中国不同气候带人工林与天然林的土壤呼吸差异

张克胜, 尚晴, 刘彦春 , 韩艳婷, 马远超, 管勇, 琚煜熙



中国不同气候带人工林与天然林的土壤呼吸差异

张克胜1,2, 尚晴3, 刘彦春1,*, 韩艳婷4, 马远超5, 管勇5, 琚煜熙6

1. 河南大学生命科学学院/河南省全球变化生态学国际联合实验室, 河南 开封 475004 2. 洛阳理工学院, 河南 洛阳 471023 3. 黄河水利职业技术学院, 河南 开封 475004 4. 信阳师范学院生命科学学院, 河南 信阳 464000 5. 信阳市南湾实验林场, 河南 信阳 464031 6. 河南省鸡公山国家级自然保护区管理局, 河南 信阳 464134

通过国内外文献检索收集了201条中国森林土壤呼吸及相关环境因子数据, 比较了不同气候带(热带、亚热带、暖温带、中温带和高原气候区)人工林和天然林的土壤呼吸差异。结果表明: 中国森林土壤呼吸沿着气候梯度由南至北呈递减趋势, 平均速率为2.67 μmol·m–2·s–1。天然林平均土壤呼吸速率(2.89 μmol·m–2·s–1)显著高于人工林(2.40 μmol·m–2·s–1)。除了暖温带以外, 其它四个气候区的天然林土壤平均呼吸速率均高于人工林。人工林土壤平均呼吸速率依次为: 暖温带(3.17 μmol·m–2·s–1)>热带(2.83 μmol·m–2·s–1)>亚热带(2.20 μmol·m–2·s–1)>中温带(1.97 μmol·m–2·s–1)>高原气候区(1.14 μmol·m–2·s–1); 其中高原气候区的土壤平均呼吸速率显著低于暖温带、热带和亚热带。天然林的土壤平均呼吸速率依次为: 热带(4.40 μmol·m–2·s–1)>暖温带(2.75 μmol·m–2·s–1)>亚热带(2.70 μmol·m–2·s–1)>高原气候区(2.63 μmol·m–2·s–1)>中温带(2.37 μmol·m–2·s–1)。不同气候带森林土壤自养呼吸贡献率平均为33.1%(17.1—65.7%), 天然林土壤自养呼吸比例(34.7%)略高于人工林(32.6%)。中国森林土壤呼吸的Q10值平均为2.56(1.46—3.60), 沿气候梯度由南到北逐渐增加。不同气候带的人工林土壤呼吸温度敏感性Q10(2.38)要低于天然林(2.68)。

自养呼吸; 人工林; 天然林; 温度敏感性; 土壤呼吸; 林分起源

1 前言

陆地生态系统碳循环过程对于大气CO2浓度变化起到重要的调控作用。土壤呼吸是陆地生态系统中仅次于光合作用的第二大碳循环途径[1–2]。Bond-Lamberty and Thomson汇总全球植被生态系统土壤呼吸数据, 认为全球土壤呼吸年平均速率为(98±12) PgC[3], 高于此前Raich et al的研究结果(80.4 PgC)[1]。不同气候带下生态系统土壤呼吸对陆地总呼吸贡献率也不同, 寒带为13%, 温带为20%, 热带为67%[3]。在气候变化背景下, 土壤呼吸量级的微小变化可能对大气CO2浓度产生重大的影响, 因此, 近十几年来受到广泛的关注。森林生态系统碳循环过程, 尤其是土壤呼吸对于陆地生态系统的净碳收支具有重要作用[3]。森林植被广泛分布于由南到北、横跨热带至寒带的多个气候区, 国内外学者已就不同气候区的森林植被开展大量野外土壤呼吸研究, 但多数集中于单一森林类型的阶段性研究[4], 较难进行尺度外推。因此, 无法揭示土壤呼吸在大尺度上对环境及植被的响应规律[5]。近几年来, 基于大量文献资料的整合分析法逐渐应用于探索大尺度土壤呼吸规律及其调控机理[1], 对于揭示全球陆地生态系统土壤呼吸对气候及植被类型的响应规律起到重要作用。

