典型中亚热带森林生态系统凋落叶单萜烯的排放及其影响因素

凋落叶是森林碳库的重要组成部分。凋落叶分解过程中释放单萜烯，对臭氧和二次有机气溶胶生成具有重要贡献，并影响森林土壤生态和元素生物地球化学循环。有关亚热带森林生态系统凋落叶单萜烯的排放速率和规律研究相对欠缺。本研究拟选取黄山自然保护区中亚热带森林生态系统中两种典型基带植被：马尾松林和常绿阔叶林作为研究对象，采用动态箱法野外固定采样点观测两种林型凋落叶单萜烯的排放速率及其季节和日变化，同步测量各种环境因子与凋落叶质量因子，筛选出控制凋落叶单萜烯排放的关键因子；室内模拟观测两种林型凋落叶分解过程中不同时间阶段单萜烯的排放速率，探讨单萜烯排放在凋落叶分解过程中的变化规律。研究结果可获得中亚热带森林生态系统凋落叶单萜烯的排放速率数据，对认识中亚热带森林生态系统凋落叶单萜烯的排放规律具有一定的科学意义，为完善全球单萜烯排放清单、建立更准确的全球单萜烯排放模型和估算亚热带森林生态系统C收支提供基础数据。

凋落叶是森林碳库的重要组成部分。凋落叶分解过程中释放单萜烯，对大气化学和碳收支平衡具有重要贡献，并影响森林土壤生态和元素生物地球化学循环。本项目选取亚热带森林生态系统—鼎湖山国家级自然保护区内季风常绿阔叶林（BF）、针阔叶混交林（MF）和马尾松林（PF）为研究对象，同步观测三种林型凋落叶异戊二烯和单萜烯通量。研究结果表明，BF凋落叶为异戊二烯的源和单萜烯的汇，其平均通量分别为6.49 ± 4.22和-13.1 ± 28.7μg m-2 h-1；MF凋落叶均为异戊二烯和单萜烯的汇，其平均通量分别为-15.8 ± 7.54和-69.6 ± 29.7 μg m-2 h-1；PF凋落叶为异戊二烯的汇和单萜烯的源，其平均通量分别为-24.3 ± 73.8和906 ± 326 μg m-2 h-1。BF和PF凋落叶异戊二烯通量与PF凋落叶单萜烯通量均存在明显的日变化规律，MF和PF凋落叶异戊二烯通量与三种林型凋落叶单萜烯通量均存在明显的月变化规律或季节变化规律。相关性分析表明，三种林型凋落叶异戊二烯和单萜烯通量与CO2通量和覆盖层土壤温度均没有显著的相关性；但是BF和MF凋落叶异戊二烯通量与MF和PF凋落叶单萜烯通量与其大气中浓度存在显著的线性相关。室内模拟研究两种典型针叶树（马尾松和云杉）和两种典型阔叶树（香樟和栎树）的凋落叶降解过程中单萜烯的排放速率及其随时间的变化规律，发现不同凋落叶降解过程中单萜烯的排放速率存在明显差异，四种凋落叶降解过程中单萜烯的排放量分别为9062、6431、10600和22.5 μg gdw-1。四种凋落叶分解过程中单萜烯排放速率随时间变化明显，且变化规律相似，即在降解的第0天（凋落叶尚未降解）单萜烯排放量较高，在前20天或40天随时间迅速降低；然后再逐渐升高并出现一排放高峰，分别在第60、120、80和40天达到最大。项目结果获得了亚热带森林生态系统凋落叶单萜烯通量数据，对认识亚热带森林生态系统凋落叶单萜烯的排放规律具有一定的科学意义。