红壤丘陵区人工林地土石混合介质二氧化碳产生及传输过程研究

石砾的存在能改变土壤孔隙结构、影响水分利用效率和根系生长与分布特征，进而对土壤二氧化碳（CO2）通量产生一定的调节作用。本项目以红壤丘陵区人工林地为研究对象，以优化造林前粘土的物理结构为出发点，通过布设野外控制试验，研究不同石砾含量土体中CO2产生、传输和排放过程，并结合与上述过程紧密相关的影响因素，揭示研究区土石混合介质CO2的产生（自养呼吸与异养呼吸）特征，探究土石混合介质中CO2的传输机制，阐明其CO2通量的时间变异规律，获得增强土壤固碳潜力的石砾含量范围。本项目旨在丰富土壤CO2通量时空变异理论的同时，寻求增强南方红壤丘陵区人工林地土壤碳汇能力的土壤物理结构改良措施，为提高该区单位造林面积的碳汇功能提供科学依据。

石砾的存在能改变土壤孔隙结构、影响水分利用效率和根系生长与分布特征，进而对土壤二氧化碳（CO2）通量产生一定的调节作用。本项目以红壤丘陵区人工林地为研究对象，以优化造林前粘土的物理结构为出发点，通过布设野外控制试验，研究土石混合介质CO2的产生（自养呼吸与异养呼吸）及排放特征。研究结果表明：无石砾和石砾含量为10%处理1、2级细根生物量显著低于石砾含量为20%和40%处理。石砾含量为40%时显著增加了异养呼吸，进而导致土壤呼吸显著增加。其它石砾含量处理对土壤呼吸及异养呼吸无显著影响。石砾含量调节了土壤呼吸的季节分配。无石砾含量和石砾含量为10%时冬季土壤呼吸比例小于石砾含量大于等于20%处理。石砾含量为20%和40%时春季土壤呼吸比例增大，而夏季土壤呼吸比例减小。石砾含量调节了土壤呼吸组分对干湿季节的适应性。总体而言，石砾含量为20%能够保证干季时自养呼吸的同时，提高湿季自养呼吸比例。本研究说明石砾含量为20%时利用根系的生长和土壤碳库的保持。本项目丰富土壤CO2通量时空变异理论的同时，为南方红壤丘陵区人工林地土壤碳汇能力的提高提供科学依据。