全 文 ：第 ww卷 第 ts期
u s s {年 ts 月
林 业 科 学
≥≤Œ∞‘׌„ ≥Œ∂ „∞ ≥Œ‘Œ≤„∞
∂²¯1ww o‘²1ts
’¦·qou s s {
长沙樟树人工林生长季土壤呼吸特征
王光军 田大伦 朱 凡 闫文德 郑 威 李树战
k中南林业科技大学生态教研室 长沙 wtssswl
摘 要 } 用 Œ2≤’•2ywss2s|测定并研究湖南长沙樟树人工林生长季节土壤呼吸速率的日变化及季节变化规律 o
分析土壤呼吸与土壤水热因子的关系 ∀结果表明 }樟树林生长季土壤呼吸速率日变化呈单峰曲线 o与 x ¦° 深处土
壤温度日变化相一致 ou者呈显著指数相关 oΠ€ s1ssv ~樟树林土壤呼吸速率季节变化显著 o呈不规则曲线波动 o平
均呼吸速率为 w1s Λ°²¯ ≤’u#°pu¶pt o与 x ¦°深处土壤温度之间呈显著指数相关 o拟合方程为 ψ€ s1vuw u s¨1tsy wξ oΡu
€ s1|sv oΠ€ s1sst o与 x ¦°土壤湿度呈显著二次曲线相关 o模拟方程为 ψ€ p s1suy t ωu n t1{y| ω p u{1wsy oΡu €
s1wvy oΠ€ s1sx o土壤温度和湿度可以分别解释土壤呼吸变化的 |s1v h和 wv1y h ~由拟合的指数方程计算出樟树林
生长季节的 Θts值为 u1| ow ) y !z ) {和 | ) ts月 Θts值分别为 v1s{ ot1x|和 u1zu o呈现 Θts值随土壤温度升高而下降
的趋势 ~土壤呼吸速率同时受土壤湿度的影响 o当土壤湿度小于 vx1{ h时 o土壤呼吸与土壤湿度呈正相关 o但当土
壤含水量超过 vx1{ h这个阈值 o土壤湿度就成了土壤呼吸的抑制因子 ∀
关键词 } 城市森林 ~樟树 ~土壤呼吸 ~土壤温度 ~土壤湿度 ~长沙
中图分类号 }≥zt{1x 文献标识码 }„ 文章编号 }tsst p zw{{kuss{lts p ssus p sx
收稿日期 }ussz p s{ p ts ∀
基金项目 }湖南省杰出青年基金项目ksztsswl ~国家林业局/ |w{0项目kussz p w p t|l ~国家自然科学基金kvsxztw{zl ~湖南省科技厅重点
项目ksyƒvs{v !sx‘Žvsuyl ~中南林业科技大学青年科学研究基金kszsuw…l ∀
Γροωτη Ρεασον Σοιλ Ρεσπιρατιον Χηαραχτερσ οφ Χινναµοµυµ χαµπηορα
Πλαντατιον ιν Χηανγσηα
• ¤±ªŠ∏¤±ª­∏± ׬¤± ⁄¤¯∏± «∏ƒ¤± ≠¤± • ±¨§¨ «¨ ±ª • ¬¨ ¬≥«∏½«¤±
k Ρεσεαρχη Σεχτιον οφ Εχολογψo ΧεντραλΣουτη Υνιϖερσιτψοφ Φορεστρψ & Τεχηνολογψ Χηανγσηα wtssswl
Αβστραχτ } ׫¨ §¬∏µ±¤¯ ¤±§¶¨¤¶²±¤¯ §¼±¤°¬¦¶²©¶²¬¯µ¨¶³¬µ¤·¬²±¬±·«¨ Χινναµοµυµ χαµπηορα©²µ¨¶·¨¦²¶¼¶·¨°²©¤¶∏¥·µ²³¬¦¤¯
¤µ¨¤ º¨ µ¨ °¨ ¤¶∏µ¨§¤·‹∏¬·²±ª ¦¨²¯²ª¬¦¤¯ ¶·¤·¬²±©²µ≤«¬±¨ ¶¨ ƒ¬µ³¯¤±·¤·¬²±¶k≤«¤±ª¶«¤¶·¤·¬²±l ¬± ‹∏±¤±o≤«¬±¤q≤’u ©¨©¯∏¬¨¶
µ¤·¨ º¤¶°²±¬·²µ¨§∏¶¬±ª¤±¬±©µ¤µ¨§ª¤¶ ¬¨¦«¤±ª¨ ¤±¤¯¼½¨ µkŒ2≤’•2ywss2s|l ©µ²° „³µ¬¯·² ’¦·²¥¨µussy o¤±§·«¨ ¦²±·µ²¯ ¬¯±ª
