摘要:[目的]城市綠地面積逐年增加,城市綠地土壤呼吸對準確評估綠地碳源匯功能至關重要,本文旨在闡明不同綠地類型的土壤呼吸變化特征及影響因素,為實現(xiàn)低碳減排目標提供理論依據(jù)。[方法]本文以溫州城市森林(香樟)和綠化景觀(馬尼拉草和銀杏)為研究對象,于2021 年1-12 月使用靜態(tài)箱-氣相色譜法對城市綠地土壤呼吸速率(Rs)進行跟蹤觀測。[結果](1)Rs 年排放量大小依次為香樟(892. 01 gC·m-2·a-1)gt;馬尼拉草(735. 30 gC·m-2·a-1)gt;銀杏(500. 15 gC·m-2·a-1),且Rs年排放量與土壤有機碳含量顯著正相關,與土壤容重顯著負相關;(2)指數(shù)函數(shù)擬合表明,土壤溫度(T)對馬尼拉草、銀杏和香樟Rs 的月份動態(tài)變化解釋能力較高,分別為57. 4%、59. 0% 和51. 1%;而土壤含水量(VWC)對香樟Rs 月份動態(tài)的解釋能力遠高于其他2 種植被,達到55. 6%;且香樟Rs 對T 和VWC 變化的敏感性高于2 種綠化景觀;(3)雙因素模型進一步表明,VWC 對預測香樟林Rs變化的重要性略高于T,而T 對2 個綠化景觀Rs變化的重要性遠高于VWC。[結論]溫州城市森林土壤呼吸高于綠化景觀,且月份動態(tài)受T 和VWC 的共同影響,綠化景觀土壤呼吸主要受T 影響,不同綠地Rs年排放量的差異歸因于土壤的有機碳和容重差異。
關鍵詞:城市綠地; 土壤呼吸; 植被類型; 土壤溫度; 土壤含水量
中圖分類號:S181.6 文獻標識碼:A 文章編號:1671-8151(2024)01-0079-10
土壤呼吸是陸地生態(tài)系統(tǒng)第2 大碳通量,僅次于總初級生產(chǎn)力[1],因此土壤呼吸的微小改變都將影響碳循環(huán),進而加劇或減緩氣候變化[2]。城市承載了全球一半以上的人口[3]。近年來,城市化以前所未有的速率在全球發(fā)展。城市化加劇資源消耗,導致CO2 排放量增加,進而加劇全球氣候變化[4-5]。城市化改變了土地利用覆蓋,導致自然生態(tài)系統(tǒng)的破碎化,降低生物多樣性和生態(tài)系統(tǒng)服務功能,最終影響區(qū)域生物地球化學循環(huán)[6]。但與此同時,城市“ 綠化”增加了城市內(nèi)部的植被覆蓋度和碳儲量,部分彌補了城市化的碳排放[7]。城市綠地作為城市生態(tài)系統(tǒng)中唯一的負反饋系統(tǒng),而且是城市生態(tài)系統(tǒng)中碳匯的最主要來源,有助于緩解城市區(qū)域的氣候變化[8]。隨著城市化進程的不斷推進,城市綠地面積也迅速增加,探究城市綠地土壤呼吸對于準確評估綠地碳源匯功能至關重要[9-10]。
國內(nèi)外對土壤呼吸的研究主要集中在森林、草地、農(nóng)田生態(tài)系統(tǒng)[11-13],但是與自然生態(tài)系統(tǒng)不同,城市區(qū)域由于不透水地表及人類活動干擾,城市綠地土壤呼吸的變化特征及其環(huán)境因子響應近年來備受關注[14]。前期研究發(fā)現(xiàn),城市綠地土壤呼吸存在明顯的區(qū)域差異,如廣州城市綠地土壤呼吸較高,不同植被年均土壤呼吸波動范圍為5. 00~6. 75 μmol·m-2·s-1[15];福州、上海、合肥等城市綠地土壤呼吸波動范圍為2. 00~5. 