兴安落叶松林CO和CH4动态及其对环境响应机制研究

本研究针对我国兴安落叶松林CO和CH4在碳循环中的重要地位和独特特点，以大兴安岭国家森林生态站为研究平台，以三个典型森林生态系统为研究对象，对大兴安岭高纬度多年冻土区兴安落叶松林土壤CO和CH4释放和吸收的日变化和季节动态进行野外箱式法实验观测，并开展水分和温度对其影响的室内实验研究，弄清该地区CO和CH4释放和吸收的规律，揭示土壤CO和CH4对冻融作用和土壤干湿变化的响应，为气候变暖条件下我国和内蒙古兴安落叶松林森林碳汇研究和森林火灾管理提供理论基础。

根据计划要求，以根河大兴安岭国家生态定位站作为研究平台，根据大兴安岭地形特点，以不同坡位四种兴安落叶松林群落为研究对象，在对当地植被植被特征，土壤理化性质和微生物环境的研究基础上，对大兴安岭高纬度多年冻土区的土壤CH4、CO不同时间尺度的释放和吸收规律及其主要影响因子进行了研究，另外，根据自身仪器设备条件，还额外开展了同步的CO2土壤释放规律的研究，通过研究发现：.（1）首次阐明了坡位是影响大兴安岭地区CH4释放和吸收的最重要的影响因子之一。土壤的CH4在不同坡位形成的独特的环境条件下，具有较好的释放和吸收规律性，根据2011、2011年两年的月变化观测结果，杜香落叶松林（-2.11ug•m-2•h-1）和草类落叶松林（-44.26 ug•m-2•h-1）表现为吸收，而苔藓落叶松林（19.24 ug•m-2•h-1）和柴桦落叶松林（37.96 ug•m-2•h-1）表现为释放。干湿变化和CH4的释放与吸收具有较好的线性关系，CH4量与水分含量符合公式y=5.1755x-262.96，相关系数大于95%。而冻融中，温度和CH4的释放和吸收关系不明显。在东北森林火灾和温室气体排放方面，要充分考虑到由于地形变化造成的CH4的释放与吸收变化。.（2）从土壤CO2各月平均的CO2释放量来看，草类落叶松林（433.75mg•m-2•h-1）>苔藓落叶松林（364.11mg•m-2•h-1）>柴桦落叶松林（328.51mg•m-2•h-1） >杜香落叶松林（317.71mg•m-2•h-1），草类落叶松林个明显高于其他三个群落。CO2的释放与湿度具有明显的负相关，CO2与水分符合公式y=-31.333x-1677.6，相关系数大于85%。在冻融变化中与湿度相关性不明显。.（3）土壤的CO的释放和吸收并没有呈现明显的规律性，它的变化主要的影响因素目前还不清楚，虽然在卫星的图像上可以清楚地反映东北大兴安岭CO在5、6月份有明显的集中释放现象，但是在我们的研究中并没有发现规律性的集中释放现象，具体原因有待于进一步研究。.（4）群落的土壤、植被、微生物等环境因子是影响CH4、CO和CO2在不同坡位表现出不同释放和吸收的主要因子，然而，在分析中，除了湿度以外，多数因子和气体释放和吸收并没有表现出明显的规律性，还需要对数据进一步分析得到更有价值的结论。