黄土高原森林草原过渡带辽东栎林土壤呼吸及碳收支

Forests as a principal component of terrestrial ecosystems are the largest carbon pool and sink. Soil respiration in forest plays an important role in regulating forest ecosystem carbon cycle. The forest-grass transition zone in Loess Plateau, which is a ecological fragile sensitive zone, is focused for eco-environmental construction in China. The Oak (Quercus liaotungensis) is the most widely and important constructive tree specie, and its ecological function for carbon sink is very important, but the research on soil respiration and carbon budget in oak forest in the zone is little. In the subject, the soil respiration and its impact factors would be continuously investigated for clarifying dynamic of soil respiration, relationship between soil respiration and impact factors, and revealing mechanism of driving soil respiration; and in plot scale, the carbon budget in oak forest in different year would be calculated directly with soil science and classic forest mensuration for clarifying dynamic of carbon budget. Base on the research, theoretical basis and data would be provided for effective forest management, increasing ecological function for carbon sink and devising scientific and fair Scenario for CO2 emission reduction.

森林是陆地生态系统的主体，是陆地上最大的碳库和碳汇。森林土壤呼吸在调节森林生态系统碳循环中起着重要的作用。黄土高原森林草原过渡带是生态脆弱敏感区，作为我国生态环境重点建设地区备受关注。辽东栎是该区最为普遍和重要的建群物种，其生态固碳功能极为重要，但关于该地区辽东栎林土壤呼吸及碳收支方面研究鲜有报道。本项目拟对黄土高原森林草原过渡带辽东栎林土壤呼吸及影响因子进行连续观测，探明土壤呼吸变化特征，阐明土壤呼吸与影响因子关系，揭示土壤呼吸驱动响应机制；并在样地尺度上，采用土壤学与经典测树学相结合的方法，直接计算辽东栎林不同年份碳收支量，明晰其碳收支动态变化特征。基于以上研究，可为该地区有效实施森林科学管理，提升森林生态固碳功能，以及制定科学合理的二氧化碳减排方案提供基础数据及理论依据。

森林是陆地生态系统的主体，是陆地上最大的碳库和碳吸收汇。森林土壤呼吸在调节森林生态系统碳循环中起着重要的作用。黄土高原森林草原过渡带是生态脆弱敏感区，作为我国生态环境重点建设地区备受关注。辽东栎是该区最为普遍和重要的建群物种，其生态固碳功能极为重要，但关于该地区辽东栎林土壤呼吸及碳收支方面研究鲜有报道。本项研究以黄土高原森林草原过渡带为研究区域，基于样地尺度的连续监测与调查，采用森林生态系统碳平衡法，通过土壤学与经典测树学相结合的手段，以天然辽东栎林生态系统为主要研究对象，对其土壤呼吸及碳收支进行研究。该研究发现：（1）在年尺度范围内计算，生长季中，辽东栎林土壤自养呼吸占到总土壤呼吸的46%，但在休眠季中，辽东栎林土壤自养呼吸约占总土壤呼吸量的12%，且无论在日尺度还是季节尺度下，土壤自养呼吸温度敏感性均高于异养呼吸；（2）证明了蒙特卡洛法在土壤碳排放估算模型选择的可利用性，发现单因子土壤温度模型是最为有效的减少采样量误差的模型；（3）采用内插法和外推法分别估算了包括辽东栎林在内的五种土地利用类型年均土壤呼吸排放量为555.73-937.53 g C m-2 和480.52-805.83 g C m-2，并发现冬季土壤呼吸速率约为生长季的11-25%。（4）测算了辽东栎林生态系统年净固碳量，发现虽然辽东栎林净初级生产力较高但由于其生态系统更高的土壤异养呼吸，导致整个生态系统年均碳输入与输出基本持平。上述研究成果，可为有效实施森林科学管理，提升森林生态固碳功能，以及为该区制定科学合理的二氧化碳减排方案提供基础数据及理论依据。