
独立变量引入到对数变换后的方程"$#中!如下式
所示$
79 %])
$
b)
"
^Tb)
,
^9b)
)
^T^9"%#
!!式中!T9如上所述!)
$
)
"
)
,
)
)
为方程拟合
参数(
,!结果与分析
B2;<土壤呼吸时间变异性
不同营林措施下下土壤呼吸速率呈现显著的季
节变化"0i#2##$#!土壤呼吸速率均在 + 月达到最
大值!ES!MC!Z$!Z" 样地土壤呼吸速率最大值分
别为 ,2"*,"2,+,2))2,#)
!
4>7+4
J"
+D
J$
(
除 MC!Z$Z" 土壤呼吸速率显著高于对照"0i
#c##$#!且在 , 月份达到最小值"图 $#( 从月动态
来看!在采伐后 " 个月!Z$ nESnMCnZ"!次年 ,
月和 ) 月各个处理土壤呼吸速率无明显差异!直至
次年 % 月开始出现较大的差异( 对照除灌采伐N
采伐N样地土壤呼吸速率变化范围分别为 #2,"
%2+,) )2,"#2, %2&*#2)# &2$
!
4>7
+4
J"
+D
J$
(
图 $!不同营林措施下土壤呼吸速率"5#
土壤温度"A#土壤湿度"=#季节动态
%$+
林!业!科!学!研!究 第 "& 卷
表 ><不同营林措施土壤温度"G#$土壤湿度"A#和土壤呼吸速率"#1#平均值多重比较
营林措施
土壤温度\K
均值 标准误
土壤湿度\g
均值 标准误
土壤呼吸速率\"
!
4>7+4
J"
+D
J$
#
均值 标准误
对照"ES# $)2)% 5 #2,, $2#+ A #2,* "2$& A #2#+
除灌"MC# $%2, 5 #2,) $,2+# 5 #2)+ $2&" 5 #2#%
采伐N"Z$# $%2#" 5 #2,, $%2)* A #2,* "2,+ A #2#+
采伐N"Z"# $&2$) A #2)$ "$2, = #2,+ "2& = #2$
!!表中 (5)表示显著性差异组别"
!
]#2##%#
B2><土壤温度与土壤呼吸
除采伐N外!其余营林措施土壤温度差异并不
显著"表 "#( 所有营林措施下!土壤呼吸速率与土
壤温度呈现极显著的相关关系"0i#2##$#!土壤温
度的升高造成了土壤中Eb
"
排放的增加"图 $#( 相
较于除灌 "" ]#2,)!0i#2##$ #!对照 "" ]
#c%$)!0i#2##$#采伐 N"" ]#2%&*!0i#2##$#
采伐N"" ]#R&"!0i#2##$#土壤呼吸速率均与土
壤温度呈现较好的指数关系"表 ,#( 对照除灌采
伐N采伐N处理方式下!Z
$#
值分别为 "2$& q$2#*!
$2% q#2#+!"2"# q#2#*!"2, q#2#*(
表 B<不同营林措施土壤温度"G#$土壤湿度"A#与土壤呼吸速率"#1#的模型参数
营林措施
土壤温度
参数 数值 标准误

"
土壤湿度
参数 数值 标准误2

"
对照"ES# ( #R$ #R#) #R%$) 5
$
,R$" #R%$ #R#",
5 #R#+& #R#%
5
"
J#R$, #R#)
5
,
#2##) #2##"
除灌"MC# ( #R+, #R#% #R,) 5
$
#R+#* #R""* #R$&,
5 #R#% #R##)
5
"
#R$"" #R#,$
5
,
J#2##" #2##$
采伐N"Z$# ( #R,* #R#), #R%&* 5
$
"R"+% #R)" #R#*%
5 #R#+* #R##)
5
"
J#2#) #2#%&
5
,
#2##, #2##"
采伐N"Z"# ( #R)** #R#, #R&" 5
$
R)** #R*&) #R#%&
5 #R#& #R##)
5
"
J#R,," #R#*+
5
,
#2##+ #2##"
!!对照土壤湿度土壤呼吸速率关系模型0]#R#+!其余模型0
*
#2##$2
B2B<土壤湿度与土壤呼吸
由相关性分析可知!除对照外"]#R#,+!0]
#R%#外!除灌"]#R)##!0i#2##$#采伐 N"]
#R"&&!0i#2##$#采伐N"]J#2$),!0]#2#"#
样地与土壤湿度呈现不同程度的相关关系( 虽然观
测期内!不同处理方式下土壤湿度均值与土壤呼吸