48 μmo·l m-2·s-1[16-18];而北京、天津城市綠地土壤呼吸較低,波動范圍為0. 90~3. 86 μmol·m-2·s-1[19-21]。此外,不同城市綠地土壤呼吸年均差異較大,但季節(jié)波動趨勢相似,土壤呼吸最高月份為7-9 月,12 月和1 月最低。但黃奇,于馮,權偉,等. 溫州城市綠地的土壤呼吸特征及影響因素[J].城市草坪并未呈現(xiàn)這種規(guī)律,如熱帶的新加坡城市草坪土壤呼吸年均值為2. 43 μmol·m-2·s-1[ 22],而亞熱帶的杭州市和菲尼克斯市土壤呼吸年均值分別為2. 00 μmol·m-2·s-1[23]和6. 76 μmol·m-2·s-1[24]。溫帶不同城市草坪土壤呼吸年均值變化范圍為2. 77~9. 50 μmol·m-2·s-1,變動較大[25-27]。城市綠地土壤呼吸具有較大空間異質(zhì)性,且受不同植被類型影響,這些因素導致城市綠地土壤呼吸變化規(guī)律復雜,已有研究多集中于亞熱帶的南部和北部,以及暖溫帶區(qū)域,而對于亞熱帶中部的研究較少。因此,本研究選取亞熱帶中部浙江省溫州市城市森林香樟(Cinnamomum parthenoxylon)群落和綠化景觀銀杏(Ginkgo biloba)、馬尼拉草(Zoysiamatrella)為研究對象,分析了城市不同綠地類型土壤呼吸的變化特征,探討城市不同綠地類型土壤呼吸對土壤溫度和土壤濕度變化的響應機制,揭示不同城市綠地類型土壤呼吸變化的主要水熱影響因子,以期為準確估算城市生態(tài)系統(tǒng)碳收支,科學規(guī)劃布局城市綠地提供理論依據(jù),使綠地生態(tài)效益最大化,加快生態(tài)城市建設。
1 材料與方法
1. 1 研究區(qū)概況
溫州位于中亞熱帶季風氣候區(qū),年平均氣溫17. 3~20. 0 ℃;1 月最低,平均氣溫4. 9~11. 4 ℃;7月最高,平均氣溫26. 6~31. 0 ℃(圖1)。年平均降水量1023~2494 mm,2021 年降水量2 021. 6 mm。無霜期241~326 d,年日照數(shù)1442~2264 h[28-29]。土壤類型為紅壤和黃壤。地帶性植被為常綠闊葉林。溫州市景山公園位于溫州市區(qū)西部,公園面積315. 48 hm2,三面環(huán)城。景山公園植物種類較豐富,大部分為野生種。喬木以常綠喬木為主,落葉喬木為輔。灌木種類較少,草本以野生種和草坪地被為主。景山公園既有城市森林也有綠化景觀包括草坪綠地和喬木草坪綠地,故在此研究區(qū)開展試驗。綠化景觀馬尼拉草和銀杏的灌溉方式一致,均為水車灑水灌溉,灌溉水來源為自來水。根據(jù)季節(jié)干旱程度不同,灌溉時間間隔為每周1 次或每周2 次。每次灌溉量約為0. 94 L·m-2。城市森林香樟無灌溉。
1. 2 采樣點設置
試驗地位于溫州市景山公園,城市森林選擇該區(qū)域地帶性植被香樟群落;綠化景觀選擇銀杏-馬尼拉草和馬尼拉草坪。各樣地景觀如圖2 所示。于2021 年1 月,在3 種典型植被類型地表各設置3個20 m×20 m 樣地,在每個樣地中隨機選取3 個重復監(jiān)測點。
1. 3 土壤呼吸測定