©¤¦·²µ¶o¶∏¦«¤¶¶²¬¯·¨°³¨µ¤·∏µ¨ ¤±§°²¬¶·∏µ¨ º¨ µ¨ ¤¯¶²µ¨¦²µ§¨§¬±·«¨ Χqχαµπηορα©²µ¨¶·q׫¨ µ¨¶∏¯·¶¶«²º¨ §·«¤··«¨ §¬∏µ±¤¯
©¯∏¦·∏¤·¬²± ²©¶²¬¯µ¨¶³¬µ¤·¬²±¤¦¦²µ§¨§º¬·«·«¤·²©·«¨ ¶²¬¯·¨°³¨µ¤·∏µ¨ ¤·x ¦° §¨³·«o¤³³¨¤µ¬±ª¶¬±ª¯¨³¨¤®q׫¨ ¶²¬¯µ¨¶³¬µ¤·¬²±
¬¨«¬¥¬·¨§¤± ¬µµ¨ª∏¯¤µ©¯∏¦·∏¤·¨§¦∏µ√¨ §∏µ¬±ª·«¨ ¬¨³¨ ±°¨ ±·¤¯ ³¨µ¬²§ º¬·«¤ °¨ ¤± µ¤·¨ ²©w1s Λ°²¯#°pu¶pt q „ ¶¬ª±¬©¬¦¤±·
¬¨³²±¨ µ·¬¤¯ ¦²µ¨ ¤¯·¬²± º¤¶©²∏±§ ¥¨·º¨ ±¨ ¶²¬¯ µ¨¶³¬µ¤·¬²± µ¤·¨ ¤±§ ¶²¬¯ ·¨°³¨µ¤·∏µ¨ ¤·x ¦° §¨³·«q ‹²º¨ √¨ µo ¶¬ª±¬©¬¦¤±·
µ¨ ¤¯·¬²±¶«¬³¶º¨ µ¨ ±²·©²∏±§¥¨·º¨ ±¨·«¨ ¶²¬¯µ¨¶³¬µ¤·¬²±¤±§·«¨ ¶²¬¯ °²¬¶·∏µ¨ ¤·x ¦° §¨³·«q≥²¬¯·¨°³¨µ¤·∏µ¨ ¤±§°²¬¶·∏µ¨ º¨ µ¨
¤¥¯¨·² ¥¨ ∏¶¨§·² ¬¨³¯¤¬± ¦«¤±ª¨¶¬± ¶²¬¯ µ¨¶³¬µ¤·¬²± ¥¼ |s1v h ¤±§wv1y h ¬± ·«¨ Χq χαµπηορα ©²µ¨¶·q ׫¨ µ¨ ¤¯·¬²±¶«¬³
¥¨·º¨ ±¨ ¶²¬¯ µ¨¶³¬µ¤·¬²±µ¤·¨ kψl ¤±§·«¨ √¤µ¬¤¥¯¨²©¶²¬¯ ·¨°³¨µ¤·∏µ¨ kτl ¤±§¶²¬¯ °²¬¶·∏µ¨ k ωl ¤·x ¦° ¶²¬¯ §¨³·«¦²∏¯§¥¨
§¨¶¦µ¬¥¨§¥¼·«¨ ©²¯ ²¯º¬±ª ¬¨³²±¨ ±·¬¤¯ ¨´ ∏¤·¬²±} ψ€ s1vuw u s¨1tsy wξ o Ρu € s1|sv o Π€ s1sst o¤±§¥¼ ∏´¤§µ¤·¬¦¨´ ∏¤·¬²±}
ψ€ p s1suy t ωu n t1{y| ωp u{1wsy o Ρu € s1wvy o Π€ s1sx oµ¨¶³¨¦·¬√¨ ¼¯ q Θts √¤¯∏¨ ²©·«¨ ¶²¬¯µ¨¶³¬µ¤·¬²± º¤¶u1| §∏µ¬±ª
·«¨ ªµ²º¬±ª¶¨¤¶²±²© Χq χαµπηοραq׫¨ Θts √¤¯∏¨¶º¨ µ¨ v1s{ ot1x| ¤±§u1zu oµ¨¶³¨¦·¬√¨ ¼¯¬± „³µ¬¯·²∏±¨ o∏¯¼·² „∏ª∏¶·q
¤±§≥¨ ³·¨°¥¨µ·² ’¦·²¥¨µq Θts √¤¯∏¨ §¨¶¦¨±§¨§º¬·«¶²¬¯ ·¨°³¨µ¤·∏µ¨ µ¤¬¶¨§q • «¨ ± ¶²¬¯ «∏°¬§¬·¼ ¯¨¶¶·«¤± vx1{ h o·«¨ ¶²¬¯
µ¨¶³¬µ¤·¬²±µ¤·¨ º¤¶³²¶¬·¬√¨ ¼¯¦²µµ¨ ¤¯·¨§·²¶²¬¯«∏°¬§¬·¼o«²º¨ √¨ µo·«¨ «¬ª«¨¶·¶²¬¯µ¨¶³¬µ¤·¬²±µ¤·¨ º¤¶∏±§¨µ·«¨ ¦²±§¬·¬²±²©¶²¬¯
«∏°¬§¬·¼ °²µ¨ ·«¤± vx1{ h q
Κεψ ωορδσ} ∏µ¥¤±©²µ¨¶·~ Χινναµοµυµ χαµπηορα~¶²¬¯µ¨¶³¬µ¤·¬²±~¶²¬¯·¨°³¨µ¤·∏µ¨ ~¶²¬¯ º¤·¨µ~≤«¤±ª¶«¤
全球变暖是目前人类面临的重大环境问题 ∀以大气层 ≤’u 浓度增加和地球表面平均温度升高为标志
的全球变化 o将对陆地生态系统的碳循环和储量产生长远的深刻影响 ∀
在陆地生态系统中 o土壤呼吸是土壤碳库中 ≤素返回大气的主要途径k李凌浩等 oussul ∀通过土壤呼吸
