亚热带森林土壤甲烷生产特性及其对表观通量的调控

The subtropic forest has the largest area in China among all the forest types. Therefore, it is very important to understand the regulation of CH4 fluxes in the subtropic forest for making the national inventory of greenhouse gases. The fine soil texture, heavy precipitation and rich organic matter all favor the formation of anaerobic conditions and thus promote the production of CH4. But little information is available about the regultion of CH4 production on net fluxes in the subtropic forest soil.In this study, we will determine the characteristic of CH4 production in the substropic forest soils with chemical inhibitor and stable isotope technique and measure its contribution to net fluxes.These results are expected to improve our understanding aobut the complicated seasonal dynamic of CH4 fluxes in the subtropic forest and provide the theoretic basis for constructing the model which is applicable for the subtropic forest.

亚热带森林是我国面积最大的森林类型，广布于长江流域以南地区。研究亚热带森林土壤甲烷通量及调控机制对于制定我国温室气体排放清单具有重要意义。亚热带森林地区气候高温潮湿，土壤质地粘重，富含有机质，这些条件都有利于甲烷生产。但目前有关甲烷生产过程对亚热带森林土壤表观通量的调控未见详细报道。本研究拟以福建省典型亚热带森林为研究对象，采用"特性抑制剂"和"稳定性碳同位素技术"相结合的研究方法，揭示亚热带森林土壤甲烷生产的影响因子，季节变异及其对表观通量的调控机理。本研究结果期望能揭示亚热带森林土壤独特的通量调控机制，改进我们当前对于亚热带森林土壤甲烷通量复杂季节动态的理解，为下一步构建适合于亚热带森林土壤特点的甲烷通量模型提供理论基础。

明确亚热带森林土壤甲烷通量调控机制对编制我国温室气体清单有重要意义。亚热带森林地区气候高温潮湿，土壤质地粘重，富含有机质，这些条件都有利于甲烷生产。因此本研究假设亚热带森林深层土壤存在甲烷生产过程，该过程与表层氧化作用共同调控表观通量的变化。以福建省典型亚热带森林为研究对象，采用“特性抑制剂”、“稳定性碳同位素技术”、室内培养及野外通量观测的方法，研究了亚热带森林土壤甲烷生产特征及其对表观通量的调控。结果发现，（1）无论天然林还是人工林，表层土均以氧化过程为主，深层土既无明显生产也无明显氧化活性。人工杉木林的个别样品深层土壤有微弱甲烷排放。（2）无抑制剂处理的野外通量观测没有检测到甲烷生产与排放。抑制剂处理后，在2月和6月份出现2次正通量，速率较低，为10.0 ug CH4 m-1 h-1左右。（3）在明显甲烷生产期，随土壤层次加深，天然林和杉木林土壤空气CH4浓度都逐渐增高。在无明显甲烷生产期，两种森林土壤空气CH4浓度随深度增加而减小。（4）由于甲烷氧化作用，无抑制剂处理的CH4通量同位素值（δC13-CH4）和土壤空气的δC13-CH4都高于大气。这些结果表明亚热带森林土壤甲烷生产作用微弱，表观通量变化调节以氧化作用为主。这些结果对构建亚热带森林甲烷通量模型具有指导意义。