于2021 年1-12 月每月月末晴朗無雨的1 天上午08:30-11:30,采用靜態(tài)箱-氣相色譜法測定土壤呼吸速率(Rs),每月測定1 次,全年共測定12次。每月測定前1 d 將金屬底座埋入土壤3 cm,同時齊地面減去地表植物,清理凋落物。監(jiān)測采樣時將PVC 箱體(長50 cm,寬50 cm,高50 cm)扣入底座。箱內(nèi)裝有小風扇,將氣體混合均勻。采樣箱側面設有采氣管。在扣箱后于0、10、20、30 min分別用氣泵抽取采樣箱內(nèi)氣體樣品200 mL 存于專用鋁箔氣袋(德霖LB-201,大連),帶回實驗室后及時測定。
氣體樣品中CO2 濃度測定使用安捷倫GC7890b 氣相色譜儀,使用離子火焰檢測器(FID),工作溫度為200 ℃,分析使用的色譜柱是長度為2 m、60~80 目的PoraPak Q(直徑2 mm),工作柱溫設置55 ℃,載氣使用高純氮氣,流速設置30 cm3·min-1[15]。
1. 4 環(huán)境因子測定
測定Rs 的同時,使用土壤多參數(shù)儀(WETSensor Kit WET-2-K1,英國)記錄5 cm 深度土層土壤溫度(T)和體積含水率(VWC)。試驗期間的大氣溫度、濕度使用手持式氣象儀(Kestrel 5500,美國)記錄[30],光合有效輻射(PAR)的測定使用照度計(Tes-1339,中國臺灣)。環(huán)境因子T、VWC、大氣溫度、大氣濕度和光合有效輻射的測定時間與土壤呼吸氣袋采樣時間一致,每月測定1 次,全年共測12 次。
于2021 年6 月末測完Rs 后,開展土壤樣品采集和容重測定。每個監(jiān)測點隨機布設3 處土壤樣品采樣點。使用斷面直徑38 mm,長1 m 的土鉆(AMS 荷蘭式取土鉆,中國)取樣。分別在每個采樣點鉆取0~10、10~20、20~30 cm 深度的土壤各約200 g,分別裝入自封袋中,及時帶回室內(nèi)處理,挑出其中的石塊、根系、土壤動物等??傆袡C碳測定使用有機碳分析儀(島津TOC-L,日本)。每個監(jiān)測點隨機布設1 處土壤容重采樣點。不同層次土壤容重使用土壤環(huán)刀法測定,采樣層次設置3層,分別為0~10、10~20、20~30 cm 深度。
1. 5 數(shù)據(jù)處理
Rs的計算公式如下:
式中,Rs為土壤呼吸速率(μmol·m-2·s-1);H 為靜態(tài)箱高度(m);V0 為標準狀態(tài)下的氣體摩爾體積(0. 022 4 m3?mol-1);P 和Ta 為樣地的氣壓(kPa)和氣溫(K);P0和T0為標準狀態(tài)下的大氣壓和絕對溫度,分別為101. 3 kPa 和273. 2 K;Δc/Δt 為氣體濃度的變化率(μL?L-1 ?s-1)。
使用van’t Hoff 指數(shù)方程擬合Rs和T 的關系:
Rs=aebT (2)
式中,Rs 為土壤呼吸速率(μmol·m-2·s-1),a 和b 為擬合參數(shù),T 為5 cm 深度土層土壤溫度。Q10 描述了土壤呼吸的溫度敏感性,計算公式如下:
Q10=e10b (3)
土壤呼吸的年碳排放量的估算公示如下:
Rs 年排放量=Rs×60×60×24×30×12×12×10-6 (4)
式中,Rs 年排放量為每年土壤呼吸碳排放量(gC?m-2?a-1),Rs 為土壤呼吸速率(μmol·m-2·s-1),數(shù)字60、60、24、30、12、12、10 分別表示60 s·m-1、60 min·h-1、24 h·d-1、30 d·m-1、12 m·a-1、C 元素摩爾質(zhì)量12 g·mol-1和10-6mol·μmol-1。
