透光抚育对温带弃耕地红松人工林土壤温室气体排放的影响

发布时间：2020-07-11 11:44

【摘要】：本研究以我国东北温带帽儿山50年生弃耕地红松人工林为对象,采用静态箱-气相色谱法,野外同步连续测定了不同透光抚育强度(未透光、半透光-50%、全透光-100,透光抚育已40年)处理样地的弃耕地红松人工林的土壤3种温室气体(CO_2、CH_4和N_2O)全年尺度上排放通量及其相关环境因子(气温、土壤温度、土壤湿度),揭示透光抚育对温带帽儿山弃耕地红松人工林土壤温室气体排放季节动态、主控因子及全球增温潜势的影响规律及影响机制,以便为定量评价我国东北退耕还林工程实施效果提供科学依据。结果表明:(1)弃耕地营造红松林后在春、夏季温度显著降低0.7~5.0℃,秋、冬季显著升高0.7~5.0℃,年均温度显著降低0.4~2.4℃。弃耕地营造红松人工林会显著降低年均土壤含水率,而透光抚育后半透光显著降低,全透光15~40cm土壤层显著升高。(2)土壤CO_2排放通量(151.43~210.27mg_·m_·~(-2)h~(-1))呈现未透光农田半透光全透光的变化趋势,弃耕地造林50年后未透光较农田增多14.6%,透光抚育40年后则较农田减少6.0%~17.5%,较未透光减少17.9%~28.0%。土壤CH_4吸收通量(-0.031~-0.045mg_·m_·~(-2)h~(-1))呈现未透光全透光半透光农田的变化趋势,未透光较农田增多45.2%,透光抚育较农田增多12.9%~35.5%,较未透光减少6.7%~22.2%。土壤N_2O排放通量(0.010~0.037mg_·m_·~(-2)h~(-1))呈现农田未透光全透光半透光的变化趋势,未透光较农田减少48.6%,透光抚育较农田减少59.5%~73.0%,较未透光减少21.1%~47.4%。(3)弃耕地造林与透光抚育改变了土壤CO_2、CH_4、N_2O排放通量与土壤含水率的相关性。造林及透光后土壤CO_2排放通量由农田与浅层(5~10cm)土壤含水率正相关转化为与中下部土壤层(20~40cm)或0~40cm全部土壤层含水率显著正相关。各处理中仅未透光样地CH_4与20cm土壤层含水率呈显著负相关(P0.05)。造林后土壤N_2O排放通量由与农田20、30~40cm土壤层含水率正相关转变成与15cm土壤含水率正相关,透光抚育后半透光则转变成与15~40cm土壤含水率显著正相关,全透光变成与25、40cm土壤含水率显著正相关。(4)土壤温室气体全球增温潜势(14.16~18.91t_·hm_·~(-2)yr~(-1))呈现未透光农田半透光全透光的变化趋势,未透光较农田升高11.0%,透光抚育较农田下降9.6%~16.9%,较未透光下降17.8%~25.1%。东北温带弃耕地营造红松人工林提高了土壤温室气体全球增温潜势,透光抚育则较大幅度降低了土壤温室气体排放增温潜势。因此,从控制土壤温室气体增温效果考虑,对东北温带弃耕地营造红松人工林应进行中强度透光抚育经营方式。
【学位授予单位】：东北林业大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2017
【分类号】：S791.247

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本文编号：2750365