速率均值呈现出一致的差异性!即采伐Nn采伐Nn
对照n除灌"表 "#!但由土壤呼吸与土壤湿度拟合
方程可知!土壤湿度仅能解释土壤呼吸速率变异性
的 "2,g $&2,g"表 ,#!土壤湿度单一因素并不能
有效的说明土壤呼吸的变异性(
B2E<土壤温度与土壤湿度对土壤呼吸的叠加效应
相较于除灌"" ]#R,+*!0i#2##$#!土壤温度
与土壤湿度的共同作用能更好的解释对照"" ]
#c%"#!0i#2##$#采伐 N"" ]#R"#!0i#2##$#
采伐N"" ]#R*)!0i#2##$#的土壤呼吸速率变化
"表 )#( 土壤呼吸与土壤温度以及土壤湿度的复合
表 E<土壤呼吸"#1#与土壤温度"G#及土壤湿度"A#
复合关系模型参数
营林措施 参数 数值 标准误

"
对照"ES# )
$
J#R%*" #R")% #R%"#
)
"
#R#*$ #R#$%
)
,
#R##& #R#"#
)
)
J#2##$ #2##$
除灌"MC# )
$
J#R") #R$+$ #R,+*
)
"
#R#,& #R#$$
)
,
#R## #R#$+
)
)
#2### #2##$
采伐N"Z$# )
$
J$R##) #R"$$ #R"#
)
"
#R#*& #R#$"
)
,
#R#)% #R#$
)
)
J#2##" #2##$
采伐N"Z"# )
$
J#R&&# #R,$ #R*)
)
"
#R#&" #R#$)
)
,
#R## #R#$)
)
)
#2### #2##$
!!0i#2##$2
模型决定系数 " 相较于土壤温度因子或土壤湿度
$+
第 % 期 雷!蕾!等$不同营林措施对马尾松林土壤呼吸影响
因子单一模型的决定系数均有一定的提高!表明土
壤温湿度的叠加能更准确的阐明土壤呼吸的动态变
化!营林后土壤温湿度的协同变化造成了土壤呼吸
速率的差异性(
B2F<不同处理下土壤呼吸变化幅度
由图 " 可知!不同营林措施使得土壤呼吸速率
变化幅度表现出了明显的差异( 除灌措施下土壤呼
吸呈现减少增加减少的趋势!土壤呼吸速率变化
幅度于次年 & 月达到最大值 ,$2$"g*采伐N变化较
一致!除了次年 , 月% 月出现较小幅度的减少外!
均呈现增加的变化*而采伐处理 " 样地则是以次年 ,
月为界限!在 , 月之前土壤呼吸速率低于对照!最低
值达到 ,%2)g!, 月之后开始高于对照( 采伐 N
"Z$#与采伐N"Z"#处理均在次年 $# 月生长季结束
时达到最大变幅!分别为 )%2%,g与 &)2"g( 整体
来看!以次年生长季开始"$) 年 , 月与 ) 月#为界
限!各处理下土壤呼吸速率变化幅度最小( 在此界
限之前与之后!各个处理土壤呼吸变化幅度均较大(
在采伐与除灌后第 $ 个生长季结束时!土壤呼吸速
率较对照变化幅度分别为$除灌减少 $#2#"g!采伐
N增加 *2,#g!采伐N增加 ",2$*g(
图 "!不同营林措施下土壤呼吸变化幅度
)!讨论
E2;<不同处理对土壤呼吸的影响
森林采伐一般会导致地上部分碳储量发生巨大
的变化!同时造成森林生态系统中生物因子"根系
土壤动物和微生物等#和气候因子"温度湿度等#
的变化!从而影响森林土壤的Eb
"
排放,$ J$+- ( 通常
认为!采伐干扰短期内会增加土壤呼吸,$& J$*- ( 本研
究中!不同采伐处理后 $ 年内土壤呼吸速率均值采
伐Nn采伐 Nn对照 n除灌"表 "#!与对照相比!除
灌减少 %2&g!采伐 N增加 *2$g!采伐 N增加
$+c"&g( 除灌呼吸速率低于对照这主要由于在灌
丛收割后!对样地收割残料进行了仔细的清理!减少
了地表E的输入!这与对落叶松人工林灌丛与凋落
物清理的研究结论一致,"#- ( 而采伐 N和采伐 N处
理下的样地并未进行残料清理!采伐时造成的采伐
剩余物为土壤呼吸提供了充足的底物!造成了土壤
呼吸速率的增加!这与国内外许多研究者结果相似(
例如!不同强度择伐后小兴安岭针叶林土壤有机质
含量与地表Eb
"
通量均增加,"$- *择伐造成了针阔混
交林和阔叶林的地表 E通量 ),g与 $)g增值,$*- (
在上述结果中!微生物的变化起着至关重要的作用!
