北亞熱帶-南暖溫帶過渡區(qū)森林土壤呼吸與組分的碳排放

北亞熱帶-南暖溫帶過渡區(qū)森林土壤呼吸與組分的碳排放

森林土壤的呼吸由自吸呼吸（根呼吸）和異吸呼吸（土壤微生物、土壤動物呼吸和土壤有機(jī)質(zhì)分解和排放）組成。土壤呼吸及其組分不僅在不同的時間尺度、不同的水熱環(huán)境、不同的森林生態(tài)系統(tǒng)及不同的分離方法下存在較大變異、而且對變異產(chǎn)生的驅(qū)動變量也存在爭論。土壤溫濕度對土壤呼吸及其組分的影響一直是研究的重點(diǎn)。有的研究認(rèn)為自養(yǎng)呼吸的溫度敏感性高于異養(yǎng)呼吸,有的認(rèn)為異養(yǎng)呼吸的溫度敏感性高于自養(yǎng)呼吸,或認(rèn)為二者具有相同的溫度敏感性。土壤含水量對土壤呼吸組分的影響比較復(fù)雜,多數(shù)研究認(rèn)為土壤含水量與呼吸成正相關(guān)關(guān)系、但也有研究表明二者成負(fù)相關(guān)或沒有相關(guān)性。另外,短期、長期氣候變化下自養(yǎng)與異養(yǎng)呼吸的相對重要性還存在爭論,所以,深入了解土壤溫濕度對土壤呼吸及其組分的影響機(jī)制尚需開展進(jìn)一步的研究。不同森林類型間的土壤呼吸及其組分存在差異,如北方森林中自養(yǎng)呼吸對土壤呼吸的貢獻(xiàn)率為62%～89%,而在其它一些森林生態(tài)系統(tǒng)中異養(yǎng)呼吸(貢獻(xiàn)率為70%)構(gòu)成了土壤呼吸的主體。認(rèn)為差異產(chǎn)生的主要驅(qū)動變量是環(huán)境因子與土壤理化性質(zhì),也有認(rèn)為是森林生產(chǎn)力,如何分離單個因子對森林生態(tài)系統(tǒng)土壤呼吸及其組分差異的影響并據(jù)此確定主要驅(qū)動變量仍是未來研究中的難點(diǎn)。除森林生態(tài)系統(tǒng)類型、土壤溫濕度外,呼吸組分分離方法的不統(tǒng)一被認(rèn)為是導(dǎo)致爭議的一個主要原因。因此,用相同的方法對不同森林生態(tài)系統(tǒng)的土壤呼吸組分進(jìn)行分離、量化與比較,探索各組分對環(huán)境與生物因子變異的響應(yīng)規(guī)律,并揭示不同系統(tǒng)間土壤呼吸及其組分變異的主要驅(qū)動變量,對闡明森林生態(tài)系統(tǒng)的碳平衡機(jī)理有重要意義。本研究針對目前土壤呼吸組分分離中的熱點(diǎn)與難點(diǎn)問題,在北亞熱帶-暖溫帶過渡區(qū)選擇分布面積較大、有代表性的5種典型林分類型,采用相同的分離方法(壕溝斷根法),研究揭示:(1)土壤呼吸及其組分隨土壤溫濕度的季節(jié)性變化規(guī)律及與土壤溫濕度之間的量化關(guān)系;(2)土壤呼吸及其組分溫度敏感性指數(shù)(Q10值)的變化范圍;(3)土壤呼吸及其組分在不同時期C排放量與貢獻(xiàn)率;(4)不同林分間土壤呼吸及其組分的變異及變異產(chǎn)生的主要驅(qū)動變量。1生境、生境及天然林研究地點(diǎn)位于河南省內(nèi)鄉(xiāng)縣寶天曼自然保護(hù)區(qū)(111°47′～112°04′E,33°20′～33°36′N),是北亞熱帶向南暖溫帶的過渡區(qū)域。區(qū)內(nèi)年均氣溫15.1℃,最低月平均氣溫1.5℃(1月份),最高月平均氣溫27.8℃(7月份)。