释放的 ≤’u 高达 y{ ∗ tss °ª ≤#¤ptk•¤¬¦« ετ αλqot||u ~ ¨¯¬¯¯² ετ αλqoussul o约占大气中 ≤’u 的 ts h o是化石
燃料燃烧释放 ≤’u 的 ts倍之多k•¤¬¦« ετ αλqot||xl ∀有不少学者就土壤呼吸及其影响和控制因子做了大量
研究 o研究表明 o土壤呼吸不仅受土壤温度 !含水量 !降水 !凋落物以及理化性质等非生物因子的影响 o还受植
被类型 !根系生物量等生物因子和土地利用及干扰方式等人类活动的综合影响k•∏¶·¤§ ετ αλqousss ~ƒ¤±ª ετ
αλqousstl ∀这些因素中 o温度变化一般可以解释日变化和季节性变化的大部分变异k¬∏ ετ αλqoussul ∀在日
时间尺度上 o土壤呼吸的主导限制因子是温度k⁄²±ª ετ αλqousss ~周广胜等 oussul o在季节尺度上 o土壤呼吸
则受到温度与水分的共同影响k李凌浩等 ousss ~周广胜等 oussul ∀
本研究以亚热带城市森林中最具代表性的常绿阔叶樟树k Χινναµοµυµ χαµπηοραl林为对象 o测定其土壤
呼吸速率的日变化和季节变化 o揭示城市森林生态系统中水热因子对土壤呼吸的影响 o为预测土壤呼吸未来
动态提供指导 ∀
t 样地概况
试验地位于湖南省长沙市中南林业科技大学城市森林生态站kttuβw{χ ∞ou{βsvχ ‘l ∀属典型的亚热带湿
润季风气候 o年均气温 tz1u ε ot月最冷 o平均 w1z ε o极端最低气温 p tt1v ε ~z月最热 o平均气温u|1w ε o
极端最高气温 ws1y ε ~全年无霜期 uzs ∗ vss §o年均日照时数 t yzz1t «~雨量充沛 o年降水量 t wuu °°∀地
层主要是第四纪更新世的冲积性网纹红土和砂砾 o属典型红壤丘陵区 ∀
研究地海拔 tss ° o坡度 xβ ∗ txβ ∀研究对象为 w|年生樟树人工林 o平均树高 t| ° o平均胸径 uv1t ¦°o郁
闭度 s1{ ~混生树种有山矾kΣψµπλοχοσχαυδαταl !糙叶树kΑπηαναντηε ασπεραl !柘树 k Χυδρανια τριχυσπιδαταl o林下
灌木有大青k Χλεροδενδρον χψρτοπηψλλυµl !野鸦椿k Ευσχαπηισϕαπονιχαl等 o草本有淡竹叶kΛοπηαντηερυµ γραχιλεl !酢
浆草k Οξαλισχοµιχυλαταl !鸡矢藤k Παεδερια σχανδενσl和商陆k Πηψτολαχχα αχινοσαl等 ∀
u 研究方法
在中南林业科技大学城市森林重点实验室生态站旁樟树林中 o设置 v个 x ° ≅ x °的样方 o样方间距离
不少于 ux °∀在每个样方均匀放置 v个内径为 ts1x ¦°k与呼吸室内径相同l !高 w1x ¦°的 °∂ ≤土壤环 o将其
压入土壤 u ¦°左右 o首次测量在 uw «之后 o并将土壤环长期定位放置 ∀同时 o用 Œ2≤’•2ywss2s|土壤呼吸测
量系统的土壤温度探针测定 x ¦°深处土壤温度 ∀试验于 ussy年 w ) ts月进行 o每隔 u周在上午 | }ss ∗
tt }ss测定 t次土壤呼吸 o共测定了 tw次 ~同时用手持水分测定仪k∞≤‹u ’ ≤‹∞≤Žlk⁄¨ ¦¤ª²±o˜≥„l连接 ∞≤2x
传感器测定各样点地下 x ¦°土壤湿度 ∀在 ussy年 w月 uv日 !y月 uv日 !{月 u|日和 ts月 uw日每隔 u «连
续测定土壤呼吸日变化 ∀地下 x ots otx ous和 vs ¦°深处土壤温度及大气 !地表温度用城市森林生态站每天
{ }ss !tw }ss及 us }ss的曲管地温计观测数据 o土壤湿度用 ∞°x数据采集器连接 ∞≤‹u ’ 传感器测定 o每 vs