林分起源是影响林分结构和森林碳循环过程的重要途径[6]。土壤呼吸及其相关过程对林下干扰活动的响应比地上植被更加敏感。所以, 不同林分起源下的土壤呼吸及土壤碳储量差异是生态学研究中的热点问题。中国拥有近乎全面的气候带及与其相适应的森林类型, 然而, 到目前为止, 中国范围内关于大尺度土壤呼吸对于气候及林分起源的响应规律的探讨却鲜有报道[7]。陈光水等[5]曾总结并分析了中国森林土壤呼吸及其与环境因子的关系, 但受到样本量的限制, 其研究并未区分气候区及植被类型。迄今为止, 中国范围内森林土壤呼吸对不同气候、不同林分起源的响应特征和规律仍不清楚, 导致对区域尺度下森林土壤碳储量及其变异评估存在较大的不确定性。

本文通过收集近十五年(2000年以来)公开发表的中国森林土壤呼吸及相关数据, 分析了不同气候区(热带、亚热带、暖温带、中温带和高原气候区)下不同林分起源(人工林和天然林)的森林土壤呼吸的变化规律, 并探讨潜在的影响因素, 以期为科学评价不同气候区不同林分起源的森林土壤呼吸及土壤碳储量和合理开展森林经营活动提供科学参考。

2 数据收集与处理

2.1 数据筛选

利用Web of Science和CNKI中国知网数据库, 检索在国内外期刊公开发表的中国森林土壤呼吸相关文献并汇总。采用的检索关键词是“土壤呼吸”或“soil respiration”, 对土壤呼吸连续测定6个月以上(包括主要生长季节)的文献提取土壤呼吸平均速率、极大值和极小值。由于碱液吸收法测定的土壤呼吸值被认为严重低估[8], 因此, 本综述只采用选择红外气体法(IRGA)和静态箱–气相色谱法进行土壤呼吸测定的文献。文章总共得到85篇, 获得土壤呼吸数据201条。基于数据分析显示, 不同红外气体分析法与静态箱—气相色谱法测定的CO2浓度值之间无显著差异, 与总体平均值较接近(图 1)。首先依据气候特征划分为热带、亚热带、暖温带、中温带和高原气候区5个气候区, 其次根据林分起源不同划分为人工林和天然林两种类型。分别汇总土壤呼吸数据, 将土壤呼吸年均值和极值单位统一折算为μmol·m–2·s–1; 对于区分呼吸组分的文献同时提取自养呼吸比例、土壤呼吸的温度敏感性(Q10)值等相关数据。文章中未对林龄、针叶/阔叶林、常绿/落叶林等特征进行区分。

2.2 数据计算

根据文献中发表的土壤呼吸数据, 按气候区和林分类型分别进行计算, 数据在正态性和方差齐性检验基础上, 采用One way ANOVA及多重比较()进行显著性检验。数据处理在SPSS 16.0中进行, 图表绘制在Sigmaplot 10.0中完成。

图1 不同测定方法下土壤呼吸速率对比。A, B, C, D分别代表采用IRGA-6400、IRGA-8100、其他IRGA仪器和静态箱-气相色谱法。数值代表样本量, 虚线表示所有方法测定的平均值。

3 结果与分析

3.1 不同气候区的人工林与天然林平均土壤呼吸差异

分析表明, 中国森林生态系统土壤呼吸速率平均为2.67 μmol·m–2·s–1(表1), 区别经营方式来看, 中国森林植被中天然林的土壤平均呼吸速率(2.89 μmol·m–2·s–1)高于人工林(2.40 μmol·m–2·s–1), 差异达到显著水平(< 0.05)。森林土壤平均呼吸速率大小依次为: 热带(3.62)>亚热带(2.51)>中温带(2.14)>暖温带(1.92)>高原气候区(1.89)。其中, 热带气候区的土壤呼吸速率显著高于其它4个气候带 (< 0.05), 暖温带与高原气候区森林平均土壤呼吸速率显著低于亚热带(< 0.05, 表1)。除了暖温带之外, 其它4个气候区的天然林土壤平均呼吸速率均高于人工林, 在热带、亚热带和高原气候区二者间差异达到显著水平(< 0.05, 表1)。人工林土壤呼吸速率大小依次为: 暖温带>热带>亚热带>中温带>高原气候区, 其中高原气候区人工林土壤呼吸速率显著低于暖温带、热带和亚热带(< 0.05); 而暖温带则显著高于亚热带和中温带和高原气候区(< 0.05, 表1)。天然林的土壤平均呼吸速率大小为热带>暖温带>亚热带>高原气候区>中温带, 热带气候区的天然林土壤呼吸显著高于其它气候区天然林呼吸速率(< 0.05; 表1)。