全年降雨量900mm。植被以暖溫帶落葉闊葉林為主,兼有北亞熱帶常綠闊葉林的特點(diǎn)。林地土壤的垂直分布比較明顯,海拔600～800m為山地褐土,800～1300m為山地黃棕壤。2005年在每個林分類型中各選擇一塊面積為20m×20m的試驗(yàn)樣地,樣地的概況為:銳齒櫟(Quercusalienavar.acuteserrata)幼齡林樣地位于海拔1350m的陽坡,坡度21°,林分的平均年齡為40a,密度1500株·hm-2,平均高度15m,平均胸徑13.8cm。伴生喬木有短柄枹(Quercusglanduliferavar.brevipetiolata)、燈臺樹(Bothrocaryumcontroversum)等,郁閉度0.85,灌木層有山梅花(Philadelphusincanus)等,蓋度0.23。土壤為山地黃棕壤。栓皮櫟(Quercusvariabilis)林樣地位于海拔1300m的半陽坡,坡度21°,林分平均年齡45a,密度1300株·hm-2,林分平均胸徑17.1cm,平均高度16.1m,郁閉度0.80。伴生喬木有化香(Platycaryastrobilacca)、千金榆(Carpinuscordata)等。伴生灌木包括胡枝子(Lespedezabuergeri)、繡線菊(Spiraeafritschiana)等,其中胡枝子占優(yōu)勢,灌木層的總蓋度為0.30。土壤為山地黃棕壤。千金榆與短柄枹混交林(以下簡稱闊葉混交林)樣地位于海拔1290m的陽坡,坡度22°,林分平均年齡35a,密度1350株·hm-2,林分平均胸徑12.1cm,平均高度14.5m,郁閉度0.80,喬木層主要由千金榆與短柄枹組成,其他伴生喬木包括青岡(Quercusglauca)、山桃木(Juglansmandshurica)等,林下灌木層包括胡枝子、連翹(Forsythiasuspensa)、莢迷(Viburnumdilatatum)等,灌木總蓋度為0.30。土壤為沙壤土。短柄枹與華山松(Pinusarmandii)混交林(以下簡稱針-闊混交林)位于海拔1290m的半陽坡,坡度22°,林分平均年齡50a,密度1400株·hm-2,林分平均胸徑15.2cm,平均高度14.8m,郁閉度0.85,林下灌木包括胡枝子、連翹等,總蓋度為0.20。土壤為沙壤土。銳齒櫟老林位于海拔1270m的陰坡,坡度22°,林分平均年齡為85a,密度為800株·hm-2,林分平均高21.3m,平均胸徑32.5cm,伴生喬木包括千金榆,短柄枹、椴樹(Tiliatuan)等,郁閉度0.85,林下灌木包括胡枝子等,灌木總蓋度0.35,土壤為山地黃棕壤。各樣地土壤的理化性質(zhì)見表1。2學(xué)習(xí)方法2.1斷根樣方設(shè)置2005年3月,在每個樣地中用壕溝法(壕溝深度達(dá)基巖或根系分布層以下,壕溝內(nèi)插入薄塑料板阻止根系進(jìn)入)隨機(jī)設(shè)置了5組(每組2個)有枯落物的斷根樣方(1.5m×1.5m),在每組中的一個樣方內(nèi)安置2個土壤呼吸測定環(huán)對斷根樣方內(nèi)的總呼吸速率(RNR)進(jìn)行測定,另外一個用于土壤含水量的觀測;此外,在斷根樣方外隨機(jī)選擇10個觀測點(diǎn),每個觀測點(diǎn)處設(shè)置2個小樣方(0.5m×0.5m),其中的一個去除枯落物后安置1個土壤呼吸測定環(huán)用于土壤呼吸速(RS)的觀測,另外一個保留枯落物同樣安置1個土壤呼吸測定環(huán)用于樣地總呼吸速率(RTotal)的測定。