黄河三角洲湿地不同植被类型下土壤CO2释放机理研究

作     者：王丰川 

作者单位：聊城大学 

学位级别：硕士

导师姓名：刘加珍

授予年度：2014年

学科分类：07[理学] 0713[理学-生态学] 

主      题：土壤CO2通量 水热因子 土壤养分 土壤盐分 黄河三角洲湿地 典型植物群落 

摘      要：本文以黄河三角洲湿地为研究靶区，运用地统计学、数量生态学的研究方法，采用LI-8100A土壤碳通量监测系统，结合历史资料与适时监测资料，定量分析了三种典型植物群落(柽柳群落、碱蓬群落、芦苇群落)中影响土壤CO2释放的主要水热因子规律;揭示了不同群落下土壤CO2释放动态特征;进一步探讨了盐渍环境中土壤盐分、养分对土壤CO2释放的影响。研究结果如下： (1)水热因子变化特征。季节尺度上，春秋两季中3群落大气温度和土壤温度均呈单峰曲线变化形态，且峰值均出现在中午;夏季(监测周期24h)温度因子在6:008:00时段内与春秋季基本一致，而在20:00之后趋于平稳。三季中各群落大气湿度变化趋势均与大气温度相反，而土壤湿度均无明显变化规律。群落尺度上，柽柳群落与碱蓬群落夏季的水热因子均高于春秋两季，而芦苇群落秋季大气湿度和春季土壤湿度相对较高。 (2)土壤CO2释放特征。季节尺度上，三季中芦苇土壤CO2释放速率均高于另外两群落，而柽柳和碱蓬之间相差不大。春季三种群落土壤CO2释放日变化均呈单峰曲线，最大值和最小值均出现在中午和清晨;夏季(监测周期24h)三种植物群落土壤呼吸速率的日动态模式与春季有较大差异，芦苇群落土壤呼吸速率显著高于另外两个群落，土壤呼吸速率最小值出现在8:00左右，于14:00达到最大。受高温与高湿环境的影响，柽柳群落土壤呼吸速率的谷值出现在10:00左右，峰值出现在晚上22:00左右。碱蓬群落土壤呼吸速率水平最低，土壤呼吸速率的最小值出现在8:00左右，最大值出现在凌晨4:00左右;秋季柽柳和碱蓬的土壤碳通量趋势与春季相同，芦苇没有较大峰值出现。群落尺度上，柽柳和碱蓬土壤CO2释放速率均值夏季春季秋季，而芦苇群落则在春季CO2释放速率最低。 (3)土壤CO2释放速率与水热因子的关系。春季三种群落土壤CO2释放速率与大气温度和土壤温度均显著正相关，柽柳和碱蓬土壤呼吸速率与大气湿度显著负相关;夏季芦苇群落土壤CO2释放速率与大气温度和土壤温度均显著正相关，柽柳土壤CO2释放速率与大气湿度显著正相关，芦苇与大气湿度呈显著负相关;秋季柽柳和碱蓬群落土壤CO2释放速率与大气温度和土壤温度均显著正相关，与大气湿度显著负相关。春、夏、秋每个季节中三种群落土壤CO2释放速率与土壤湿度的相关性均较差。多元线性多项式模型表明，春季和夏季水热因子综合作用分别共同解释了不同群落土壤CO2释放速率89.7%8.3%和82.2%2.3%的变化，秋季水热因子共同解释了柽柳和碱蓬群落土壤CO2释放速率95.7%和94.7%的变化。 (4)土壤养分、盐分对土壤碳通量的影响。养分指标中土壤全磷、有效氮、有机碳均与土壤CO2释放速率显著正相关。将此盐渍生境中的有机碳划分为00g/kg、105g/kg、150g/kg三个环境梯度，而土壤CO2释放速率均值在105g/kg的有机碳环境中达到较高值为3.667μmol·m-2·s-1。盐分中的K-、Na+、CL-、Mg2+、Ca2+、SO42-、总盐、全盐均与土壤CO2释放速率显著负相关。以全盐指标为依据，将此环境划分为00g/kg、100g/kg、400g/kg三个全盐梯度，则土壤CO2释放速率均值分别为2.616μmol·m-2·s-1、1.206μmol·m-2·s-1、0.81μmol·m-2·s-1。回归分析表明，一元三次多项式模型可以较好的拟合土壤全盐含量与土壤呼吸速率的关系，拟合系数R2=0.4162(P0.01)，表明土壤全盐含量对土壤呼吸速率有一定的抑制作用。