不同植被類型Rs差異比較使用單因素方差分析,多重檢驗方法選擇Duncan’s post-hoc 法。Rs與T 和VWC 的相關性分析使用Pearson 法,雙尾檢驗α=0. 05。雙因子擬合模型中,T 和VWC 對Rs 的相對重要性計算使用相對權重法,通過R 語言中relweights( )函數(shù)計算[31]。統(tǒng)計分析使用IBM SPSS 20. 0 和R v. 3. 6. 0 統(tǒng)計軟件,圖形繪制使用Origin 2021 和Excel 2021。
2 結果與分析
2. 1 環(huán)境因子對土壤呼吸年排放量的影響
如表1 所示,環(huán)境因子在不同植被類型間均有顯著差異(Plt;0. 05)。3 種植被類型中,城市森林香樟的土壤表現(xiàn)為T、VWC 和容重最低,而有機碳最高,呈現(xiàn)出土壤相對涼爽、干燥、通氣和有機碳豐富的土壤特征;香樟林的大氣環(huán)境氣溫和光照強度最低,濕度最高,呈現(xiàn)出相對蔭蔽和濕冷的特征。綠化用地馬尼拉草和銀杏的土壤表現(xiàn)為T、VWC 和容重較高,有機碳較低,呈現(xiàn)土壤相對高溫、潮濕、不通氣和缺乏有機質(zhì)的特征;大氣環(huán)境中溫度和光照強度最高,濕度較低,呈現(xiàn)透光和干熱的特征。
Rs年排放量依次為香樟(892. 01 gC·m-2·a-1)gt;馬尼拉草(735. 30 gC·m-2·a-1)gt;銀杏(500. 15 gC·m-2·a-1),且差異顯著(Plt;0. 05)。不同植被對Rs 年排放量的影響主要通過改變土壤水分、土壤容重和土壤有機碳含量。不同植被Rs年排放量與環(huán)境因子的相關分析表明,Rs 年排放量與土壤含水量、土壤容重呈極顯著負相關,與土壤有機碳含量呈顯著正相關(表2)。進一步使用分層的土壤有機碳和容重分析后,發(fā)現(xiàn)Rs年排放量與10~20 cm 深的容重和20~30 cm 深的容重呈極顯著負相關,相關系數(shù)均為0. 7 左右,且只與10~20 cm 土壤有機碳含量呈極顯著正相關,相關系數(shù)為0. 82。
2. 2 不同城市綠地類型土壤溫度、水分和土壤呼吸的月動態(tài)
如圖3 所示,綠化景觀銀杏和馬尼拉草的Rs月變化規(guī)律基本一致,呈雙峰曲線,最大值分別出現(xiàn)在5 月和9 月,而城市森林香樟Rs 為單峰曲線,最大值在9 月。各植被類型Rs月均值差異顯著(Plt;0. 05),大小依次為香樟(2. 39 μmo·l m-2·s-1)gt;馬尼拉草(1. 97 μmo·l m-2·s-1)gt;銀杏(1. 34 μmo·l m-2·s-1)。在8月、9 月和10 月,香樟的Rs 均顯著大于馬尼拉草和銀杏;在7 月,香樟的Rs 顯著大于銀杏;在4 月和5月,馬尼拉草的Rs顯著大于香樟(Plt;0. 05)。在11月、12 月、1 月、2 月、3 月和6 月,3 種植被間沒有顯著差異。
綠化景觀和城市森林的T 基本呈單峰曲線,最大值出現(xiàn)在8 月,最小值出現(xiàn)在12 月(圖3),且不同城市綠地T 的月均值差異顯著(Plt;0. 05),大小依次為馬尼拉草(26. 6 ℃)gt;銀杏(24. 6 ℃)gt;香樟(20. 3 ℃)。馬尼拉草的T 在各月均顯著高于香樟(Plt;0. 05);除1 月、6 月和10 月外,銀杏的T 均顯著高于香樟(Plt;0. 05);馬尼拉草的T 在1 月、4月、5 月、6 月、7 月、10 月顯著高于銀杏(Plt;0. 05)。