這樣每種林分類型的樣地中共設(shè)置30個土壤呼吸測定環(huán)對斷根樣方內(nèi)外的呼吸速率進(jìn)行觀測與對比,據(jù)此分離與量化土壤呼吸及其組分。2.2土壤含水量觀測在土壤呼吸速率觀測期,5種林分土壤溫度(5cm土層)的觀測頻率與呼吸速率相同(7～10次/d),0～10cm土壤含水量用烘干法測定,具體觀測日期見圖1～圖5;全年其它日期的土壤溫濕度由寶天曼森林生態(tài)站按觀測技術(shù)規(guī)程完成,每天數(shù)次觀測的土壤溫濕度均值為日平均土壤溫濕度。2.3斷根生物量的測定首先在斷根樣方設(shè)置初期(2005年3月)對每個林分樣地內(nèi)的細(xì)根生物量進(jìn)行一次觀測,其后在土壤封凍期外每3個月選擇一天,當(dāng)呼吸速率測定結(jié)束后,用內(nèi)徑10cm,高20cm的環(huán)刀采集斷根樣方外10個基座下0～20cm的土壤,用水洗篩選法人工分揀直徑<5mm的死、活細(xì)根,烘干稱重后確定細(xì)根生物量。2.4外氣體分析法本研究在斷根后定期測定斷根樣方內(nèi)外的呼吸速率,當(dāng)二者出現(xiàn)明顯差異且斷根樣方內(nèi)呼吸速率相對穩(wěn)定后,于2005年10月(斷根7個月后)開始全面觀測。呼吸速率觀測是用便攜式紅外氣體分析儀(LI-6400P,LI-CORInc.)配備的土壤呼吸室(LI-6400P-09,LI-CORInc.)完成的。基座插入土壤的深度為3cm,在夏秋季溫度較高時的觀測頻率為10次/d,具體的觀測時間為0:00、3:00、6:00、8:00、10:00、12:00、15:00、18:00、21:00與24:00;在春冬季溫度較低時的觀測頻率為7次/d,具體觀測時間為2:00、6:00、9:00、12:00、15:00、18:00、22:00。取每日數(shù)次觀測的平均值作為日平均呼吸速率。2.5土壤溫度與呼吸速率的關(guān)系本研究利用Rey等的方法對土壤的自養(yǎng)與異養(yǎng)呼吸速率進(jìn)行區(qū)分與推算:RA=RTotal-RNR,RH=RS-(RTotal-RNR)土壤呼吸及其組分呼吸速率與土壤溫度間的關(guān)系采用指數(shù)模型模擬:Rs(RH或RA)=R0eβT式中,Rs、RH與RA分別為日平均土壤呼吸速率(μmol·m-2·s-1)、日平均異養(yǎng)呼吸速率(μmol·m-2·s-1)與日平均自養(yǎng)呼吸速率(μmol·m-2·s-1);T為日平均土壤溫度(℃);R0為0℃的呼吸速率(μmol·m-2·s-1);β為溫度反應(yīng)系數(shù)。土壤溫度所能解釋的呼吸速率變化用該回歸模型的決定系數(shù)R2的百分?jǐn)?shù)表示。溫度敏感性指數(shù)Q10是指溫度升高10℃時土壤呼吸速率變化的倍數(shù):Q10=e10β式中,β為溫度反應(yīng)系數(shù)。使用實(shí)測數(shù)據(jù)與多種回歸曲線對土壤含水量與呼吸速率間的關(guān)系進(jìn)行擬合,結(jié)果表明一元一次方程的擬合優(yōu)度(R2)與回歸關(guān)系的顯著性較高,因此本研究采用如下模型對土壤含水量與呼吸速率間的關(guān)系進(jìn)行模擬:Rs(RH或RA)=aW+b式中,W為日平均土壤含水量(kg·kg-1);a,b為參數(shù);土壤含水量所能解釋的呼吸速率變化用該回歸模型的決定系數(shù)R2的百分?jǐn)?shù)表示。