亚高山草甸土壤呼吸的空间异质性研究

运用传统和地统计学的方法,对山西云顶山亚高山草甸的土壤呼吸、土壤温度、土壤水分和土壤有机碳的空间异质性以及它们的关系进行了分析.传统统计分析表明,土壤呼吸及环境因子均呈正态分布,变异系数在12%~24%之间,属于中等变异;土壤呼吸和土壤有机碳的相关系数(r=0.61)大于和温度(r=0.27)、水分(r=0.26)的相关系数,表明土壤有机碳对土壤呼吸空间分布的影响要远大于土壤温度和水分的影响.地统计学分析结果表明,线性模型能很好地反映土壤呼吸以及环境因子的空间结构特征.土壤呼吸、土壤温度、土壤水分及土壤有机碳的C0/(C0+C)值分别为41%、3%、77%、57%,表明土壤温度具有高度的空间自相关性,土壤呼吸和土壤有机碳具有中等程度的空间自相关性,土壤水分表现出较弱的空间自相关性,结构因素对土壤温度和土壤呼吸的空间分布起着主导作用,而随机因素对土壤水分和土壤有机碳的空间变异则起着主导作用;土壤呼吸、温度和水分的变程均为53.2 m,有机碳的变程为52.1 m;土壤呼吸和土壤温度具有较好的分形特征,存在尺度上的依赖性.分维数从大到小依次为:土壤水分(1.96)>土壤有机碳(1.95)>土壤呼吸(1.85)>土壤温度(1.60),表明土壤水分依赖于尺度的变异最小,空间分布结构最复杂,而土壤温度的空间分布格局最简单;土壤呼吸的空间分布表现出与土壤水分和有机碳相似的特点,并表现出自己的规律性.随着置信水平和估计精度的降低,土壤呼吸及其影响因子所要求的采样数量均出现较大幅度的下降.     

小尺度范围内植被类型对土壤呼吸的影响

2005~2007年用红外气体分析仪在太原天龙山自然保护区对油松、草地和灌木地的土壤呼吸进行了测定.结果表明,3个样地的土壤呼吸具有明显的季节变化特点,夏秋季高、冬春季低.土壤呼吸的年(3~12月)平均值分别为(3.58±2.50)、(3.82±2.75)和(4.42±3.38)μmol.(m2.s)-1(p0.05).3~12月土壤CO2释放量在854.9~1 297.2 g.(m2.a)-1之间,年间和样地之间的土壤CO2释放量均无显著差异.3个样地土壤呼吸与土壤温度的指数方程均为极显著(p0.01),R2值在0.61~0.81之间;Q10值在2.60~4.50之间,R10值在1.70~3.02μmol.(m2.s)-1之间.3种植被条件下土壤呼吸与土壤水分的关系均不显著(p0.05),最大的R2值仅0.12;但是,用土壤温度10℃时的数据进行分析时,土壤呼吸与土壤水分的关系显著(p0.05).4个双变量复合关系方程的R2值大部分在0.7以上,最高达0.91.