表1 中国不同气候区人工林与天然林土壤呼吸平均速率

注: 同一列中标相同大写字母者表示气候带间无显著差异 (> 0.05); 同一行中标相同小写字母者表示森林类型间无显著差异(> 0.05)。括号中数字为样本数, 平均值±标准误。

3.2 不同气候区人工林与天然林极端土壤呼吸的差异

土壤呼吸平均值可反映土壤碳排放的平均状况, 很大程度上剔除了季节间及不同环境条件下的差异; 然而, 极值则反映碳排放速率季节间差异和其对具体环境条件的响应。如表2所示, 热带气候区下的土壤呼吸极大值最高(6.79 μmol·m–2·s–1), 显著高于亚热带和中温带;在5个气候区中, 除暖温带外, 其它几个气候区的天然林土壤呼吸极大值均高于人工林, 在热带与中温带中二者差异达到显著水平(< 0.05, 表2)。对于土壤呼吸极小值, 中温带土壤呼吸的极小值最小(0.79 μmol·m–2·s–1), 而高原气候区的最大(1.97 μmol·m–2·s–1)。除热带外, 天然林均小于人工林, 在暖温带和中温带二者的差异达到显著水平(< 0.05, 表2)。

3.3 土壤自养呼吸贡献率

如图2所示, 中国不同气候带森林土壤自养呼吸比例平均为33.1% (17.1%–65.7%), 在5个气候区中, 暖温带的自养呼吸比例最高(39.7.0%), 而山地高原气候区的比例最低(29.4%)。暖温带森林土壤自养呼吸比例显著高于其它四类气候区(< 0.05, 图2); 热带、亚热带地区则高于高原气候区(< 0.05)。

从经营方式看(图3), 天然林土壤自养呼吸比例(34.7%)略高于人工林(32.6%); 在每个气候带内, 人工林与天然林的自养呼吸贡献率均无显著差异(> 0.05, 图3)。暖温带人工林土壤自养呼吸比例显著高于亚热带和高原气候区(< 0.05, 图3); 而与中温带无显著差异(> 0.05, 图3)。此外, 暖温带天然林土壤自养呼吸比例显著高于高原气候区的自养贡献率(< 0.05, 图3); 而与其它三个气候区之间无显著差异。

3.4 不同气候区下森林土壤呼吸温度敏感性

中国森林土壤呼吸的Q10值平均为2.56(1.46– 3.60)。整体来讲, 高原气候区(3.29)>中温带(3.19)>亚热带(2.35)>暖温带(2.34)>热带(2.11, 图4), 高原气候区与中温带的森林土壤呼吸Q10值显著高于另3种类型的Q10值(< 0.05, 图4)。在全部5种气候带下, 人工林土壤呼吸平均Q10(2.38)要低于天然林(2.68)。高原气候区与中温带的人工林和天然林土壤呼吸温度敏感性显著高于其它3个气候带对应森林类型的Q10值(< 0.05, 图5)。在5个气候类型中, 高原气候区与中温带的人工林的土壤呼吸Q10值(3.60, 3.29)高于天然林(2.99, 3.16); 而其它3个气候区则相反, 即人工林土壤呼吸Q10值小于天然林。

4 结论与讨论

4.1 土壤呼吸的气候区间差异

中国不同气候区森林植被土壤呼吸平均速率为2.67 μmol·m–2·s–1(1.89–3.62), 与陈光水等[5]总结的中国森林平均土壤呼吸速率(折算为2.58 μmol·m–2·s–1)较为接近, 同时与Chen et al[9]计算的全球森林植被呼吸速率(折算为2.61 μmol·m–2·s–1)相近; 但高于Raich and Schlesinger[1]计算的森林土壤呼吸值(折算为1.73 μmol·m–2·s–1), 也大于全球生态系统的平均值(折算为1.36 μmol·m–2·s–1)[1]。5个主要气候区森林土壤呼吸平均速率依次为热带>亚热带>中温带>暖温带>高原气候区。与其它学者[1]结论基本一致, 即土壤呼吸速率最大值出现在热带地区, 而最小值出现在温度很低的寒温带及高原气候区。同时与全球土壤呼吸量随纬度增加而逐渐降低的结论基本一致[10]。

表2 中国不同气候带人工林与天然林土壤呼吸的极值对比

注: 同一列中标相同大写字母者表示气候带间无显著差异(> 0.05); 同一行中标相同小写字母者表示森林类型间无显著差异(> 0.05)。括号中数字为样本数, 平均值±标准差。