城市森林香樟的VWC 呈單峰型,最大值出現(xiàn)在7 月,為40. 5%,最小值出現(xiàn)在1 月,為18. 6%,而綠化景觀VWC 基本在35% 至55% 之間波動,最大值出現(xiàn)在8 月,最小值出現(xiàn)在1 月(圖3)。且銀杏和馬尼拉草的VWC 年均值(分別為47. 2%和44. 8%)顯著大于香樟(33. 9%;Plt;0. 05)。除1月和4 月,其余月份銀杏的VWC 均顯著大于香樟(Plt;0. 05)。除4 月、6 月和9 月,馬尼拉草VWC均顯著大于香樟(Plt;0. 05)。
2. 3 土壤水熱因子對土壤呼吸月動態(tài)的影響
基于線性、對數(shù)、二次曲線、三次曲線、冪函數(shù)、指數(shù)函數(shù)模型對T 與Rs 之間的關系進行擬合發(fā)現(xiàn),指數(shù)函數(shù)擬合效果最好。如圖4a 所示,3 種植被類型Rs 均隨T 升高而增加,均有顯著正相關關系(Plt;0. 01),且T 對銀杏、馬尼拉草和香樟Rs變化解釋程度分別達到59. 0%、57. 4% 和51. 1%。不同城市綠地Q10 值存在顯著差異(Plt;0. 05),銀杏的Q10最小為2. 14,香樟的Q10最大為2. 48,馬尼拉草的Q10居中為2. 37,表明香樟Rs對T 變化更敏感,容易隨著T 的升高而增加。
馬尼拉草的Rs和VWC 的相關關系不顯著,銀杏和香樟林的Rs 和VWC 顯著相關(Plt;0. 05)。所以使用線性函數(shù)擬合logRs和VWC 的關系,3 種植被類型的線性擬合結果均極顯著(Plt;0. 01)。線性函數(shù)的擬合結果表明,VWC 對香樟logRs 變化的解釋程度最高,為55. 6%,對銀杏和馬尼拉草解釋程度較低,分別為23. 3% 和19. 8%(圖4b)。香樟Rs 對VWC 變化更敏感,容易隨VWC 的升高而增加。
用雙因子模型(logRs=a+b×T+c×VWC)進一步分析T 和VWC 對Rs的解釋率。結果表明,3 種植被類型利用雙因子模型擬合精度均高于單因子模型,3 種植被類型雙因子模型的解釋率分別為63. 0%、63. 9% 和64. 0%(表3)。T 解釋了銀杏、馬尼拉草Rs 模型80% 左右,VWC 解釋了銀杏、馬尼拉草Rs模型20% 左右,表明T 是銀杏和馬尼拉草的Rs 重要的預測變量。T 解釋了香樟Rs 模型46. 4%,VWC 解釋了53. 6%,表明對于香樟的Rs,T 和VWC 都是重要的預測變量,并且VWC 的重要性略高于T(表3)。
3 討論
3. 1 不同植被類型對土壤呼吸年排放量的影響
本研究中城市森林香樟的Rs年排放量顯著大于綠化景觀馬尼拉草和銀杏,這與Schimel 等[32]研究發(fā)現(xiàn)城市化引起了土壤呼吸降低相似。主要歸因于香樟林的容重更小,土壤有機碳含量更高。容重小表明土壤質(zhì)地更疏松,透氣性好。有機質(zhì)含量高表明土壤中可被礦化的碳更多。二者均有助于土壤微生物活動排放碳。盡管不同植被間,土壤呼吸與土壤含水量呈負相關關系,但不意味著土壤水分條件越好,土壤呼吸越低。推測是由于在香樟林中,植被蓋度較高,較高的蒸散和截留,使得土壤含水量較低。