土壤呼吸及其組分在不同時期的C排放量根據(jù)回歸模型(表2)推算;不同時期土壤呼吸組分的貢獻(xiàn)率為各組分在該時期的C排放量占該時期土壤呼吸C排放量的百分比。2.6呼吸速率模型的建立數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)分析是在SPSS12.0forWindows軟件下完成,用One-wayANOVA模塊對不同林分類型及處理間的土壤含水量、土壤溫度、土壤呼吸、自養(yǎng)呼吸、異養(yǎng)呼吸進(jìn)行方差分析;用曲線估計(jì)(Curveestimation)法對呼吸速率與土壤含水量、土壤溫度間的回歸關(guān)系做擬合,在對多種回歸曲線對比分析的基礎(chǔ)上,選擇擬合優(yōu)度較高的模型用于統(tǒng)計(jì)預(yù)測。動態(tài)曲線用Sigmaplot9.0軟件繪制。3結(jié)果分析3.1土壤溫度與年際變化寶天曼森林生態(tài)定位站的觀測結(jié)果表明,銳齒櫟幼林、銳齒櫟老林、針-闊混交林、闊-闊混交林及栓皮櫟林的日平均土壤溫度有明顯的季節(jié)性變化,從一月起持續(xù)上升,于夏季7月19日達(dá)到最高,分別為21.89℃、21.24℃、21.64℃、21.98℃和21.88℃,然后開始下降在冬季的12月17日降至最低,分別為-4.96℃、-5.36℃、-5.16℃、-4.66℃與-5.06℃,年平均土壤溫度分別為10.01℃、9.50℃、9.80℃、10.32℃、9.90℃。分布在陽坡的銳齒櫟幼林、闊-闊混交林與栓皮櫟林的土壤溫度略高于分布在陰坡的銳齒櫟老林與半陽坡的針闊混交林,但林分間土壤溫度沒有顯著差異(p>0.05)。5種林分0～10cm層的土壤含水量也有明顯的季節(jié)性變化且變化趨勢基本相同(圖1～圖5)。3月初土壤開始解凍,覆雪融化,土壤含水量較高(0.20～0.30kg·kg-1);4～6月上旬降水較少,含水量處于全年的最低水平,有降水時會出現(xiàn)一個跳躍;6月下旬～10月降水增多,含水量保持在全年的最高狀態(tài),11月后隨降水減少而緩慢下降。呼吸速率觀測期,銳齒櫟老林、銳齒櫟幼林、栓皮櫟林、針-闊混交林與闊-闊混交林日平均土壤含水量變化范圍為0.17～0.46kg·kg-1、0.17～0.44kg·kg-1、0.18～0.40kg·kg-1、0.17～0.35kg·kg-1與0.11～0.30kg·kg-1,林分間的土壤含水量存在極顯著差異(p<0.001)。每種林分中斷根樣方內(nèi)的土壤溫濕度略高于對照(圖1～圖5),這是因?yàn)閿喔鶚臃絻?nèi)活根死亡后減少了對水分的吸收,并對土壤溫度產(chǎn)生了一定的影響,但與對照(斷根樣方外的10個觀測點(diǎn))間沒有顯著差異(p>0.05)。3.2土壤溫度對呼吸速率的影響5種林分的土壤呼吸、自養(yǎng)呼吸與異養(yǎng)呼吸速率均隨土壤溫濕度的變化表現(xiàn)出明顯的季節(jié)性波動(圖1～圖5)。