°¬±自动记录 s ∗ x !x ∗ ts !ts ∗ us和 us ∗ vs ¦°土层的土壤水分含量 ∀
土壤有机碳用重铬酸钾氧化 p外加热法测定 o全氮用半微量凯氏法测定 o³‹值采用电位法测定 o土壤密
度用环刀法测定 o孔隙度用环刀法k中国科学院南京土壤研究所 ot|{sl测定 ∀
数据分析采用 ≥°≥≥tv1s软件进行 o用 ’±¨ 2º¤¼ „‘’∂ „检验土壤呼吸速率季节变化的显著性 o指数回归
检验土壤呼吸与土壤温度 !土壤湿度的相关性 ∀用 ≥¬ª°¤°¯²·|1s软件作图 ∀
土壤呼吸速率kψl与土壤温度k Τl之间的关系采用指数模型 ψ€ α¨ βΤ模拟 o α为当土温为 s ε 时的土壤
呼吸速率 o β为温度反应系数k∏² ετ αλqousstl oαoβ为常数 ~ Θts值用 Θts € t¨sβ计算k∏² ετ αλqousst ~ •¤¬¦«
ετ αλqot||xl ∀
v 结果与分析
311 土壤呼吸和土壤温度日动态变化
w月 uv日 !y月 uv日 !{月 u|日与 ts月 uw日土壤呼吸日变化均呈单峰曲线k图 tl ∀w月 uv日土壤呼吸
速率最高峰和土壤温度日最高值出现在 tz }ss oy月 uv日与 {月 u|日 u个峰值均延迟出现在 t| }ss ots月 uw
日 u个峰值出现在 tx }ss ∀w个月土壤呼吸速率最低点都出现在凌晨 x }ss ∗ y }ss ∀这种规律与土壤温度的
tu 第 ts期 王光军等 }长沙樟树人工林生长季土壤呼吸特征
变化规律基本一致 o即土壤呼吸日变化的峰值和低值出现在 x ¦°土壤温度的最高和最低时刻 ∀w次测得的
日平均土壤呼吸速率分别为 u1t{ ox1{t ox1yu和 u1vz Λ°²¯≤’u #°pu¶p t o日平均地下 x ¦°土壤温度分别为
t|1vu ouy1uv ouz1tz和 t|1wt ε ∀
图 t 土壤呼吸速率和土壤温度的日变化
ƒ¬ªqt ⁄¤¬¯¼ √¤µ¬¤·¬²± ²©¶²¬¯ µ¨¶³¬µ¤·¬²±µ¤·¨ ¤±§¶²¬¯ ·¨°³¨µ¤·∏µ¨
土壤呼吸速率的变化
与土壤温度变化的相一致
性 o还表现为土壤呼吸的
日变化幅度与 x ¦°土壤温
度变化幅度相一致k图 ul ∀
w月 uv日与 ts月 uw日 o土
壤温度的日变化幅度较
大 o土壤呼吸的日变化幅
度较大 ~y月 uv日与 {月
u|日 o土壤温度的日变化
幅度变小 o而土壤呼吸的
日变化幅度也随着降低 ∀
312 土壤呼吸速率 !土壤
温度和土壤湿度季节动态
图 u 土壤呼吸与土壤温度的日变幅
ƒ¬ªqu ⁄¤¬¯¼ √¤µ¬¤·¬²± ³¨µ¦¨±·¤ª¨ ²©¶²¬¯ µ¨¶³¬µ¤·¬²±
¤±§¶²¬¯ ·¨°³¨µ¤·∏µ¨
樟树林在生长季节的土壤呼吸速率呈明显的季节变化k Π€
s1ssslk图 vl ∀从 w月份开始 o土壤呼吸速率随着气温和土壤温度
上升而升高 o一直持续到 y月底 oz月初略有下降 o之后又上升 o到
z月底时 o达到 t年中最大值 y1tyx Λ°²¯≤’u #°pu¶pt o{月份呼吸
速率却较 z月份有所下降 o从 |月份开始 o温度大幅下降 o引起土
壤呼吸迅速下降 ∀在 w ) ts月的生长期内 o樟树林土壤呼吸速率
的变化范围为 u1szk ? s1ttl ∗ y1tyx k ? s1ys{l Λ°²¯≤’u#°pu¶pt o
整个生长季的土壤呼吸平均速率为 w1s Λ°²¯≤’u#°pu¶pt ∀
x ¦°深处土壤温度呈明显的季节变化k Π€ s1ssvlk图 vl ∀从
w月份开始明显持续升高 o到 y月下旬出现一个峰值kuy1zz ε l o
之后土壤温度小幅度波动 o到 { 月中旬土壤温度达到最大值
