黃志宏 ，張宇鴻 ，沈 燕 ，張 強(qiáng) ，王 瑤 ，凌 威

（1. 中南林業(yè)科技大學(xué) 生命科學(xué)與技術(shù)學(xué)院，湖南 長沙 410004；2. 南方林業(yè)生態(tài)應(yīng)用技術(shù)國家工程實(shí)驗(yàn)室，湖南 長沙 410004）

中亞熱帶森林地表CH4和N2O通量影響因素分析

黃志宏1，2，張宇鴻1，沈 燕1，張 強(qiáng)1，王 瑤1，凌 威1

（1. 中南林業(yè)科技大學(xué) 生命科學(xué)與技術(shù)學(xué)院，湖南 長沙 410004；2. 南方林業(yè)生態(tài)應(yīng)用技術(shù)國家工程實(shí)驗(yàn)室，湖南 長沙 410004）

中亞熱帶森林是我國重要而獨(dú)特的植被類型。本研究以本區(qū)域中3種典型的林分類型—杉木人工純林、馬尾松+石櫟針闊混交林、青岡+石櫟常綠闊葉林為研究對(duì)象，采用靜態(tài)箱法—?dú)庀嗌V法分析地表溫室氣體CH4、N2O濃度，同時(shí)觀測樣地環(huán)境因子。運(yùn)用典型相關(guān)分析方法分析地表溫室氣體通量與環(huán)境因子的相關(guān)關(guān)系，并且對(duì)環(huán)境因子進(jìn)行主成分分析。結(jié)果表明：(1)從總體來看，中亞熱帶森林地表溫室氣體通量是受多因素綜合作用的結(jié)果，林地溫室氣體通量與林地環(huán)境因子間存在顯著相關(guān)性（P＜ 0.05），二者間的相關(guān)性程度也因不同林型而異；(2)在諸多環(huán)境因素中，溫度是其中的主導(dǎo)因子，對(duì)地表溫室氣體影響相對(duì)較大，尤其是地表和地下5 cm處土壤溫度；(3)其它非生物因素（如土壤水分、土壤碳氮含量、坡位等）對(duì)溫室氣體通量所起作用的大小則因具體的林型而異；(4)生物因素中不同林型間地表溫室氣體通量存在顯著差異 （P＜ 0.05）；(5)不同林型地表溫室氣體存在明顯的季節(jié)動(dòng)態(tài)。

中亞熱帶；林型；溫室氣體通量；影響因素

全球變化對(duì)人類生存環(huán)境的變化有著十分重要的影響。由于溫室效應(yīng)而引起全球氣候不斷變化，溫室氣體造成的溫室效應(yīng)也成為國際社會(huì)關(guān)注的熱點(diǎn)和焦點(diǎn)。N2O 和CH4作為大氣中兩種主要的長壽命溫室氣體，對(duì)全球變暖的貢獻(xiàn)僅次于CO2，而且還能參與許多重要的大氣化學(xué)反應(yīng)[1]。N2O 和CH4作為溫室氣體較CO2具有更大的增溫潛勢[2]，更重要的是，大氣中有三分之一的CH4和三分之二的N2O來源于土壤排放[3]。因此，自20世紀(jì)70年代以來，對(duì)N2O和CH4排放的研究引起各國的廣泛重視，并成為全球生態(tài)環(huán)境科學(xué)的研究熱點(diǎn)之一[4]。

我國對(duì)N2O和CH4排放的研究已有不少，但研究多集中在濕地、草地和農(nóng)田[5-9]。相對(duì)而言，森林土壤的CH4排放研究較少。森林是陸地生態(tài)系統(tǒng)的主體，森林土壤是CO2、CH4、N2O等主要溫室氣體的源、匯地之一[10]。近年來在森林土壤溫室氣體通量研究方面，我國學(xué)者做了較為深入的研究，包括不同的地帶性的森林類型[4,11-14]，同一地域的不同森林類型[15]，人工林的研究也受到重視[12,16]。同時(shí)，影響森林溫室氣體通量的因素也做了大量的探討[17-21]。亞熱帶地區(qū)森林資源在我國森林中占有重要地位。在此區(qū)域有關(guān)森林溫室氣體的研究也有一定報(bào)道[22]，但與廣大的亞熱帶區(qū)域而言，還有待繼續(xù)加強(qiáng)在此區(qū)域內(nèi)森林地表溫室氣體研究。

