猫儿山自然保护区沿海拔分布植被带土壤硝化-反硝化和呼吸作用分析

【目的】 揭示环境因子对猫儿山自然保护区不同海拔植被带土壤呼吸和硝化-反硝化作用的影响。【方法】 以广西猫儿山自然保护区不同植被带为研究对象,应用气压过程分离系统BaPS(barometric process separation system)研究了不同海拔植被带的土壤呼吸速率(SRR, soil respiration rate)、总硝化速率(GNR, gross nitrification rate)、反硝化速率(DR, denitrification rate),及其对土壤温度等环境因子的响应规律。【结果】 在自然土壤温度下,土壤呼吸速率杉木人工林 (Chinese fir plantation, CFP) >常绿、落叶阔叶混交林 (evergreen and deciduous broad-leaved forest, EDBF) >毛竹人工林(bamboo plantation, BP)>山顶灌丛 (mountaintop shrub, MS)> 南方铁杉林 (southern hemlock forest, SHF) >水青冈天然林 (beech natural forest, BNF),CFP最高为361.6 μg/(kg ·h);总硝化速率SHF最高为275.3 μg/(kg ·h),BP最低为58.3 μg/(kg ·h);反硝化速率为BP> CFP> EDBF> BNF> SHF>MS,BP最高为172.2 μg/(kg·h)。土壤温度在5~20 ℃变化时,6种植被带的土壤呼吸速率、总硝化速率、反硝化速率均随着温度的上升而增加。相关性分析表明,海拔、土壤温度、含水量、pH、有机质、全氮、全钾、速效氮磷钾是影响土壤硝化-反硝化和呼吸作用的重要因子。【结论】 低海拔人工林在自然温度下具有比高海拔天然林更高的土壤呼吸速率和反硝化速率,但是高海拔植被带土壤硝化-反硝化和呼吸作用对温度变化具有更高的敏感性,在气候变暖过程中,高海拔植被带土壤可能会释放更多的温室气体增量。