kuz1xv ε l o而后持续下降 ∀在 w ) ts月生长期内 ox ¦°深处土壤
温度的变幅为 tz1{v ∗ uz1xv ε o整个生长季的平均土壤温度为
uu1|y ε ∀
x ¦°深处土壤湿度的季节变化明显k Π€ s1ssvlk图 vl ∀在 w 月下旬达到最高值kww1t h l o之后持续下
降 o到 z月下旬 o土壤湿度由于有 u次较大降水而升高 o至 {月上旬达到较高值kwu1u h l o之后持续下降 o在
ts月初有小幅度上升后 o总的趋势属于下降趋势 ∀x ¦°深处土壤湿度的变化范围为 uw h ∗ ww1t h o整个生
长季的平均土壤湿度为 vy1{y h ∀
313 土壤呼吸与土壤温度和湿度的关系
樟树林在生长季节的土壤呼吸速率与 x ¦°深处土壤温度之间呈显著指数相关k Π€ s1ssslk图 wl o土壤
温度的变化可以解释土壤呼吸速率变化的 |s1v h ∀土壤呼吸速率kψl与 x ¦°土壤温度k ξl拟合指数方程为
ψ€ s1vuw u s¨1tsy wξk Ρu € s1|sv oΠ€ s1sstl ∀土壤呼吸的 Θts值通常被用来表征土壤呼吸速率对温度的敏感程
度 o即温度每升高 ts ε 土壤呼吸速率增加的倍数 o根据 Θts € t¨sβ o计算出樟树林土壤呼吸速率 Θts值为 u1| ∀
分别对 w ) y !z ) {和 | ) ts月的土壤呼吸速率与 x ¦°深处土壤温度相关性进行检验 o发现 w ) y和 | )
ts月土壤呼吸速率kψl与土壤温度k ξl之间呈显著指数相关 o拟合指数方程分别为 ψ€ s1u|| t s¨1ttu yξk Ρu €
s1|u oΠ€ s1sssl和 ψ€ s1vx| | s¨1s|{ xξk Ρu € s1|t oΠ€ s1ssvl ∀计算得出这 u个时间段的 Θts值分别为 v1s{和
u1zu ∀对 z ) {月的土壤呼吸速率与 x ¦°深处土壤温度进行相关性检验 ou者之间相关性不显著 oψ€ t1yvx
uu 林 业 科 学 ww卷
3εs1swy xξk Ρu € s1xy oΠ€ s1ttl o计算出 Θts值为 t1x| ∀
图 v 土壤呼吸速度速率与 x ¦°深处土壤温度 !湿度的季节变化动态
ƒ¬ªqv ≥¨ ¤¶²±¤¯ §¼±¤°¬¦²©·¨°³¨µ¤·∏µ¨ ¤±§ °²¬¶·∏µ¨ ¬± x ¦° ¶²¬¯ §¨³·«¤±§¶²¬¯ µ¨¶³¬µ¤·¬²±µ¤·¨
樟树林土壤呼吸速率kψl与 x ¦°深处土壤湿度k ωl之间呈显著二次曲线相关k Π€ s1sxlk图 wl o土壤呼
吸速率kψl与 x ¦°深处土壤湿度k ωl的拟合二次曲线方程为 ψ€ p s1suy t ωu n t1{y| ωp u{1wsy oΡu € s1wvy o
Π€ s1sx ∀土壤湿度的变化可以解释土壤呼吸变化的 wv1y h ∀可以看出在一定范围内随土壤含水量增加 o
土壤呼吸速率升高 o达到一定程度kvx1{ h l o后随土壤含水量增加而下降 ∀
w 结论与讨论
土壤呼吸速率主要包括根际呼吸k根和根际微生物呼吸l和异养呼吸k包括土壤微生物呼吸和土壤动物
呼吸lk‹¤±¶²± ετ αλqousss ~Ž¨ ·¯¬±ª ετ αλqot||{ ~פ±ª ετ αλqoussxl ∀这些过程均受土壤温度和湿度的强烈影
响k•¤¬¦« ετ αλqot||ul ∀本试验结果表明 o生长季节的樟树林土壤呼吸速率日变化显著 o明显受土壤温度的
影响 ∀w次测定的土壤呼吸日变化及土壤呼吸速率最小值均出现在凌晨 x }ss ∗ y }ss o此时 o土壤温度出现最
低值 o最大值出现在土壤温度最高时的 tx }ss ∗ t| }ss o并且土壤呼吸的日变化与 x ¦°深处土壤温度的变化
相一致 ∀w次测定的土壤呼吸速率日变化与温度日变化值的指数相关均达到显著水平 oΡu 分别为 s1zu o
