土壤密度表

时间：2023-02-11 理论教育版权反馈

【摘要】：3　结果与分析3.1　温度对土壤呼吸速率的影响5～10月，各群落的土壤呼吸速率都表现出明显的日变化格局，最高值出现在12:00～14:00，最低值在8:00或20:00，并与地表温度的变化存在较高的一致性。通过指数模型，由地表温度计算出梭梭A、B样地，盐穗木A、B样地和假木贼A、B样地的Q10值分别为1.3、1.34，1.58、1.65，1.31、1.17，平均值1.39，变异系数为13.21%。

结果与分析_新疆干旱、半干旱

3　结果与分析

3.1　温度对土壤呼吸速率的影响

5～10月，各群落的土壤呼吸速率都表现出明显的日变化格局，最高值出现在12:00～14:00，最低值在8:00或20:00，并与地表温度的变化存在较高的一致性(图1-2-2)。除个别观测日当天的阴雨天气影响土壤CO₂释放速率外，各样地土壤呼吸速率表现出从5月到7月逐渐增加，8～10月降低的变化趋势。总体上，夏季各月(6、7、8月)土壤呼吸速率高于秋季月份(9、10月)，春季(5月)最低。同时，土壤呼吸速率与温度变化也存在不完全协调的现象，如10月的温度在实验期间最低，但土壤呼吸速率未达到最低值，普遍高于5月。方差分析表明，生长季样地间日平均土壤呼吸速率仅在梭梭B与其他样地间存在显著差异(P<0.05)(如表1-2-1)。

表1-2-1　梭梭、盐穗木和假木贼群落生长季平均土壤呼吸速率(μmol CO2·m-2·s-1)

运用线性和指数模型对6个样地生长季的土壤呼吸速率与近地面气温、地表温度和5 cm、10 cm、20 cm、30 cm、40 cm、50 cm土壤温度间的关系进行曲线拟合，采用R²作为模型的变异解释量，结果见表1-2-2、1-2-3。土壤呼吸速率对地表温度和近地面气温的响应明显高于土壤温度，温度对土壤呼吸的贡献随土壤深度的递增而递减。在梭梭A样地，地表温度和近地面气温能解释土壤呼吸速率时间变异的33%、32%，在梭梭B样地，则分别解释31%、28%的时间变异。盐穗木A样地，地表温度和近地面气温通过线性模型可分别解释74%、60%的土壤呼吸时间变异，剔除负值后经由指数模型解释量分别下降为54%、44%；同样，在盐穗木B样地，地表温度和近地面气温的解释量由线性模型的66%、52%分别下降为59%和46%。在假木贼A样地，地表温度和近地面气温对土壤呼吸时间变异的解释量56%、43%(线性模型)变为42%、29%(剔除负值后由指数模型得出)，假木贼B样地也有所变化，解释量由32%、22%下降为22%、13%。

图1-2-2　梭梭A、B，盐穗木A、B和假木贼A、B样地(依次用a、b、c、d、e、f)土壤呼吸速率(实心图标)和地表温度(空心图表)5～10月(从左到右)的日变化

由表1-2-2可见，Q₁₀值随土壤深度(5～50　cm)的增加而增大，即随深层土壤温度的波动减小而增加。指数模型计算的Q₁₀值略低于线性模型。通过指数模型，由地表温度计算出梭梭A、B样地，盐穗木A、B样地和假木贼A、B样地的Q₁₀值分别为1.3、1.34，1.58、1.65，1.31、1.17，平均值1.39，变异系数为13.21%。各样地Q₁₀值(由地表温度计算)与地表温度呈负相关，但不显著(r=- 0.348，n=6，P=0.500)。

表1-2-2　梭梭、盐穗木和假木贼群落土壤呼吸速率与温度间的回归方程、变异解释量和Q10值

续表1-2-2

*T_NSAT:　近地面气温；　下同

表1-2-3　剔除负值后盐穗木和假木贼群落土壤呼吸速率与温度间的指数模型、变异解释量和Q10值

3.2　土壤湿度对土壤呼吸速率的影响

通过每个样地5～10月份土壤湿度与日平均土壤呼吸速率间的相关性分析得出：在梭梭B样地，土壤呼吸速率与30～50　cm土壤湿度间呈显著负相关(r=－0.631，n=16，P=0.021)；在盐穗木B样地，土壤呼吸速率与0～5　cm、15～30　cm土壤湿度间呈显著、极显著负相关(r=－0.597、－0.650，P=0.011、0.005，n=17)。在其他样地土壤湿度与呼吸速率未表现出显著相关性。实验期间，梭梭B样地30～50　cm土壤湿度在5.39%～13.35%间波动，低于其他各样地，变幅亦最小。盐穗木B样地0～5　cm、15～30　cm土壤湿度在各样地都达到最大值，变幅较大，分别为5.23%～27.40%、17.35%～28.22%。盐穗木B样地的地势较低，土壤湿度较高；在梭梭B样地，因植被盖度较大，植物生长状况良好，土壤湿度降低。梭梭B样地、盐穗木B样地土壤呼吸速率与土壤湿度间的拟合关系见图1-2-3。

图1-2-3　梭梭B样地、盐穗木B样地土壤呼吸速率与土壤湿度间的关系

由样地土壤呼吸速率、地表温度、土壤湿度的季节变化(图1-2-4)可见，在大多数样地土壤呼吸速率季节变化与地表温度同步，土壤呼吸速率最大值的出现时间与地表温度一致(6、7月)，此时土壤湿度并未达到实验期间的最低或最高值。5～10月份样地间平均土壤呼吸速率、地表温度和土壤湿度的差异见图1-2-5。相关性分析表明，土壤呼吸速率与土壤湿度呈显著负相关，即与5～15　cm、15～30　cm和30～50　cm土壤湿度间的相关性分别为(r=－0.836、－0.820、－0.910，p=0.038、0.046、0.012，n=6)；土壤呼吸速率与地表温度间的相关性不显著(P>0.1)，可见土壤湿度对样地间土壤呼吸速率差异的影响更大。各样地Q₁₀值(由地表温度计算)与实验期间各层土壤平均湿度呈正相关，但不显著(P>0.1)。

3.3　温度、土壤湿度对土壤呼吸速率的协同作用

以6个样地各层土壤湿度和地表温度、近地面气温为变量，采用多元线性回归中的逐步回归(Stepw ise)方法，分析6～10月份土壤呼吸速率与上述变量的关系，变量的显著水平设为0.05，结果见表1-2-4。另对土壤呼吸速率与地表温度、0～5　cm和30～50　cm土壤湿度分别进行回归分析，得出温度－土壤湿度的多变量模型在更大空间尺度能解释荒漠土壤呼吸速率时间变化的61.9%，优于单变量模型。

3.4　土壤呼吸速率与土壤养分、盐分间的关系

各样地土壤呼吸速率与0～50　cm土层加权平均的土壤pH、CO₃²-、HCO₃^-和速效K含量呈显著正相关，与SO₄²-离子呈显著负相关性，而同Ca²⁺、Mg²⁺、Na⁺等离子表现出负相关趋势，但不显著。土壤呼吸速率与有机质、有机碳、总盐及全盐之间未得出相关关系(见表1-2-5)，可能是各样地间土壤有机质等差别较小。