本研究以長沙縣大山?jīng)_省級(jí)森林公園3種典型的森林類型，即杉木Cunninghamia lanceolata人工林、馬尾松Pinus massoniana+石櫟Lithocarpus glaber針闊混交林、青岡Cyclobalanopsis glauca+石櫟Lithocarpus glaber常綠闊葉林為研究對(duì)象，觀測研究了3種不同森林土壤地表溫室氣體CH4通量和N2O通量特征，以及與相關(guān)環(huán)境因子的關(guān)系。研究結(jié)果對(duì)于正確估算廣大中亞熱帶區(qū)域溫室氣體通量提供參考和基礎(chǔ)數(shù)據(jù)。同時(shí)，對(duì)提高本區(qū)域森林溫室氣體源與匯、產(chǎn)生機(jī)制、影響因素以及相應(yīng)減排措施的研究具有十分重要的現(xiàn)實(shí)意義。

1 研究方法

1.1 研究地概況

野外觀測樣地設(shè)置在長沙縣大山?jīng)_森林公園內(nèi)（28°23′～ 28°24′N，113°17′～ 113°19′E）。地貌為低山丘陵，坡度15°～24°，海拔55～317.4 m。屬于中亞熱帶東南季風(fēng)濕潤氣候區(qū)，該地年平均氣溫為16.6℃，年均相對(duì)濕度75%左右，年均降雨量為1 413～1 559 mm。該區(qū)夏季酷熱，冬季嚴(yán)寒，7～9月經(jīng)常會(huì)出現(xiàn)高溫、干旱天氣。土壤為板巖和砂頁巖發(fā)育的紅壤，風(fēng)化程度較深，土層厚度60 cm 以上。

該區(qū)域植被為常綠闊葉林，以殼斗科Fagaceae中常綠種類的石櫟屬Lithocarpus、栲 屬Castanopsis， 樟 科Lauraceae的 樟 屬Cinnamomum、楠屬Phoebe，山茶科Theaceae的木荷屬Schima、山茶屬Camellia的一些樹種組成。灌木主要有山蒼子Litsea cuheha、杜莖山Maesa japonica等植物。草本主要狗脊蕨Woodwardia japornica、五節(jié)芒Miscanthus floridulus、燈心草Juncus effusus、一年蓬Erigeron annuns等。

觀測樣地設(shè)在3 種不同林分類型內(nèi)，即杉木人工林純林、馬尾松+石櫟針闊混交林、青岡+石櫟常綠闊葉林。樣地所在林分的基本特征[23]見表1。

表1 3種森林類型的基本特征Table 1 Characteristics of the three forest stands

1.2 研究方法

樣地選擇與采樣設(shè)置，2013 年11 月在長沙縣大山?jīng)_省級(jí)森林公園的杉木人工林、自然更新的次生林馬尾松—石櫟針闊混交林、青岡—石櫟常綠闊葉林3 種林地內(nèi)，分別設(shè)置一個(gè)面積為1 hm2(100 m×100 m)的樣地。每個(gè)樣地分為上坡、中坡、下坡3個(gè)坡位，每個(gè)坡位隨機(jī)選取3 個(gè)采樣點(diǎn)，即每樣地設(shè)置9個(gè)采樣點(diǎn)。3個(gè)林地一共27個(gè)采樣點(diǎn)。2013 年12 月至2014年11 月期間采集林地地表溫室氣體CH4和N2O氣樣。在每次采集氣樣時(shí)，同時(shí)記錄測定箱外的氣溫、采樣點(diǎn)地表溫度、地下5 cm的土壤溫度。在氣樣采集點(diǎn)附近采集土樣，采用常規(guī)實(shí)驗(yàn)方法測定其土壤含水量、土壤有機(jī)質(zhì)和土壤有機(jī)氮等理化性質(zhì)[24]。

1.3 氣體樣品采集與分析技術(shù)