3月初土壤含水量較高,其后因降水減少開始下降,呼吸速率沒有受此影響仍隨土壤溫度的升高而上升,但在土壤溫度高于15℃而含水量低于0.20kg·kg-1時出現(xiàn)明顯下落。此后進(jìn)入雨季(6月下旬),土壤含水量不再成為呼吸速率的限制因子,呼吸速率隨土壤溫濕度在波動中攀升,于夏季7月達(dá)到最大。進(jìn)入秋季后,含水量繼續(xù)保持在0.25kg·kg-1以上,但呼吸速率隨土壤溫度在波動中下降。冬季時,呼吸速率與土壤溫度均降至全年最低,二者的變化趨勢保持高度一致。從圖1～圖5可知,土壤溫度低于15℃時,含水量對土壤呼吸、自養(yǎng)與異養(yǎng)呼吸速率變化的影響很小,土壤溫度是主要的影響因子;當(dāng)土壤溫濕度分別高于15℃與0.20kg·kg-1時,呼吸速率同時受到土壤溫濕度的影響,但土壤溫度的影響更為明顯;當(dāng)土壤溫度高于15℃和土壤含水量低于0.20kg·kg-1時,土壤含水量對呼吸速率有明顯的抑制作用。季節(jié)變化中,5種林分異養(yǎng)呼吸速率的變異系數(shù)分別為51.00%～58.61%(平均為54.70%),自養(yǎng)呼吸速率的變異系數(shù)為61.05%～73.38%(平均為65.59%),可見自養(yǎng)、異養(yǎng)呼吸都存在較大的季節(jié)性變異,但自養(yǎng)呼吸的變異高于異養(yǎng)呼吸。從圖1～圖5可以看出,銳齒櫟幼林的土壤溫度較低時異養(yǎng)呼吸速率高于自養(yǎng)呼吸,溫度較高時自養(yǎng)呼吸速率高于異養(yǎng)呼吸;但是,其它四個林分中所有觀測日期的異養(yǎng)呼吸速率均高于自養(yǎng)呼吸,土壤溫濕度的季節(jié)性變化對此沒有影響。利用圖1～5中的測定結(jié)果對5種林分類型的土壤溫度與土壤呼吸速率、自養(yǎng)呼吸速率及異養(yǎng)呼吸速率分別進(jìn)行回歸,結(jié)果表明土壤溫度與呼吸速率成極顯著的指數(shù)函數(shù)關(guān)系(表2),土壤溫度可以分別解釋土壤呼吸速率、異養(yǎng)呼吸速率及自養(yǎng)呼吸速率季節(jié)變化的85.46%～94.94%(平均89.01%)、82.63%～93.34%(平均88.33%)與80.36%～91.88%(平均86.16%);土壤呼吸、異養(yǎng)呼吸及自養(yǎng)呼吸的溫度敏性指數(shù)(Q10值)的變化范圍分別為2.30～2.44(平均為2.38)、2.09～2.35(平均為2.19)與2.49～2.82(平均為2.61),每種林分中土壤呼吸及其組分的溫度敏感性大小順序均為,自養(yǎng)呼吸溫度敏感性>土壤呼吸>異養(yǎng)呼吸。從表2可知,除分布在陰坡的銳齒櫟老林外,其他4種林分的土壤呼吸及其組分呼吸速率均與土壤含水量成顯著(p<0.05)的一元一次函數(shù)關(guān)系。土壤含水量對土壤呼吸、異養(yǎng)呼吸及自養(yǎng)呼吸速率季節(jié)性變化的解釋能力分別為23.80%～47.10%、23.06%～48.45%和20.45%～41.14%,對土壤溫度不能解釋的部分起到了補(bǔ)充解釋的作用,但遠(yuǎn)低于土壤溫度的解釋能力。3.3呼吸的總排放量在該區(qū)域的5種林分類型,土壤溫度是呼吸速率季節(jié)性變化中最主要的控制因子,對呼吸速率的季節(jié)性變化有很高的解釋能力(80.36%～94.94%),因此本研究利用表2中呼吸速率與土壤溫度間的回歸模型與全年的日平均土壤溫度對5種林分的土壤呼吸及其組分全年逐日的平均呼吸速率分別進(jìn)行了模擬,并據(jù)此推算了不同時期的碳排放量。