植被和土地利用會影響土壤理化性狀,有研究認為天然植被的土壤養(yǎng)分含量高于人工植被[33]。這與本研究的結果相似,表現(xiàn)為城市森林香樟的土壤有機碳含量高于綠化景觀銀杏和馬尼拉草。土壤容重表現(xiàn)為香樟lt; 馬尼拉草lt; 銀杏,故土壤的透氣性為香樟gt;馬尼拉草gt;銀杏。其原因可能是香樟林位于景山公園較偏僻的區(qū)域,且地表土壤極少受人為踩踏,而銀杏和馬尼拉草地位于公園入口,一年四季均有游客開展游憩活動,故壓實地表土壤。馬尼拉草土壤的容重小于銀杏,可能是因為銀杏種植過程中對土壤擾動大,翻動填壓土壤導致,另外馬尼拉草的地表植被明顯比銀杏茂密,有助于分擔游客的踩踏壓強,減緩土壤容重增加。未來的研究可以進一步細化反映不同人類活動的指標,進而為城市綠地的固碳功能提供理論支撐。
3. 2 土壤呼吸的季節(jié)變化
本研究結果發(fā)現(xiàn)城市公園綠地3 種植被類型的Rs 變化趨勢呈雙峰或單峰曲線,這與緯度相似的福州市研究結果基本一致[34]。而不同植被Rs的最大值均出現(xiàn)在夏末秋季,與T 峰值和植物生長旺季重合。這歸因于植物在生長季有很強的光合作用,能夠向根部輸送更多的有機物,加上T 較高,植物根系和土壤微生物活動頻繁,進而促進了土壤自養(yǎng)呼吸和異養(yǎng)呼吸。本研究中3 種植被類型Rs均在9 月份出現(xiàn)最大值,而溫度更高的8 月其Rs 較低,與天津市國槐梨樹林[21]、天津市國槐銀杏林[20]、上海市百慕大草坪[17]、南京市狗牙根-馬尼拉草坪和疏林[35]、北京市喬木林[8]的Rs 的結果相似,即Rs最大值出現(xiàn)的月份較T 最高值月份推遲1個月。這可能是由于在8 月,Rs 不僅受T 影響,還受土壤水分過高的抑制作用。VWC 過高時會影響土壤孔隙中氧氣的擴散,植物根系和微生物的活動被抑制,有機碳的分解速率降低,綜合導致了土壤呼吸的下降。我國的熱帶和亞熱帶地區(qū),受季風氣候影響,大量集中降水造成土壤孔隙被雨水占據(jù),阻礙土壤和大氣氣體交換,土壤呼吸作用減弱[36]。8 月份馬尼拉草和銀杏的VWC 達到53. 7% 和54. 3%,是全年VWC 最高值。香樟的VWC 也達到39. 7%。當VWC 超過田間持水量時,土壤呼吸受到抑制[37]。
3. 3 土壤溫度、體積含水量對土壤呼吸季節(jié)動態(tài)的影響
土壤溫度是調(diào)控土壤呼吸的重要環(huán)境影響因子,二者常用指數(shù)模型或線性模型擬合。原因在于,土壤呼吸本質(zhì)上是酶促反應[38],而土壤溫度可以調(diào)控酶的活性,而酶活性變化可直接或間接地影響土壤中微生物新陳代謝、根系分泌物及有機質(zhì)的分解過程,最終影響土壤呼吸。與其他研究結果相似[20,39],本研究中Rs 與T 呈顯著的指數(shù)模型,并且3 種植被類型的T 對Rs 的解釋率介于50%~60%。大多數(shù)城市綠地,擬合模型中T 對Rs變化的解釋率可達60%~85%[16,34,40],更有少數(shù)研究達到90% 以上[41]。盡管本研究中,Rs 與T 呈顯著指數(shù)關系,但Rs 對T 的變化影響仍存在季節(jié)滯后性。T 相近時,除銀杏外,5 月的Rs 均要低于9月。這可能是由于9 月深層土溫高于5 月,使得土壤微生物異養(yǎng)呼吸和根系自養(yǎng)呼吸增加。在本研究中,馬尼拉草和香樟的Q10 分別為2. 36 和2. 48,接近全球Q10 中值2. 4[42],高于中國Q10 均值2. 26[43]。銀杏的Q10 為2. 14,低于中國Q10 均值[43],與上海市的銀杏群落Q10(2. 03)接近[41]。