用自制的靜態(tài)箱法采集CH4和N2O氣體樣品。靜態(tài)箱由底座和頂箱兩部分組成，頂箱高30 cm，底座高20 cm。箱體外表用優(yōu)質(zhì)保溫反光錫箔紙包裹，以減少太陽輻射導(dǎo)致采樣箱內(nèi)溫度升高影響觀測結(jié)果。箱頂部有兩個(gè)小孔作為接口，一個(gè)連接橡膠管用來平衡箱內(nèi)外氣壓和氣樣采集，一個(gè)為溫度計(jì)接口用來觀測箱內(nèi)氣溫。所有接口均以丁基橡膠塞密封。采樣結(jié)束后僅移除頂箱，底箱保留在原處重復(fù)使用。采樣在每月5～10號(hào)，20～25號(hào)之間的非降雨天氣下進(jìn)行。采樣時(shí)間上午9時(shí)至11時(shí)之間進(jìn)行。每個(gè)樣點(diǎn)的取樣時(shí)間長度為30 min，每隔10 min取一次樣，即在放上靜態(tài)箱后的0、10、20、30 min分別取樣，每次每個(gè)樣點(diǎn)可獲得4個(gè)氣體樣品。

CH4和N2O濃度在實(shí)驗(yàn)室內(nèi)利用氣相色譜儀(Agilent 7890B)進(jìn)行同步檢測分析。CH4使用FID檢測器，采用單闊單柱進(jìn)樣、分離系統(tǒng)；N2O使用ECD檢測器，采用雙閥雙柱進(jìn)樣、反吹、分離、切換系統(tǒng)。柱箱溫度為60 ℃，F(xiàn)ID檢測器和ECD檢測器工作溫度為300 ℃。載氣為高純氮?dú)猓∟2），燃?xì)鉃楦呒儦錃猓℉2），輔助氣為干燥無油壓縮空氣，氣體流速分別為30、400 mL/min。3種氣體分析完成時(shí)間為8 min，CH4、N2O的保留時(shí)間分別在0.85、6.5 min左右。在兩種氣體濃度測定過程中，釆用標(biāo)氣（CH4、N2O濃度分別為4.86、0.937 mL/L）進(jìn)行外標(biāo)法校正。

1.4 氣體通量計(jì)算與數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)分析

氣體的通量表示單位時(shí)間單位面積觀測箱內(nèi)該氣體質(zhì)量的變化。CH4和N2O氣體通量均采用下式(1)計(jì)算：

式中，F(xiàn)為CH4和N2O 氣體通量，單位為μgCH4·m-2h-1和 μgN2O·m-2h-1；ρ為 標(biāo) 準(zhǔn) 狀 態(tài) 下CH4氣體密度（kg·m-3）；A為采樣箱底座面積（m2）；V為采樣靜態(tài)箱的有效體積（m3）；P為采樣時(shí)采樣點(diǎn)的大氣壓（kPa）；P0為標(biāo)準(zhǔn)狀態(tài)下的標(biāo)準(zhǔn)大氣壓（kPa）；T為采樣箱內(nèi)溫度（K）；T0分別為標(biāo)準(zhǔn)狀態(tài)下的溫度（K）；dCt/dt為采樣時(shí)靜態(tài)箱內(nèi)CH4和N2O濃度隨時(shí)間變化的直線斜率。F為正值時(shí)表示林地土壤排放CH4或N2O，F(xiàn)為負(fù)值時(shí)表示林地土壤吸收CH4或N2O。

林地地表溫室氣體通量與林地環(huán)境因子間的關(guān)系采用典型相關(guān)分析方法，林地環(huán)境因子主導(dǎo)因子分析采用主成分分析方法。本文所有數(shù)據(jù)分析均采用R軟件包[25]進(jìn)行統(tǒng)計(jì)分析和作圖，統(tǒng)計(jì)顯著性水平設(shè)置為0.05。

2 結(jié)果與分析

2.1 林地地表溫室氣體CH4和N2O通量特征

以林型作為主要因子，對(duì)3種林地土壤溫室氣體CH4和N2O通量進(jìn)行單因素方差分析。單因素方差分析結(jié)果表明，不同林型間CH4和N2O通量均存在顯著差異(P＜ 0.05)。林型間的溫室氣體通量特征結(jié)果如表2所示。

