基于SCF-S2002和LI-8100的三种典型人工林土壤呼吸特征及经营影响研究
Characteristics of Soil Respiration and Effects of Different Management Measurse of Typical Planttations Based on SCF-S2002 and LI-8100
本文以浙江省三种典型人工林林分为研究对象,以基于WSN(wireless sensor network无线传感器网络技术)的SCF-S2002和LI-8100土壤碳通量监测系统为基础,通过对雷竹林、杉木林、阔叶林6个样地,在无处理、表层10cm土壤翻耕、修枝等人工经营措施下的土壤呼吸速率日变化、月变化对比,研究不同林分土壤呼吸速率差异,不同经营措施对林分土壤呼吸速率的影响,以及探讨对林分CO2通量监测的有效途径.主要研究结果如下:(1)利用自主研发SCF-S2002土壤呼吸监测系统观测样点CO2通量值显示,土壤呼吸速率(Rs)日变化呈双峰变化,Rs与温度的相关性利用指数模型Rs=aebTs模拟:Rs=0.0438e0.2544Ts,R2=0.6507.对LI-8100土壤呼吸监测系统测量值进行非线性回归分析发现Rs=0.3062e0.1367Ts,R2=0.7839,两台仪器均测得土壤呼吸速率值与样地土壤温度变化相关性较高.SCF-S2002的测量数据采样周期短,数据采集可以覆盖到全天,全程无人操作,可多点同时测量,数据远程接收,SCF-S2002适宜在样地中大范围多点布施.(2)雷竹林、杉木林、阔叶林样地土壤呼吸速率日变化趋势一致,均呈单峰曲线,三种林分土壤呼吸速率最低值集中在6:008:00,最高值集中在12:0016:00.土壤呼吸速率在无经营措施下(a处理)日均值为雷竹林(3.77μmol·m-2·s-1)>阔叶林(1.89μmol·m-2·s-1)>杉木林(1.53μmol·m-2·s-1).在310月测量值显示无经营措施下CO2通量累积量雷竹林(28.46 t CO2·ha-1·a-1)>阔叶林(16.70 t CO2·ha-1·a-1)>杉木林(14.88 t CO2·ha-1·a-1).(3)翻耕措施下样地(b处理)土壤呼吸速率日均值为雷竹林(6.62μmol·m-2·s-1)>阔叶林(3.29μmol·m-2·s-1)>杉木林(3.08μmol·m-2·s-1),雷竹林样地在翻耕措施影响下土壤呼吸速率日均值增加了2.85μmol·m-2·s-1;阔叶林土壤呼吸速率日均值增加了1.55μmol·m-2·s-1,杉木林土壤呼吸速率日均值增加了1.40μmol·m-2·s-1.碳通量312月累积量为雷竹林(43.78 t CO2·ha-1·a-1)>阔叶林(30.09 t CO2·ha-1·a-1)>杉木林(24.72t CO2·ha-1·a-1).(4)在修枝措施影响之下,各样地碳通量日变化平均值为雷竹林(2.95μmol·m-2·s-1)>阔叶林(2.56μmol·m-2·s-1)>杉木林(1.97μmol·m-2·s-1).修枝使雷竹林样地土壤呼吸日均值增加了0.82μmol·m-2·s-1;杉木林样地土壤呼吸日均值增加了0.44μmol·m-2·s-1;阔叶林样地土壤呼吸日均值增加了0.37μmol·m-2·s-1.碳通量312月累积量为雷竹林(26.82 t CO2·ha-1·a-1)>阔叶林(20.22 t CO2·ha-1·a-1)>杉木林(19.48t CO2·ha-1·a-1).(5)不同经营措施对不同林分土壤呼吸速率有不同程度的影响.在不同林分中经营措施对土壤呼吸速率日平均值影响为翻耕>修枝>无处理;310月碳通量累积量为翻耕>修枝>无处理.根据试验,林分结构越复杂,地上生物量越多,林分郁闭度越高,林地状况人为干预越少对土壤CO2通量的日变化幅度影响越小,在外界环境因子变化下土壤呼吸速率越稳定,年碳通量累积量越小.试验观测的三种人工林土壤呼吸速率日变化主要和林分10cm土壤温度相关,样地内温度的日变化是导致了土壤呼吸速率的波动的主要原因.
- 作者：
- 张宇鹏
- 学位授予单位：
- 浙江农林大学
- 专业名称：
- 森林经理学
- 授予学位：
- 硕士
- 学位年度：
- 2016年
- 导师姓名：
- 周国模；施拥军
- 中图分类号：
- S714
- 关键词：
- 典型人工林；经营措施；土壤呼吸速率；土壤温度
- typical planttations; Management measures; Soil respiration rate; Soil temperature;