森林经营措施对土壤微生物群落结构和功能产生显
著的影响!进而作用于土壤呼吸速率,""- !关于采伐
后微生物方面的变化对于土壤呼吸速率的影响会在
另外的论文中进行详细的阐述(
然而!也有研究认为森林采伐造成的根呼吸的
降低远远大于采伐造成的异养呼吸的增加!因此会
造成总的土壤呼吸速率的降低,$- ( 这也许是采伐
N在采伐后初期土壤呼吸速率低于对照样地的原因
之一( 采伐N样地较采伐 N强度更高!受到干扰强
度大!根呼吸大量减少!而在采伐后 " 个月!采伐处
理 " 样地土壤湿度高!温度低!降低了微生物活性!
进而使得异养呼吸值低( 此外!结果的多样性一方
面取决于采伐的强度类型以及保留树木的生长"光
合作用#对于地上生物量减少的补偿速度( 另一方
面!年际之间气候的变化对森林采伐后生理方面的
影响也非常重要!如温度光合有效辐射"G.0#以及
降雨等能够促进植物固 E减少呼吸的因素的变
化,", J"%- ( 同时!采伐干扰后!距离采伐干扰发生时
的调查时间也至关重要( 对福建杉木人工林和常绿
次生阔叶林的皆伐研究表明!皆伐后 , ) 月份土
壤呼吸显著增加!随后 " 年内!土壤呼吸相较对照区
域低,"- (
E2><土壤温湿度对土壤呼吸作用的影响
土壤呼吸速率的季节变化与气候因子植物生
理活动微生物群系以及死有机物质的输入量性质
相关,"+- ( 多数研究表明!土壤呼吸速率在夏季土壤
温度较高时达到最高值,$"! "&- !本研究中!不同处理
下土壤呼吸速率均在 & 月达到最高值!而冬季土壤
温度较低时土壤呼吸速率达到最小值"图 $#( 较低
+$+
林!业!科!学!研!究 第 "& 卷
的土壤温度会促使微生物休眠!进而降低其活性减
少土壤呼吸速率,"*- ( 森林采伐与除灌措施并未改
变土壤温度对于土壤呼吸的作用"表 "#!但相较于
采伐处理!土壤温度仅能解释除灌样地土壤呼吸变
异的 ,)2g!低于对照 %$2)g!同时其Z
$#
值 $2% q
#2#+ 也显著低于对照 "2$& q$2#*!这说明相较于采
伐处理!除灌处理后土壤呼吸速率对土壤温度变化
响应的敏感性降低!这与已有同类研究的结论相
似,"$- ( 同时!采伐处理措施Z
$#
值高于对照!这可能
由于森林采伐造成了根呼吸的增加!而根呼吸是土
壤呼吸的主要组成部分且具有较高的温度敏
感性,"&- (
采伐和除灌措施造成了土壤湿度的差异性!直
至采伐后 & 个月土壤温湿度差异减小"图 $#( 采伐
与除灌处理中!除灌处理下土壤湿度最低!主要源于
失去灌丛的遮挡!无法阻挡降水对于地表的冲击!土
壤水分涵养功能减弱!土壤水分蒸发快,"$- ( 而采伐
处理下!乔木的减少!林内环境的改变有利于下层灌
木与草本生长!使得土壤湿度较高( 通过土壤湿度
与土壤呼吸速率拟合方程可知土壤湿度并不能很好
的阐明土壤呼吸的变化"表 "#( 这与相关研究结果
一致( 如太原天龙山自然保护区油松林 ) 年土壤呼
吸观测研究表明!土壤湿度仅能解释土壤呼吸的
"g "%g
,,#-
!与本研究区域较接近的神农架不同
海拔梯度上 ) 种森林类型的土壤呼吸研究表明土壤
呼吸与土壤湿度并无显著地相关关系,,$- (
土壤湿度与土壤温度共同作用相较于单一因子
能更准确的解释土壤呼吸的变化"表 )#( 在样地处
理后初期"处理后至次年 月#!虽然土壤湿度差异
较大!但土壤温度是主要限制因素!除采伐 N外!土
壤呼吸值在土壤水热综合作用下并未表现出明显的
差异( 而采伐N土壤呼吸速率较低主要源于较高的
土壤湿度的限制"图 $#( 土壤湿度直接影响着微生
物活性!如土壤中水的运动气体体积以及溶质的淋
溶扩散等!土壤湿度过高或过低均会影响土壤微生
物呼吸根系生长等!进而对土壤呼吸产生影