結(jié)果表明五種林分土壤呼吸、異養(yǎng)和自養(yǎng)呼吸的月排放量在1月最低,平均分別為21.51、13.71gC·m-2與7.80gC·m-2,然后逐月上升,于7月份達(dá)到最高,平均分別為140.98、75.67gC·m-2與65.31gC·m-2,此后逐月下降。月排放量在全年的變化趨勢為單峰曲線,每種林分中月排放量的變化均與此相同。若按中國農(nóng)歷將全年劃分為春季(2月4日～5月4日)、夏季(5月5日～8月6日)、秋季(8月7日～11月6日)和冬季(11月7日～翌年2月3日),五種類型的土壤呼吸、異養(yǎng)呼吸及自養(yǎng)呼吸在夏秋兩季的排放量占全年相應(yīng)排放量的比例較高,分別為72.93%～76.55%(平均為75.10%)、54.03%～59.50%(平均為56.53%)與74.25%～82.21%(平均為78.21%),這與兩個季節(jié)中土壤溫濕度相對較高,呼吸速率較快有關(guān)。銳齒櫟幼林、銳齒櫟老林、針-闊混交林、闊-闊混交林與栓皮櫟林土壤呼吸全年的碳排放量分別為:1105.15、779.12、821.23、912.19gC·m-2·a-1和899.50gC·m-2·a-1,其中自養(yǎng)呼吸的碳排放量分別為584.47、309.87、362.74、348.02gC·m-2·a-1與389.16gC·m-2·a-1,異養(yǎng)呼吸的碳排放量分別為520.68、469.25、458.49、564.17、510.34gC·m-2·a-1。自養(yǎng)呼吸與異養(yǎng)呼吸的年排放量在5種林分中的變異系數(shù)分別為20.90%與10.24%,自養(yǎng)呼吸的變異高于異養(yǎng)呼吸。3.4林分間自養(yǎng)呼吸貢獻(xiàn)率的年變化從表3中可知,5種林分土壤自養(yǎng)呼吸在不同時間尺度上對土壤呼吸的貢獻(xiàn)率不同,日貢獻(xiàn)率的變化范圍最大。就均值來看,不論在那個時間尺度上,林分間自養(yǎng)呼吸貢獻(xiàn)率的大小順序均為:銳齒櫟幼林>針-闊混交林>栓皮櫟林>銳齒櫟老林>闊-闊混交林。從圖6可以看出,土壤自養(yǎng)呼吸月貢獻(xiàn)率的變化趨勢與土壤溫度相同,而異養(yǎng)呼吸貢獻(xiàn)率的變化趨勢與自養(yǎng)呼吸相反。這是因?yàn)殡S土壤溫度升高,根系代謝活動與呼吸速率增強(qiáng),再加上自養(yǎng)呼吸的溫度敏感性高于異養(yǎng)呼吸與土壤呼吸,所以自養(yǎng)呼吸的貢獻(xiàn)率隨溫度的升高而增加,而異養(yǎng)呼吸的貢獻(xiàn)率出現(xiàn)下降。3.5自養(yǎng)呼吸速率實(shí)測期內(nèi),土壤呼吸速率均值的大小順序?yàn)?