云南哀牢山亚热带常绿阔叶林土壤CH4通量特征

甲烷(CH4)是仅次于二氧化碳(CO2)的重要温室气体,对全球气候变化有重要的反馈作用.亚热带森林土壤是全球陆地生态系统重要的CH4汇,但因在亚热带的观测较少,致使模型估算得出的结果具有不确定性,因此需对土壤CH4通量进行现场观测和实验,以便准确估计亚热带森林土壤CH4通量及其对该生态系统碳汇能力的贡献.采用大型多点自动开闭箱式自动连续测定法在哀牢山亚热带常绿阔叶林开展土壤CH4通量、气温(ta)、地表温度(t0)、土壤5 cm温度(t5)、降雨量(P)和土壤含水量(Csw)进行连续1年定位观测.结果表明,(1)云南哀牢山亚热带常绿阔叶林土壤为CH4的汇,年通量为(?11.79±0.001)kg·hm?2·a?1,年均速率为(?0.13±0.05)mg·m?2·h?1,呈现出显著的季节动态,表现为干季土壤CH4的吸收通量[(?0.17±0.06)mg·m?2·h?1]显著高于雨季[(?0.10±0.03)mg·m?2·h?1](P<0.05).(2)土壤CH4通量与地表温度(r2=0.2125,P<0.001)、土壤5 cm温度(r2=0.1948,P<0.001)和气温(r2=0.0983,P<0.001)呈显著相关关系,但土壤CH4通量与土壤5 cm温度的相关关系在12.35℃由正相关转为负相关.(3)土壤CH4通量对土壤含水量的变化响应较温度敏感,土壤含水量可解释其90.36％的相关性(P<0.001),单因素和双因子关系模型进一步证明土壤含水量是调节哀牢山亚热带常绿阔叶林土壤CH4通量的主导因子.(4)在20年和100年时间尺度上,CH4通量的全球增温潜势(global warming potential,GWP)分别可以抵消土壤CO2排放产生增温潜势的2.2％和0.7％,可以增加该生态系统碳汇的10.6％和3.5％.为此,在未来降水格局变化的情景下,土壤含水量可用于预测哀牢山亚热带常绿阔叶林土壤CH4通量的变化和生态系统CH4汇的强度,进而反映其对该森林生态系统碳汇能力的贡献.