论文摘要
本研究采用动态密闭气室法（IRGA）对四川盆周西缘（眉山市洪雅县）三种主要退耕还林还草模式（模式1：光皮桦木+扁穗牛鞭草，模式2：光皮桦木+苦竹，模式3：光皮桦木+自然草）进行原位土壤呼吸和离体细根呼吸测量，并对土壤呼吸、细根呼吸呈现的时间、空间动态进行研究，分别从大气温度、土壤温度、土壤含水量、土壤理化性质、细根生物量、细根氮含量等方面与土壤呼吸、细根呼吸的动态变化进行相关性分析，深入研究在退耕还林地这一特殊的复合生态系统的生态过程，为退耕还林模式的可持续经营提供科学依据。研究结果表明：（1）不同复合生态系统的土壤呼吸在整个测定时间（2006年4月，8～12月）内，都表现出相同且明显的季节变化，最高的土壤呼吸量出现在8月，各退耕模式土壤呼吸最大值分别为：(8.25μmol·m-2·s-1、6.69μmol·m2·s-1、4.95μmol·m-2·s-1)；各模式土壤呼吸的最低值出现在12月，分别为：：1.49μmol·m-2·s-1、1.17μmol·m-2·s-1、0.96μmol·m-2·s-1。壕沟处理区内的土壤呼吸呈现的季节变化和对照区域一致，各退耕模式林地壕沟处理区土壤呼吸8月出现峰值，分别为：2.10μmol·m-2·s-1、1.83μmol·m-2·s-1、1.49μmol·m-2·s-1；12月最低：0.86μmol·m-2·s-1、0.72μmol·m-2·s-1、0.57μmol·m-2·s-1。（2）土壤呼吸同大气温度、土壤温度存在显著的相关性，土壤呼吸速率随温度的上升呈指数增长。三种模式林地上土壤呼吸速率与大气温度相关系数分别为：0.512，0.628，0.204（P＜0.01）；土壤呼吸速率与土壤温度相关系数分别为：0.528，0.645，0.192（P＜0.01）。土壤呼吸对土壤温度变化的响应更积极。（3）土壤呼吸同土壤理化性质之间亦存在明显的相关性。不同模式下土壤呼吸速率与土壤湿度含水量间相关系数分别为：0.884，0.906，0.850（P＜0.01）；土壤呼吸速率与和土壤有机质含量、土壤全氮含量存在相关性。表层土壤中有机质、全氮含量与土壤呼吸速率相关性好于下层土壤。（4）细根呼吸季节变化明显，其变化趋势与土壤呼吸季节动态相一致，呈单峰型变化。8月细根呼吸CO2出现峰值，各模式林地细根分别为：1.89μmol·m-2·s-1、1.93μmol·m-2·S-1、1.85μmol·m-2·s-1；各模式细根呼吸谷值则出现在12月，分别为：0.51μmol·m-2·s-1、μmol·m-2·s-1和μmol·m-2·s-1。相较于大气温度，细根呼吸对土壤温度变化响应更积极。（5）不同模式林地细根年生物量分别为12.208t hm-2，26.994 t hm-2，11.608 t hm-2。不同土层深度细根生物量呈单峰型变化。上层土壤中细根生物量最大，中层土壤细根生物量其次，下层土壤细根生物量最小。不同模式下研究林地上中下层细根生物量同细根呼吸间存在显著的相关，表现为上层生物量与呼吸速率相关性好于中层和下层，相关系数分别为：模式1：0.794，0.576，0.568（P＜0.01）；模式2：0.799，0.583，0.577（P＜0.01）；模式3：0.715，0.582（P＜0.01），0.370（P＜0.05）。（6）与土壤呼吸相同，细根呼吸同大气温度和土壤温度也存在显著的相关性，细根呼吸速率也随着温度的上升呈指数增长。细根呼吸同土壤温度的相关性大于同大气温度的相关性。不同研究林地细根呼吸对大气温度、土壤温度的相关系数分别为：模式1：0.643和0.66，模式2：0.72和0.75，模式3：0.676和0.722。（7）各退耕模式林地细根不同植物种类细根组织全氮含量亦呈现出明显的季节变化。细根呼吸速率与细根氮浓度之间苏存在显著相关，相关系数分别为：模式1：0.884；模式2：0.906；模式3：0.850。