狗牙根防护边坡土壤呼吸速率的季节变化及其对环境因子的响应OA

[目的]为明确典型护坡草本植物狗牙根覆盖条件下土壤呼吸速率的季节变化特征及其对主要环境因子的响应规律,在排除复杂水文过程干扰的前提下,揭示狗牙根土壤碳释放过程的环境响应特性,为评估其护坡生态效益及潜在固碳功能提供基础过程依据。[方法]依托户外试验基地,利用3051T土壤呼吸测定仪、自动气象站及土壤检测仪等仪器,对狗牙根生长季(4—11月)内土壤呼吸速率进行连续观测,并同步监测空气温湿度、土壤温湿度、大气CO_(2)浓度及降雨等环境因子。结合多时间尺度分析与Pearson相关性分析,探讨环境因子对土壤呼吸的调控效应。[结果](1)狗牙根覆盖条件下,土壤呼吸速率在生长季内呈显著季节差异,整体表现为夏季最高、春季次之、秋季最低;夏季达到峰值4.16μmol/(m^(2)·s),秋季多在1.08~1.82μmol/(m^(2)·s)范围内波动;日变化在不同月份呈单峰型或双峰型;(2)相关性分析显示,土壤呼吸速率与空气温度和土壤温度均呈极显著正相关(p<0.01),与土壤湿度(p<0.01)及大气CO_(2)浓度(p<0.05)呈显著负相关,与空气湿度相关性不显著;(3)土壤呼吸速率对温度的响应呈非线性,在较高温度条件下土壤呼吸速率随温度升高而下降;(4)降雨发生后72 h内,土壤呼吸速率整体低于无降雨对照组,降雨第1天试验组变化范围为0.51~1.02μmol/(m^(2)·s),显著低于对照组的1.14~1.51μmol/(m^(2)·s)。[结论]狗牙根土壤呼吸主要受温度驱动,但连续观测前去叶处理引发的碳源供给受限会抵消高温的促进作用;土壤湿度与降雨主要通过调节土壤通气性来限制碳释放;土壤呼吸与大气CO_(2)浓度的负相关实为表观假象。狗牙根致密覆盖能有效缓冲环境扰动,其碳释放过程是植被生理特性与环境因子协同作用的结果。