s1{yw os1{uv和 s1z|t oΠ€ s1sst ∀土壤呼吸速率的日变化规律性主要受温度的影响 o这与李明峰等kussvl报
道的土壤呼吸日变化与土壤地表温度呈显著相关和崔骁勇等kt|||l报道的土壤呼吸日变化与地下 x ¦°深
处土壤温度呈显著相关是一致的 ∀
图 w 土壤呼吸速率与 x ¦°深处土壤温度及湿度的关系
ƒ¬ªqw • ¨¯¤·¬²±¶«¬³¥¨·º¨¨ ± ¶²¬¯ µ¨¶³¬µ¤·¬²±o·¨°³¨µ¤·∏µ¨ ¤±§°²¬¶·∏µ¨ ¬± x ¦° ¶²¬¯ §¨³·«
通常认为土壤呼吸速率在季
节变化上受土壤温度的作用或土
壤温度和土壤湿度的共同作用
k⁄¤√¬§¶²± ετ αλqot||{l ∀w月份 o土
壤温度上升到 ts ε 以上 o此时正是
植物生长旺盛期 o樟树的光合作用
逐渐增强 o向根系输送的化合物增
加 o根系呼吸加强 o并且土壤的湿
度升高 o土壤微生物活性逐渐增
加 ∀z和 {月的土壤温度达到全年
最高 o土壤湿度在 ws h 左右 o土壤
微生物的活性可能达到最大值 o樟树的光合作用处于全年最强时期 o使得土壤呼吸速率达到最大值 y1tyx
Λ°²¯≤’u#°pu¶pt o|月土壤温度开始下降 o土壤呼吸速率降低 o表现出随温度变化而变化的趋势 ∀但土壤呼
吸速率最大值并没有出现在土壤温度的最大值 uz1xv ε 时 o这可能与土壤水热条件的交互作用和互逆有关
k • ¤±ª ετ αλqoussu ~÷∏ ετ αλqousst ~杨金艳等 oussy ~常建国等 oussyl ∀
温度 Θts值通常被用来表示土壤呼吸速率对温度变化响应的敏感程度k÷∏ ετ αλqousstl ∀温度敏感性指
数k Θts值l多为 t1{ ∗ w1tk÷∏ ετ αλqousst ~∞µ¯¤±§ ετ αλqoussvl ∀本试验计算出樟树林在生长季节的 Θts值为
u1| o符合这个范围 o比较合理 ∀但高于黄承才等kt|||l计算的我国东部中亚热带青冈k Θυερχυσ γλαυχαl常绿
阔叶林的 Θts值ku1xxl ∀气温高的 z ) {月的 Θts值明显比土壤温度低的 w ) y和 | ) ts月小k¯²¼§ ετ αλqo
vu 第 ts期 王光军等 }长沙樟树人工林生长季土壤呼吸特征
t||w ~≥«¬ετ αλqoussyl ∀随着增温时间延长 o土壤呼吸速率的增幅往往减小甚至停止 o对温度变化的敏感程
度降低 o表现出温度适应性k’ ¦¨«¨¯ ετ αλqousssl ∀土壤温度持续升高 o可能减弱樟树根系的呼吸作用 o当温
度超过生理阈值时 o一些土壤微生物酶的活性可能降低 o甚至失活kƒ¤±ª ετ αλqousstl o从而导致土壤呼吸作
用的温度敏感性降低 ∀
土壤呼吸速率与土壤湿度呈显著二次曲线相关 o土壤含水率小于 vx1{ h时 o土壤呼吸与土壤湿度呈正
相关 o但当土壤含水率超过 vx1{ h这个阈值时 o土壤湿度就成了土壤呼吸的抑制因子 ∀
总之 o土壤水热条件是影响亚热带樟树林生态系统土壤呼吸速率的主要环境因子 o它们交互作用 !共同
影响着森林生态系统的土壤呼吸过程 ∀本文只简单地分析了土壤水热条件对樟树林土壤呼吸作用的影响 o
而在更多情况下是多个因子相结合共同对土壤呼吸作用产生影响 o今后将进一步研究各影响因子对樟树林
土壤呼吸作用的综合影响 o并且考虑城市中心与自然条件下的水热条件对樟树林的影响 ∀
参 考 文 献
常建国 o刘世荣 o史作民 o等 qussy1 锐齿栎林土壤呼吸对土壤水热变化的响应 q林业科学 owuktul }ut p uz q
崔骁勇 o王艳芬 o杜占池 qt|||1 内蒙古典型草原主要植物群落土壤呼吸的初步研究 q草地学报 ozkvl }uwx p uxs q