图 2 中国不同气候区森林土壤自养呼吸组分的贡献率。T, ST, WT, MT, 和P分别代表热带、亚热带、暖温带、中温带和高原气候区。标相同小写字母者表示气候类型间无显著差异(P > 0.05)。数值代表样本量, 平均值±标准误。

图 3 中国不同气候区人工林与天然林土壤自养呼吸的贡献率。T, ST, WT, MT, P分别代表热带、亚热带、暖温带、中温带和高原气候区。同一森林类型内, 标相同小写字母者表示气候类型间无显著差异(P > 0.05)。数值代表样本量, 平均值±标准误。

图4 中国不同气候区森林土壤呼吸温度敏感性(Q10)。T, ST, WT, MT, P分别代表热带、亚热带、暖温带、中温带和高原气候区。标相同小写字母者表示气候类型间无显著差异(P > 0.05)。数值代表样本量, 平均值±标准误。

图5 中国不同气候区人工林与天然林土壤呼吸温度敏感性(Q10)对比。T, ST, WT, MT, P分别代表热带、亚热带、暖温带、中温带和高原气候区。同一森林类型内, 标相同小写字母者表示气候类型间无显著差异(P > 0.05)。数值代表样本量, 平均值±标准误。

研究表明, 调控土壤呼吸速率的因素众多, 主要可分为生物因素(根系分布及代谢、植物地上生理活动、土壤动物及微生物种群、土壤酶代谢等)和非生物因素(土壤温湿度、底物质量与数量等)[11, 12], 生物与非生物因素之间彼此作用, 共同驱动土壤呼吸的变化格局。此外, 土壤呼吸强弱还与研究区域大尺度的植被类型、立地特征、气候特征休戚相关[13]。大量研究表明, 土壤呼吸与土壤温度之间多呈正相关关系[14, 15]。根系呼吸与土壤微生物呼吸均对土壤温度变化很敏感[11, 16]。因此, 水分及底物不受限制条件下, 一方面, 环境温度升高提高微生物群落活性, 加速土壤有机质的分解, 增加土壤碳排放速率, 另一方面, 温度较高同时促进植物各种生理生化代谢, 从而提高根系呼吸速率。大气及土壤温度从热带/亚热带地区向温带、寒温带依次降低, 是引起不同气候区森林土壤呼吸差异的重要原因之一。另外, 土壤呼吸与凋落物产量和细根生物量呈正相关, 热带/亚热带地区的凋落物及细根输入速率高于温带、寒温带[17], 并且前者具有很高的周转速率[18], 增加土壤微生物呼吸底物, 进而使其表现出高的土壤碳排放速率。这种土壤呼吸速率气候区之间差异, 恰好与其对应的土壤碳储量相反。

4.2 林分起源对土壤呼吸的影响

从林分起源及经营方式分析表明, 多数(暖温带除外)气候区下的天然林土壤呼吸平均速率高于人工林, 尤其是热带、亚热带和高原气候区均达到显著差异, 这种规律的一致性暗示森林管理活动对森林生态系统的土壤碳、氮库及生物学特性产生重大影响。不同气候区的人工林与天然林土壤表层0—5 cm有机碳含量的差异可一定程度上解释其呼吸速率的差异。在澳大利亚开展的一项研究发现, 亚热带肯宁南洋杉()天然林0—10 cm土壤碳含量显著高于人工林1代和2代, 并且天然林的土壤微生物量碳和土壤呼吸高于人工林[19], 这在一定程度上支持了本文结论。

通常情况下, 天然林比人工林具有更高的生物多样性和复杂的群落结构, 后者的根系及凋落物生物量也低于前者, 即天然林比人工林具有更高的土壤碳输入量, 可为微生物呼吸提供更多呼吸底物; 另一方面, 较高的细根生物量直接导致根呼吸量的增加。天然林土壤呼吸速率与细根生物量密切相关, 而人工林土壤呼吸则与土壤微生物量碳和土壤有机碳显著相关, 因此相对于自养呼吸, 人工林土壤呼吸中异养组分的贡献率更大[20]。人工林与天然林土壤微生物群落与酶数量存在差异, 也是引起呼吸差异的诱因。Chen et al[21]通过对中国亚热带格氏杆栲(Hayata)天然林与人工林土壤生物学过程研究发现, 天然林细菌与真菌数量高于人工林, 并且前者的土壤微生物呼吸高于后者, 同时天然林还具有较高的尿素酶与酸性磷酸酶活性。通过对印度Orissa地区桉树人工林与落叶天然林土壤微生物活性对比研究, Behera and Sahani[22]发现人工林土壤有机碳含量、全N、土壤微生物及真菌生物量相对于天然林较低, 同时其微生物生物量C/N比也较低。由此可知, 人工林相对较低的土壤呼吸速率是由诸多因素共同引起的。

