林业科学

作者：房焕英1,2,肖胜生2,3,余小芳4,熊永5,欧阳勋志1,*,秦晓蕾2

单位：1. 江西农业大学林学院 南昌 3300452. 江西省水土保持科学研究院 南昌 3300293. 江西省土壤侵蚀与防治重点实验室 南昌 3300294. 江西师范大学 南昌 3300225. 江西省水利规划设计研究院 南昌 330029

关键词：土壤呼吸,模拟酸雨,影响机制,呼吸组分,湿地松人工林

基金：国家自然科学基金项目(41303064);国家自然科学基金项目(41761063);江西省水利科技重大研究项目(KT201716)

目的: 分析不同强度酸雨对湿地松人工林土壤总呼吸速率（Rs）及其组分（微生物异养呼吸速率Rh和根系自养呼吸速率Ra）的影响规律，进一步了解森林土壤呼吸过程，为酸沉降胁迫下的森林管理提供科学依据。方法: 以亚热带湿地松人工林为对象，采用壕沟法分离土壤呼吸组分，设置3种酸沉降水平（CK：pH 6.5、低酸LA：pH 4.5，强酸HA：pH 2.5），参照研究区降雨比例分次喷洒，运用LI-8100A土壤碳通量自动测量系统原位测定土壤呼吸速率，同时测定土壤温湿度和土壤生化性质等指标。结果: 不同酸处理下，Rs、Ra和Rh均呈夏季高、冬季低的单峰模式，土壤温度是导致土壤呼吸季节变化的主要驱动因素；酸雨可显著降低Rs（P＜0.05），LA和HA处理后分别降低25.83%和30.95%，其中，Rh分别降低29.60%和35.20%，Ra分别降低19.15%和23.40%，但这种抑制效应仅体现在生长季，非生长季LA可显著促进Ra（P＜0.05）；CK样地Rh在Rs中占比63.94%，LA和HA处理后该比例显著降低（P＜0.05），同时Ra响应强度随酸雨增强而增加；Rs、Rh、Ra与土壤温度均呈极显著指数关系（P＜0.01），酸处理后其温度敏感系数（Q10）均降低；土壤湿度与Rs、Rh、Ra在HA处理下极显著相关（P＜0.01），土壤温湿度的协同作用极显著影响土壤呼吸速率（P＜0.01）；Rh变异主要与土壤脲酶、蔗糖酶、表层土壤总有机碳（TOC）含量和土壤pH有关，而Ra变异则主要与土壤脲酶、土壤温度和TOC有关，以上因素可共同解释Rs变异的83.9%。结论: 土壤总呼吸速率及各组分呼吸速率的季节变化特征相似，主要受土壤温度控制；酸雨造成土壤酸化，引发土壤酶、土壤有机碳含量显著变化或呈一定变化趋势，其共同作用导致Rh和Ra被抑制，进而显著降低Rs，土壤水热因子促使这种抑制效应在生长季更显著；Rh在Rs中的占比随酸雨强度增加而逐渐降低，但短期内Rh仍是Rs的主导组分。

来源：2021年第7期

《林业科学》期刊编辑部

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