黄承才 o葛 滢 o常 杰 o等 qt|||1 中亚热带东部三种主要木本群落土壤呼吸的研究 q生态学报 ot| kvl }vuw p vu{ q
李凌浩 o王其兵 o白永飞 o等 qusss1 锡林河流域羊草草原群落土壤呼吸及其影响因子的研究 q植物生态学报 ouwkyl }y{s p y{y q
李凌浩 o韩兴国 o王其兵 o等 qussu1 锡林河流域一个放牧草原群落中根系呼吸占土壤总呼吸比例的初步估计 q植物生态学报 ouyktl }u| p vu q
李明峰 o董云社 o齐玉春 o等 qussv1 锡林河流域羊草群落春季 ≤’u 排放日变化特征分析 q中国草地 ouxkvl }| p tw q
中国科学院南京土壤研究所 qt|{s1 土壤理化分析 q上海 }上海科学技术出版社 q
杨金艳 o王传宽 qussy1 土壤水热条件对东北森林土壤表面 ≤’u 通量的影响 q植物生态学报 ovskul }u{y p u|w q
周广胜 o王玉辉 o蒋延玲 o等 qussu1 陆地生态系统类型转变与碳循环 q植物生态学报 ouykul }uxs p uxw q
⁄²±ª ≠ ≥ o«¤±ª≥ o ±¬≠ ≤ o ετ αλqusss1 ƒ¯ ∏¬¨¶²© ≤’u o‘u ’ ¤±§≤‹w ©µ²° ¤·¼³¬¦¤¯ ·¨°³¨µ¤·¨ ªµ¤¶¶¯¤±§¬±Œ±±¨ µ²±ª²¯¬¤¤±§¬·¶§¤¬¯¼ √¤µ¬¤·¬²±q≤«¬±¨ ¶¨
≥¦¬¨±¦¨ …∏¯¯¨·¬±owx }tx|s p tx|w q
⁄¤√¬§¶²± ∞ „ o …¨ ®¯ ∞o…²²±¨ • ⁄qt||{1 ≥²¬¯ º¤·¨µ¦²±·¨±·¤±§·¨°³¨µ¤·∏µ¨ ¤¶¬±§¨ ³¨ ±§¨±·²µ¦²±©²∏±§¨§©¤¦·²µ¶¦²±·µ²¯ ¬¯±ª¶²¬¯ µ¨¶³¬µ¤·¬²± ¬± ¤·¨°³¨µ¤·¨
°¬¬¨ §«¤µ§º²²§©²µ¨¶·q Š¯²¥¤¯ ≤«¤±ª¨ …¬²¯²ª¼ ow }utz p uuz q
∞µ¯¤±§…o ‹¤®¤± • qussv1 ≥²¬¯ ¤±§µ«¬½²¶³«¨µ¨ °¬¦µ²²µª¤±¬¶°¶«¤√¨ ·«¨ ¶¤°¨ Θts ©²µµ¨¶³¬µ¤·¬²±¬± ¤ °²§¨¯¶¼¶·¨° q Š¯ ²¥¤¯ ≤«¤±ª¨ …¬²¯²ª¼ o| }tz{{ p tz|t q
ƒ¤±ª ≤ o ²±¦µ¬¨©©…qusst1 ׫¨ §¨ ³¨ ±§¨ ±¦¨ ²©¶²¬¯ ≤’u ©¨©¯∏¬²± ·¨°³¨µ¤·∏µ¨ q≥²¬¯ …¬²¯²ª¼ ¤±§…¬²¦«¨ °¬¶·µ¼ovv }txx p tyx q
‹¤±¶²± ° o∞§º¤µ§¶‘× o Š¤µ·¨± Š × o ετ αλqusss1 ≥ ³¨¤µ¤·¬±ªµ²²·¤±§ °¬¦µ²¥¬¤¯ ¦²±·µ¬¥∏·¬²±¶·²¶²¬¯ µ¨¶³¬µ¤·¬²±}¤µ¨√¬¨º ²© ° ·¨«²§¶¤±§²¥¶¨µ√¤·¬²±¶q
…¬²ª¨²¦«¨ °¬¶·µ¼ow{ }ttx p twy q
Ž¨ ·¯¬±ª ⁄o…∏µª¨µ„ o∞§º¤µ§¶Š ≥ qt||{1 ∞¶·¬°¤·¬±ªµ²²·µ¨¶³¬µ¤·¬²± °¬¦µ²¥¬¤¯ µ¨¶³¬µ¤·¬²±¬±·«¨ µ«¬½²³«¨µ¨ ¤±§µ²²·©µ¨¨¶²¬¯µ¨¶³¬µ¤·¬²±¬±©²µ¨¶·¶²¬¯¶q≥²¬¯
¥¬²¯²ª¼ ¤±§…¬²¦«¨ °¬¶·µ¼ovs }|yt p |y{ q
¬∏÷  o • ¤± ≥ ± o≥∏…o ετ αλqussu1 • ¶¨³²±¶¨ ²©¶²¬¯ ≤’u ©¨©¯∏¬·² º¤·¨µ°¤±¬³∏¯¤·¬²±¬± ¤·¤¯¯ªµ¤¶¶³µ¤¬µ¬¨ ¦¨²¶¼¶·¨° q°¯ ¤±·¤±§≥²¬¯ouwskul }utv p uuv q
