裴昱;张悦;耿世聪;冯月;张军辉

中国科学院沈阳应用生态研究所森林生态与管理重点实验室

森林发育;针叶树种;温室气体;土壤理化性质;微生物量生物碳氮;

探讨人工林发育过程中土壤温室气体排放及其机制,可为森林温室气体通量估算提供理论依据。采用室内培养方法研究了黑龙江省帽儿山地区不同林龄（15、30和50年生）红松（Pinus koraiensis）和落叶松（Larix gmelinii）人工林土壤温室气体排放/吸收速率及其调控因素。结果表明:30年生红松和落叶松人工林土壤CO₂排放速率(红松:（1724.18±98.57）μg C·kg^-1·h^-1;落叶松:（1306.37±142.27）μg C·kg^-1·h^-1)和CH₄吸收速率(红松:（5.12±0.68）μg C·kg^-1·h^-1;落叶松:（1.91±0.85）μg C·kg^-1·h^-1)显著高于15和50年生（P<0.05）。30年生红松人工林土壤N₂O排放速率显著高于15和50年生（P<0.05）,而落叶松人工林土壤N₂O排放速率随林龄增加变化不显著。红松和落叶松人工林土壤N₂O排放速率最大值分别为（0.139±0.016）和（0.137±0.056）μg N·kg^-1·h^-1。红松人工林土壤CO₂排放速率均高于同龄落叶松人工林,15和30年生达到显著水平（P<0.05）。红松人工林土壤CH₄吸收速率均显著高于同龄落叶松人工林（P<0.05）。红松人工林土壤N₂O排放速率与同龄落叶松人工林土壤均无显著差异。混合线性模型分析显示,影响红松和落叶松人工林发育过程中土壤CO₂排放速率的主要因素是土壤全碳含量和微生物生物量氮,其中微生物生物量氮受树种和林龄的影响。CH₄吸收速率受到微生物生物量碳、溶解性有机碳和溶解性有机氮含量影响,其中微生物生物量碳受树种和林龄调控。N₂O排放速率受溶解性有机氮、铵态氮和硝态氮影响,其中溶解性有机氮受林龄影响。综上所述,树种和林龄差异造成的土壤理化性质和微生物生物量碳氮的异质性可在一定程度上解释土壤温室气体排放/吸收速率的差异。