4.3 自养组分比例差异

通过分析, 本研究发现中国不同气候区间森林土壤自养呼吸比例平均为33.1, 略低于陈光水等[5]总结中国森林根系呼吸对土壤总呼吸的贡献率(34.7%)。但与全球范围内根呼吸贡献率相比(40%–60%)[23]偏低。值得注意的是, 在5个气候区间, 中温带和高原气候区的自养呼吸贡献率最低(图2), 这主要是由于二者所处地理区域环境温度与热带/亚热带地区相比较低, 总土壤呼吸速率低于热带/亚热带。一方面, 植物根系代谢活动缓慢, 自养呼吸释放CO2量较少; 另一方面, 对温度响应敏感的微生物群落及其生物学过程同样减缓, 但二者的减少量级并不同步[5], 根系呼吸变幅更大, 这也说明自养呼吸对温度的响应更为敏感。

4.4 Q10值变化差异

根据本文分析, 中国不同气候区主要森林类型的土壤呼吸Q10值界于1.46—3.60之间, 波动范围略大于Peng et al[15]分析结果(1.52—3.05), 而与Raich and Schlesinger[1]的结果基本接近(1.3—3.3)。不同气候区之间的Q10值不同, 并且高原气候区具有最高的温度敏感性(3.29), 也与Peng et al[15]所指的高山植被具有最高的Q10值(3.05)相吻合。就全球生态系统而言, 寒冷及高纬度地区生态系统比暖温带地区具有更高的温度敏感性[24], 这意味着随全球气候变暖, 高纬度及寒冷地区生态系统土壤碳排放速率增加量高于暖温带地区。按气候带梯度由热带至温带, 森林植被土壤Q10值呈增加趋势, 这与Chen and Tian[25]总结的全球植被Q10值变化趋势相一致, 即Q10值由热带/亚热带至温带、寒温带依次增大。

本研究中热带、亚热带和暖温带地区的人工林土壤呼吸Q10值低于天然林; 而中温带和高原气候区二者关系则恰好相反。这主要是林分结构与特殊的地理气候共同作用的结果。林分结构而言, 根据营林目标, 人工林通常按一定株行距栽植, 其林分密度小于天然林, 郁闭度低于后者。人工林的地表获得更多光照和能量, 土壤温度高于天然林。在热带/亚热带地区温热充足, 全年气温较高且相对变异较小[20], 天然林地表温度相对较低, 因此对温度响应较高, 这与低温条件下土壤温度敏感性较高的结论是一致[26]。另一方面热带/亚热带地区天然林具有相对较高的土壤碳输入量, 对呼吸底物进行补充, 也可能是促成其温度敏感性高的原因。在中温带和高原气候区, 人工林Q10值略高于天然林。该两种气候区四季分明, 植物具明显的生长期和休眠期, 全年土壤温度变异较高, 加之人工林地被物少于天然林, 因此前者土壤温度变异性更高, 具有较高温度敏感性。

4.5 经营方式与土壤碳储量

人工林与天然林是森林植被恢复和管理的两种主要经营类型。森林抚育、恢复和造林措施可以直接影响森林碳库, 并且能够通过改变凋落物数量及其化学性质和土壤有机质分解影响森林土壤碳库[27], 而土壤呼吸是碳循环中重要过程, 也无可避免的受到森林经营管理的直接影响。本研究表明, 在中国不同气候区的森林生态系统中, 恢复过程中的人工林土壤呼吸速率低于天然林。这主要与人工林营造初期整地干扰活动和后期锄草、除蘖管理造成大量土壤碳流失有关。皆伐迹地在造林干扰之后, 土壤碳储量及其累积速率低于地上生物量积累[28]。有效养分下降、土壤pH值降低和土壤沙质比例上升等不利的土壤环境抑制土壤微生物过程, 导致森林地被物厚度很薄[28]。造林的初期, 土壤呼吸引起的碳输出与凋落物的碳输入之间是严重失衡的, 土壤整体表现为土壤碳流失。在人工林恢复在中龄林之前, 细根及凋落物的输入基本无法补充因干扰而造成的碳流失量[28], 同时, 地表矿质土获取的输入碳也无法补充深层土壤的旧碳流失[29-30]。因此, 尽管与天然林相比, 人工林恢复过程中表现较低的土壤呼吸速率, 但从营林整个过程看, 尤其是初期干扰, 人工恢复仍造成土壤碳的大量流失, 不利于土壤碳积累。