响,,! ,"- ( 自生长旺盛期"次年 + 月#开始!土壤温度
较高!而土壤湿度降低!为土壤微生物活动凋落物
分解等提供了适宜的环境!使得土壤呼吸较高(
%!结论
除灌显著降低了马尾松飞播林土壤呼吸速率!
至第 $ 个生长季结束!土壤呼吸速率较对照降低幅
度为 $#2#"g!并降低了其温度敏感性( 采伐造成
了土壤呼吸速率的增加!且强度与土壤呼吸增值呈
正比!采伐N造成了土壤呼吸 *2,#g的变化幅度!采
伐N造成了土壤呼吸速率 ",2$*g的变化幅度( 采
伐对于土壤呼吸温度敏感性影响并不一致!强度大
的采伐N的Z
$#
值显著低于采伐 N与对照( 由此可
见!不同的营林措施对于土壤呼吸的影响有着复杂
的影响!仅从土壤温湿度环境因子出发并不能全面
的阐述其对于森林土壤呼吸的影响!仍需加大其他
相关因素的调查!如微生物活性土壤养分变化植
物组成等!同时对土壤呼吸进行长期连续的观测等!
才能科学认识营林措施对土壤呼吸变化的影响和作
用机理(
森林经营方式的干扰强度对土壤呼吸有着重要
影响!本文中不同营林措施下土壤温湿度与土壤呼
吸的拟合方程可用于定量估算土壤碳排放!但对于
整个森林系统碳固定效益有待进一步分析(
参考文献!
,$- L>W:@ EC! m>:P7EM! Z5B>7R SZ! $&(2RF@P7P:5=T>Q@5BVPDO
59R Q6BP>9 P=>DTDOP4=5BA>9 DO>B5:P69 59>BO@ OP4UPB5OPQ>BPDO,k-2
L7>A57E@59:P-6>7>:T! "##+"$,#$ $*,% J$*)*2
,"- /6Y>9 0S! -B>89 M! Z>W:@O>9 0.2E5BA>9 U>>7D59R Q7WY>Q:7>A(
57Q>BPDOP=>DTDOP4D,k-2M=6P9=P! $**)! ",$ $&%2
,,- b75;WT6:APM! F>A69 -! M5W9RPBDC! $&(2R^ >BPDOO@69969:59R D>67
BPDU6B5O6>9 69 5M6Oe5DUBW=PQ>BPDO69 NBP759R ,k-2.:B6=W7OWB5759R
>^BPDOCPOP>B>7>:T! "#$"! $%+$ & J*%2
,)- MWAePk! m>eP10! HPB>996m! $&(2R/T9546=D59R U5O@85TD>Q
5WO>OB>U@6=59R @POPB>OB>U@6=D>67Eb
"
PQ7WYBPVP57PR ATQ>BPDO:6BR(
769:,k-2k>WB957>Q3=>7>:T! "#$$! **"$#$ $& J$*,2
,%- 朱!凡! 王光军! 田大伦! 等2马尾松人工林根呼吸的季节变化
及影响因子,k-2林业科学! "#$#! )"+#$ , J)$2
,- H6O>9 EC! 056=@ kd! 0T59 CL2E5BA>9 57>=5O6>9 69 Q>BPDOP=>(
DTDOP4D,k-2L7>A57E@59:P-6>7>:T! "##+! $, " $# #$ "#&*
J"$#*2
,+- .46B>-/! -5B.L! -5BkL! $&(2R3=>DTDOP4=5BA>9 R6>Y6RP
Q7WYPD5QOPBR6DOWBA59=P69 Q>BPDOD>Q1>BO@ .4PB6=5,k-2k>WB957>Q
LP>U@TD6=570PDP5B=@! "#$#! $$%2
,&- 黄志霖! 肖文发2生物群区和林龄对森林土壤呼吸及其组分的
影响,k-2生态学报! "##&! "&"*#$ )#+& J)#&+2
,*- /57Pd2k>@9D>9! GPOPBM2EWBO6D23QP=OD>QQ>BPDO4595:P4P9O>9