銳齒櫟幼林(3.28μmol·m-2·s-1)>闊-闊混交林林(2.82μmol·m-2·s-1)>栓皮櫟林(2.71μmol·m-2·s-1)>針-闊混交林(2.52μmol·m-2·s-1)>銳齒櫟老林(2.45μmol·m-2·s-1);異養(yǎng)呼吸速率為:闊-闊混交林(1.77μmol·m-2·s-1)>銳齒櫟幼林(1.58μmol·m-2·s-1)>栓皮櫟林(1.57μmol·m-2·s-1)>銳齒櫟老林(1.51μmol·m-2·s-1)>針-闊混交林(1.43μmol·m-2·s-1);自養(yǎng)呼吸速率為:銳齒櫟幼林(1.70μmol·m-2·s-1)>栓皮櫟林(1.14μmol·m-2·s-1)>針-闊混交林(1.09μmol·m-2·s-1)>闊-闊混交林林(1.05μmol·m-2·s-1)>銳齒櫟老林(0.94μmol·m-2·s-1)。5個林分間的土壤呼吸速率、異養(yǎng)呼吸速率不存在顯著差異(p>0.05),而自養(yǎng)呼吸速率存在顯著差異(p<0.05)。因?yàn)榱址珠g的土壤溫度沒有顯著差異顯然不能對此做出解釋,土壤含水量雖然存在極顯著差異(p<0.001)但解釋能力僅為2.04%(一元一次函數(shù)的回歸結(jié)果)。林分間自養(yǎng)呼吸速率差值與林分間活細(xì)根生物量差值間的回歸關(guān)系(圖7)表明,活細(xì)根生物量的差異可以解釋自養(yǎng)呼吸速率差異的94.71%。4討論4.1不同林分土壤溫度分布對呼吸速率的影響本研究中,5種林分的土壤呼吸及其組分隨土壤溫濕度的季節(jié)性變化規(guī)律及它們之間的量化關(guān)系與絕大多數(shù)森林生態(tài)系統(tǒng)研究的結(jié)果基本一致,但存在區(qū)域性的特點(diǎn)。土壤呼吸及其組分的溫度敏感性指數(shù)(Q10值)多為2～3。本研究林分的自養(yǎng)呼吸、土壤呼吸與異養(yǎng)呼吸溫度敏感性指數(shù)的變化范圍分別為2.49～2.82(平均為2.61)、2.30～2.44(平均為2.38)與2.09～2.35(平均為2.19),Q10值的大小處在正常的范圍。每種林分中Q10值的大小順序均與Boone等、Epron等的結(jié)論一致,即自養(yǎng)呼吸的Q10值>土壤呼吸>異養(yǎng)呼吸,說明在該區(qū)域的森林生態(tài)系統(tǒng)中土壤自養(yǎng)呼吸的溫度敏感性高于異養(yǎng)呼吸。本研究表明在土壤含水量較低而溫度較高時,含水量對呼吸速率具有抑制作用,這一現(xiàn)象也被其它研究所證實(shí)并對其機(jī)理進(jìn)行了解釋。在寶天曼的銳齒櫟幼林、針闊混交林、闊葉混交林及栓皮櫟林中,土壤含水量與呼吸速率間有顯著的一元一次函數(shù)關(guān)系,而銳齒櫟老林卻不然,這是因?yàn)樵摿址值靥庩幤?年平均土壤含水量不僅在5種林分中最高,且在全年的多數(shù)時間保持在較高水平,對呼吸速率變化的影響較小,也說明土壤含水量與呼吸速率間的關(guān)系比較復(fù)雜,二者的相關(guān)性可能還受到其它因子的協(xié)同影響。4.2自養(yǎng)呼吸年貢獻(xiàn)率的比較歐洲18個森林生態(tài)系統(tǒng)土壤呼吸的年排放量為(760±340)gC·m-2·a-1,溫帶森林土壤異養(yǎng)呼吸和自養(yǎng)呼吸的年排放量范圍分別為310～692gC·m-2·a-1與122～663gC·m-2·a-1。寶天曼5種林分土壤呼吸,異養(yǎng)呼吸及自養(yǎng)呼吸的年排放量范圍分別為779.12～1105.15g、458.49～564.17gC·m-2·a-1與309.87～584.47gC·m-2·a-1,與上述結(jié)論相近。溫帶森林自養(yǎng)