通过对已有文献资料的总结, 发现我国森林土壤呼吸空间格局呈现沿气候梯度由南至北递减的趋势。除暖温带之外, 其它气候区的天然林土壤平均呼吸均高于人工林。高原气候区的人工林土壤呼吸最小, 显著低于暖温带和亚热带。天然林土壤呼吸则以热带最高, 而中温带最低。与人工林相比, 天然林具有更高的自养呼吸比例。该研究为评价我国土壤碳排放的空间格局提供数据支持。

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ZHANG Kesheng, SHANG Qing, LIU Yanchun, et al. Differences in soil respiration between plantation and natural forest among different climate zones in China[J]. Ecological Science, 2017, 36(6): 49-56.

Differences in soil respiration between plantation and natural forest among different climate zones in China

ZHANG Kesheng1,2, SHANG Qing3, LIU Yanchun1,*, HAN Yanting4, MA Yuanchao5, GUAN Yong5, JU Yixi6

1.International Joint Research Laboratory for Global Change Ecology, School of Life Science, Henan University, Kaifeng 475004, China 2. Luoyang Institute of Science and Technology, Luoyang 471023, China 3. Yellow River Conservancy Technical Institute, Kaifeng 475004, China 4. College of Life Science, Xinyang Normal University, Xinyang 464000, China 5. Xinyang Nanwan Forest Farm, Xinyang 464031, China 6. Administrative Bureau of Jigongshan Mountain Nature Reserve, Xinyang 464134, China

Based on the 201 published data of soil respiration and other variables in different climate zones, we compared the differences in soil respiration between plantation and natural forest among different climate zones (tropics, subtropics, warm temperate zone, middle temperate zone, and plateau climate zone). Mean rate of soil respiration of forest ecosystems was 2.67 μmol·m–2·s–1in China, showing decreased trends with the climate gradient from South to North China. Plantation had a significantly lower soil respiration (2.40 μmol·m–2·s–1) than that of natural forest (2.89 μmol·m–2·s–1). Compared with natural forest, plantation showed consistently lower soil respiration in most climate zones except for the warm temperate zone. The order of mean soil respiration in plantation for five climate zones was warm temperate zone (3.17 μmol·m–2·s–1) > tropics (2.83 μmol·m–2·s–1) > subtropics (2.20 μmol·m–2·s–1) > middle temperate zone (1.97 μmol·m–2·s–1) > plateau climate zone (1.14 μmol·m–2·s–1). Soil respiration of plantation in plateau climate zone was substantially lower than those in warm temperate zone, tropics, and subtropics. The order of soil respiration in natural forest within 5 climate zones was tropics (4.40 μmol·m–2·s–1) > warm temperate zone (2.75 μmol·m–2·s–1)> subtropics (2.70 μmol·m–2·s–1) > plateau climate zone (2.63 μmol·m–2·s–1) > middle temperate zone (2.37 μmol·m–2·s–1). The contribution of autotrophic respiration for five climate zones ranged from 17.1 to 65.7%, with a mean value of 33.1%, and natural forest had a higher proportion (34.7%) of autotrophic respiration compared with plantations (32.6%). Temperature sensitivity (Q10) of soil respiration increased with the climate gradient from South to North China, and the average value of Q10for all five climate zones was 2.56 (from 1.46 to 2.60). Plantation had a lower value of Q10(2.38) compared with natural forest (2.68).

autotrophic respiration; plantation; natural forest; Q10; soil respiration; stand origin

10.14108/j.cnki.1008-8873.2017.06.007

Q142.3, S154.1

A

1008-8873(2017)06-049-08

2016-11-21;

2017-11-02基金项目:国家自然科学基金青年基金项目(31600379); 河南省高等学校重点科研项目(17A180001); 河南省博士后科研项目启动基金(2017)

张克胜, 男, 河南洛阳人, 博士, 副教授, 主要从事生态系统碳循环研究, E-mail: lyzhks@126.com

刘彦春, 男, 博士, 副教授, 主要从事生态系统碳循环过程研究, E-mail: liu_yan_chun@126.com