OP4UPB5OPQ>BPDOD>67E59R 1DO>B5:P$ 4PO5(5957TD6D,k-2 >^BPDO3(
=>7>:T59R C595:P4P9O! "##$! $)#"" J,#$ ""+ J",&2
,$#- 7^P469:0H!H5U>BOPC !^Z>:59 L/!$&(2R3QP=OD>Q@5BVPDO69:
59R D>67R6DOWBA59=P>9 D>67Eb
"
,k-2E595R659 k>WB957>Q^ >BPDO
0PDP5B=@! "##! ,",#$ %&* J##2
,$$- 杨玉盛! 陈光水! 王小国! 等2皆伐对杉木人工林土壤呼吸的
影响 ,k-2土壤学报! "##%! )"")#$ %&) J%*#2
&$+
第 % 期 雷!蕾!等$不同营林措施对马尾松林土壤呼吸影响
,$"- 王光军! 田大伦! 闫文德! 等2马尾松林土壤呼吸对去除和添
加凋落物处理的响应,k-2林业科学! "##*! )%"$#$ "+ J,#2
,$,- 肖文发! 雷静品2三峡库区森林植被恢复与可持续经营研究
,k-2长江流域资源与环境! "##)! $,""#$ $,& J$))2
,$)- 韩海燕! 曾立雄! 雷静品! 等2三峡库区兰陵溪小流域 , 种林
型土壤呼吸组分的量化,k-2东北林业大学学报! "#$)"#,#$
+, J+2
,$%- 葛晓改! 肖文发! 曾立雄! 等2三峡库区不同林龄马尾松土壤
养分与酶活性的关系,k-2应用生态学报! "#$"! ",""#$ ))%
J)%$2
,$- F59:k! l6f! jW C! $&(2R^ >BPDOO@69969:59R D>67BPDU6B5O6>9 69
5U>9RPB>D5U69PU759O5O6>9 69 O@PM6PB51PV5R5,k-2FBPPG@TD6>7(
>:T2"##%! "%"$#$ %+ J2
,$+- 167DP9 G! MOB59R HF2F@69969:69OP9D6OTPQP=OD>9 =5BA>9 59R 96(
OB>:P9 DO>BPD59R Q7WYPD69 51>B85TDUBW=P"0,)$( (5,$%"H2#
S5BDO2# DO59R 5QOPB,, TP5BD,k-2^ >BPDO3=>7>:T59R C595:P4P9O2
"##&! "%",#$ "#$ J"#&2
,$&- E>9=676>.! C5M! H6l! $&(2RM>67BPDU6B5O6>9 BPDU>9DPO>UBP(
D=B6APR AWB969:59R O@69969:69 46YPR(=>96QPB59R @5BR8>>R Q>BPDOD
,k-2E595R659 k>WB957>Q^>BPDO0PDP5B=@! "##%! ,%"+#$ $%&$ J
$%*$2
,$*- H5WBP9OC! F59:kd! jW C! $&(2RN9Q7WP9=PD>QBP=>VPBTQB>4
=7P5BJ=WO! =7645OPV5B65A676OT! 59R O@69969:>9 O@P=5BA>9 A5759=P
>Q5T>W9:U>9RPB>D5U69PU759O5O6>9,k-2.:B6=W7OWB5759R >^BPDO
CPOP>B>7>:T! "##%! $,#", J)#$ "#+ J"""2
,"#- 王文杰! 刘!玮! 孙!伟! 等2林床清理对落叶松";(#,VA+$2,<
@,#人工林土壤呼吸和物理性质的影响,k-2生态学报! "##&
"$##$ )+%# J)+%2
,"$- 孟!春! 王立海! 沈!微2小兴安岭针阔混交林择伐 5后林
地土壤呼吸速率空间变异性,k-2东北林业大学学报! "#$$!
