爱尔兰中部西加云杉人工林土壤呼吸的年代际变化及其温度敏感性研究

这篇研究通过13年长期监测，揭示了爱尔兰西加云杉人工林土壤呼吸(Rs)及其温度敏感性(Q10)的动态规律。研究发现Rs随林龄增长呈先升后降趋势(1.46-2.81 μmol m-2 s-1)，Q10值(3.69-6.75)与土壤温度(ST)和含水量(SWC)存在显著互作，为评估气候变化下人工林碳汇功能提供了关键参数。

　　

Highlight

年度平均Rs、土壤温度和土壤含水量

不同年份(Y1-Y7)的Rs变化范围为0.96-7.70 μmol m^-2 s^-1，土壤温度(ST)波动于2.57-17.34°C，而土壤含水量(SWC)呈现27.95-56.63%的显著年际差异。这些数据勾勒出一幅"呼吸热图"：夏季Rs如同森林的"代谢高峰"，而冬季则进入"碳休眠"状态。

Rs、土壤温度和土壤含水量的变化规律

本研究测得年均Rs(1.46-2.81 μmol m^-2 s^-1)完美契合温带针叶林典型范围。有趣的是，随着林龄增长，Rs和累积CO₂排放量演绎出"抛物线人生"——先登顶后回落。土壤温度(ST)扮演着"加速器"角色，而土壤含水量(SWC)则像"双面间谍"：适中时促进Rs，极端时反而抑制。更妙的是，Q₁₀这个"温度敏感指数"会随ST升高而降低，呈现"热适应"现象。

结论

西加云杉人工林就像个"会呼吸的碳银行"：夏季Rs达到峰值，而老龄林分的"碳支票"面额明显缩水。生长季期间，ST和SWC的"双人舞"比单因素影响更显著；而在休眠期，温度则独揽大权。Q₁₀的"退烧反应"暗示未来气候变暖下，土壤碳封存可能进入"慢车道"。这些发现为预测人工林碳汇命运提供了"气候解码器"。