¯²¼§oפ¼¯²µ„ qt||w1 ’±·«¨ ·¨°³¨µ¤·∏µ¨ §¨ ³¨ ±§¨±¦¨ ²©¶²¬¯ µ¨¶³¬µ¤·¬²±qƒ∏±¦·¬²±¤¯ ∞¦²¯²ª¼o{ }vtx p vuv q
∏² ≠ ± o • ¤± ≥ ± o ‹∏¬⁄ ƒ o ετ αλqusst1 „¦¦¯¬°¤·¬½¤·¬²± ²©¶²¬¯ µ¨¶³¬µ¤·¬²±·² º¤µ°¬±ª¬± ¤·¤¯¯ªµ¤¶¶³µ¤¬µ¬¨ q‘¤·∏µ¨ okwtvl }yuu p yux q
¨¯¬¯¯²  o≥·¨¤∏§¯ µ¨° „ o„¥¨µ⁄o ετ αλqussu1 ≥²¬¯ º¤µ°¬±ª¤±§¦¤µ¥²±2¦¼¦¯¨©¨ §¨¥¤¦®¶·²·«¨ ¦¯¬°¤·¨ ¦¨²¶¼¶·¨° q≥¦¬¨±¦¨ ou|{ktvl }utzv p utzy q
’ ¦¨«¨¯ • ≤ o ∂²∏µ¯¬·¬¶Š o‹¤¶·¬±ª¶≥ o ετ αλqusss1 „¦¦¯¬°¤·¬²± ²© ¦¨²¶¼¶·¨° ≤’u ¬¨¦«¤±ª¨ ¬±·«¨ „¯ ¤¶®¤± „µ¦·¬¦¬± µ¨¶³²±¶¨ ·² §¨¦¤§¤¯ ¦¯¬°¤·¨ º¤µ°¬±ªq
‘¤·∏µ¨ okwsyl }|z{ p |{t q
•¤¬¦« • o≥¦«¯ ¶¨¬±ª¨µ • ‹ qt||u1 ׫¨ ª¯²¥¤¯ ¦¤µ¥²± §¬²¬¬§¨ ©¨©¯∏¬¬±¶²¬¯ µ¨¶³¬µ¤·¬²± ¤±§¬·¶µ¨ ¤¯·¬²±¶«¬³·² √¨ ª¨·¤·¬²± ¤±§¦¯¬°¤·¨qר¯ ∏¯¶owwk…l }{t p || q
•¤¬¦« • o°²·¨µ≤ ≥ qt||x1 Š¯ ²¥¤¯ ³¤·¨µ±¶²©¦¤µ¥²± §¬²¬¬§¨ °¨¬¶¶¬²±¶©µ²° ¶²¬¯¶q Š¯²¥¤¯ …¬²¦«¨ °¬¦¤¯ ≤¼¦¯ ¶¨o| }uv p vy q
•∏¶·¤§o‹∏±·¬±ª·²± × o…²²±¨ • ⁄qusss1 ≤²±·µ²¯¶²± ¶²¬¯ µ¨¶³¬µ¤·¬²±}Œ°³¯¬¦¤·¬²±¶©²µ¦¯¬°¤·¨ ¦«¤±ª¨ q…¬²ª¨²¦«¨ °¬¶·µ¼ow{ }t p y q
≥«¬° o«¤±ª ÷  o«²±ª  o ετ αλqoussy1 ⁄¬∏µ±¤¯ ¤±§¶¨¤¶²±¤¯ √¤µ¬¤¥¬¯¬·¼ ²©¶²¬¯ ≤’u ©¨©¯∏¬¬± ¤¦µ²³¯¤±§ ¦¨²¶¼¶·¨° ²±·«¨ ׬¥¨·¤± °¯ ¤·¨¤∏q„ªµ¬¦∏¯·∏µ¤¯
¤±§ƒ²µ¨¶· ·¨¨²µ²¯²ª¼ oktvzl }uus p uvv q
פ±ª • o…¤§²¦¦«¬⁄ ⁄o ÷∏Žqussx1 ×µ¨¨³«²·²¶¼±·«¨¶¬¶°²§∏¯¤·¨¶¶²¬¯ µ¨¶³¬µ¤·¬²± ²± ¤§¬∏µ±¤¯ ·¬°¨¶¦¤¯¨q Š¯²¥¤¯ ≤«¤±ª∞¦²¯²ª¼ ott }tu|{ p tvsw q
÷∏  o ±¬≠ qusst1 ≥²¬¯2¶∏µ©¤¦¨ ≤’u ©¨©¯∏¬ ¤±§¬·¶¶³¤·¬¤¯ ¤±§·¨°³²µ¤¯ √¤µ¬¤·¬²± ¬± ¤¼²∏±ª³²±§¨µ²¶¤³¬±¨ ³¯¤±·¤·¬²± ¬± ±²µ·«¨µ± ≤¤¯¬©²µ±¬¤q Š¯ ²¥¤¯ ≤«¤±ª¨
…¬²¯²ª¼oz }yyz p yzz q
• ¤±ª ≤ Žo …²±§2¤°¥¨µ·¼ …o Š²º µ¨≥ × q ussu1 ≥²¬¯ ¶∏µ©¤¦¨ ≤’u ©¯∏¬ ¬± ¤ ¥²µ¨¤¯ ¥¯¤¦® ¶³µ∏¦¨ ©¬µ¨ ¦«µ²±²¶¨ ∏´¨ ±¦¨ q ²∏µ±¤¯ ²© Š¨ ²³«¼¶¬¦¤¯ • ¶¨¨¤µ¦«2
„·°²¶³«¨µ¨¶okts{l }{uuw q
k责任编辑 于静娴l
wu 林 业 科 学 ww卷