,*",#$ +" J+%2
,""- C>>BP(SW=PB5k!/6=e 0G2GH^.GB>Q6769:>QC6=B>A657E>44W96OT
MOBW=OWBP59R MP5D>957M@6QOD69 M>67D>Q5/>W:75D(Q6BE@B>9>DP(
XWP9=P,k-2C6=B>A6573=>7>:T! "##&! %%",#$ %## J%$$2
,",- GPOPBZ! .9RPBD1! 1695-! $&(2RH5B:P(D=57PQ>BPDO:6BR769:
D@>8DO@5O=WBP9OU@>O>DT9O@PD6DRB6VPDD>67BPDU6B5O6>9,k-215(
OWBP! "##$! )$$$ +&* J+*"2
,")- M5W9RPBDC! F>A69 -! -75=e S! $&(2RF@69969:PQP=OD>9 O@P9PO
P=>DTDOP4=5BA>9 PY=@59:P>Q5M6Oe5DUBW=PQ>BPDO5BPOP4UPB5OWBP(
RPUP9RP9O,k-2.:B6=W7OWB5759R >^BPDOCPOP>B>7>:T! "#$"! $%+$ $
J$#2
,"%- MW76V59 -d! S>7A F3! Z5BOM E! $&(2RF@69969:BPRW=PDD>67
=5BA>9 R6>Y6RPAWO9>O4PO@59PQ7WYQB>4D>WO@8PDOPB9 _M.U>9RPB(
>D5U69PQ>BPDOD,k-2 >^BPDO3=>7>:T59R C595:P4P9O! "##&! "%%
"$"#$ )#)+ J)#%%2
,"- LW>k! f59:f! E@P9 L! $&(2R3QP=OD>Q=7P5B(=WO69:59R D75D@
AWB969:>9 D>67BPDU6B5O6>9 69 E@69PDPQ6B59R PVPB:BPP9 AB>5R7P5VPR
Q>BPDOD69 46R JDWAOB>U6=57E@695,k-2G759O59R M>67! "#$#! ,,,
"$ J"#$ ")* J"$2
,"+- ktB~4P1! /596P73! 16=>75D/! $&(2RMU5O657V5B65A676OT>QD>67
Eb
"
PQ7WY769ePR O>D>67U5B54POPBD59R P=>DTDOP4=@5B5=OPB6DO6=D69
5OP4UPB5OPAPP=@ Q>BPDO,k-2.:B6=W7OWB5759R >^BPDOCPOP>B>7>:T!
"#$"! $%) J$%%$ $, J$)2
,"&- M56?L! LBPP9 E! -WOPBA5=@(-5@7S! $&(2RMP5D>95759R DU5O657
V5B65A676OT>QD>67BPDU6B5O6>9 69 Q>WBM6Oe5DUBW=PDO59RD,k-2G759O
59R M>67! "##! "&+"$ J"#$ $$ J$+2
,"*- 3UB>9 /! 1:5>k0! LB596PB.2N9OPB599W57V5B65O6>9 >QD>67BPDU6(
B5O6>9 69 5APP=@ Q>BPDOP=>DTDOP4>VPB5D6Y(TP5BDOWRT,k-2.9957D
>Q^>BPDOM=6P9=P! "##)! $"#$ )** J%#%2
,,#- 严俊霞! 秦作栋! 张义辉! 等2土壤温度和水分对油松林土壤
呼吸的影响,k-2生态学报! "##*"$"#$ , J,+2
,,$- 罗!璐! 申国珍! 谢宗强! 等2神农架海拔梯度上 ) 种典型森
林的土壤呼吸组分及其对温度的敏感性,k-2植物生态学报!
"#$$"#+#$ +"" J+,#2
,,"- 汪金松! 赵秀海! 张春雨! 等2改变E源输入对油松人工林土
壤呼吸的影响,k-2生态学报! "#$"! ,""*#$ "+& J"+++2
*$+