VWC 是影響公園綠地土壤呼吸的另一重要環(huán)境因子,可通過影響土壤微生物與植物根系的生理活動、凋落物分解、土壤的通透性和CO2 擴散等調(diào)節(jié)土壤呼吸[37]。本研究中,VWC 對Rs的變化的解釋率較低,銀杏和馬尼拉草僅為20% 左右。并且VWC 的解釋程度低于T,這與福州[16]、上海[17,41]、南京[35,40]和廣州[15]城市綠地的研究結果相似。但香樟的VWC 對Rs 的解釋率達到55. 7%,甚至高于T,這與昆明城市綠地的研究結果相似[44]??赡苁怯捎诔鞘猩窒阏粮采w度較高,遮陰作用明顯,使得全年T 變化范圍為7. 5~30 ℃,小于銀杏和馬尼拉草,且最高溫度較銀杏和馬尼拉草低10 ℃。另一方面,本研究中城市森林香樟沒有灌溉,土壤水分來源依賴于自然降水,表現(xiàn)出明顯的水熱同期;而綠地隨干濕季節(jié)變化均有灌溉,導致VWC 季節(jié)波動小于森林。人為灌溉不僅減少了VWC 的季節(jié)波動,還在總體上提高了VWC 均值,最終導致城市綠地的VWC 對土壤呼吸季節(jié)變化的解釋率遠低于城市森林,土壤呼吸表現(xiàn)為溫度調(diào)控。這與李澤霞等[45]研究結果相似,灌水量高的人工林溫度對土壤呼吸的解釋率明顯高于灌溉量少的人工林。本研究中,水分成為限制城市森林香樟林土壤呼吸更重要的因素。
由于土壤水熱條件互相作用,本研究綜合了T和VWC,使用雙因子指數(shù)復合模型擬合Rs 的變化,解釋能力均超過60%,尤其是香樟的R2提高了8. 6%。本研究中3 種植被類型的水熱雙因子模型的解釋能力均高于單因子模型,這與之前研究結果相同[15-16,39]。但也有少數(shù)研究結果表明溫度水分復合模型對Rs 變化的解釋能力提高不顯著,甚至降低解釋能力[21],可能是由于不同區(qū)域環(huán)境因子,不同植被對土壤水熱因子的響應趨勢不同導致。本研究中,不同植被類型的復合模型對Rs 解釋率的提升程度也不同。還有研究認為T 和植物生物量是調(diào)控Rs變化的主要因子[46]。城市綠地Rs受總磷、總鉀、有效鉀和真菌的積極影響[20]。當研究年際間城市森林Rs 的變化時,春季降雨量和T又成為調(diào)控Rs的主要因子[19]。因此在未來的城市綠地Rs 影響因素研究中,除了要考慮土壤水熱因子,還需要增加土壤化學元素、細菌真菌、植物細根生物量等植被因素和氣象因素,綜合探究調(diào)控城市綠地Rs 的主要影響因素。本研究中,城市森林的香樟Rs 的季節(jié)動態(tài)主要受T 和VWC 共同影響,且VWC 的解釋權重更大,而綠化景觀銀杏和馬尼拉草主要受T 影響。
4 結論
城市森林香樟Rs 的季節(jié)動態(tài)主要受T 和VWC 共同影響,且VWC 的解釋權重更大,而綠化景觀銀杏和馬尼拉草主要受T 影響。相較于單因子模型,雙因子模型的解釋能力均有提高,模型為logRs=a+b×T+c×VWC。Rs 年排放量為城市森林香樟(892. 01 gC·m-2·a-1)最高,綠化景觀馬尼拉草(735. 30 gC·m-2·a-1)居中,綠化景觀銀杏(500. 15 gC·m-2·a-1)最小,且不同植被間的差異主要受土壤有機質(zhì)和土壤容重調(diào)控。
參考文獻
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(編輯:郭玥微)