表2 3種林地地表CH4通量(μg·m-2h-1)和N2O通量(μg·m-2h-1)?Table 2 Soil fluxes of CH4 and N2O in the three forest stands (in μg·m-2h-1)

林型代碼：CL-杉木人工純林，PM-馬尾松-石櫟針闊混交林，CG-青岡-石櫟常綠闊葉林。林型代碼下同。

不同林型間CH4和N2O通量的多重比較（TukeyHSD）結(jié)果也表明，不同林型間的CH4和N2O通量存在顯著差異（P＜ 0.05）（圖1）。

2.2 林地溫室氣體（CH4 & N2O）通量與環(huán)境因子的相關(guān)性

林地地表溫室氣體（CH4和N2O）通量與環(huán)境因子間關(guān)系分析從兩個(gè)層面進(jìn)行，其一是將3種林型作為一個(gè)整體，探討溫室氣體通量與環(huán)境因子間的相關(guān)性；其二是分3種林型，分別探討各林型的溫室氣體通量與其環(huán)境因子間的相關(guān)性。

將3種林型作為一個(gè)整體的典型相關(guān)分析的特征值與典型相關(guān)系數(shù)結(jié)果見表3。結(jié)果表明，第一對(duì)典型變量V1與W1與第二對(duì)典型變量V2與W2典型變量均存在顯著相關(guān)性（P＜ 0.001）。

圖1 3種林型地表CH4和N2O通量均值多重比較Fig. 1 Multiple comparison of soil fluxes of CH4 and N2O among the three forest stands

表3 3種林地總體的地表溫室氣體通量與環(huán)境因子間的典型相關(guān)分析Table 3 Canonical Correlation Analysis (CCA) of environmental factors and greenhouse gases in all the three forest stands

標(biāo)準(zhǔn)化典型變量(standardized canonical coef fi cients)表示如下：

其中，x1－month，x2－position，x3－temps0，x4－temps5，x5－airtemp，x6－SMC，x7－soc，x8－son，x9－tempBox；y1－CH4flux，y2－N2O flux。

可見，典型變量V1主要取決于地下5 cm處溫度（temps5）、抽樣箱內(nèi)氣溫（tempBox）和氣溫（airtemp），其系數(shù)絕對(duì)值較大。從系數(shù)大小來看，典型變量W1中N2O通量（y2）占了較大的比重。典型變量V1與W1存在顯著相關(guān)性（P＜0.000 1），表明溫室氣體（CH4、N2O）與環(huán)境因子指標(biāo)，包括地表溫度(temps0)、地下5cm處溫度(temps5)和抽樣箱內(nèi)氣溫(tempBox)等，具有顯著相關(guān)性。從表4中可以看出，第二對(duì)典型相關(guān)變量之間相關(guān)性同樣達(dá)到顯著水平，但因其占貢獻(xiàn)率不到10%，故可忽略第二對(duì)典型相關(guān)變量。

表4 3種林型的典型相關(guān)分析的特征值與典型相關(guān)系數(shù)Table 4 Canonical Correlation Analysis of environmental factors in the three forest stands

按不同林型的典型相關(guān)分析的特征值與典型相關(guān)系數(shù)結(jié)果見表4。不同林型的兩個(gè)典型相關(guān)變量的累積貢獻(xiàn)率均在90%以上，表明兩個(gè)典型相關(guān)變量之間有較好的相關(guān)性。除馬尾松-石櫟混交林第二對(duì)典型相關(guān)變量未達(dá)到顯著性（P＞ 0.05）外，其余兩個(gè)林型的兩對(duì)典型相關(guān)變量均達(dá)到顯著性（P＜ 0.05）。杉木人工林和馬尾松-石櫟混交林均以第一對(duì)典型相關(guān)變量為主，其貢獻(xiàn)率高于90%；青岡-石櫟常綠闊葉林的情形稍有變化（見表4）。

林型PM第二對(duì)典型相關(guān)變量不具有顯著相關(guān)性（P＞ 0.05），因此除林型PM外，林型CL和CG均列出兩對(duì)典型相關(guān)變量。杉木人工林地典型相關(guān)分析的標(biāo)準(zhǔn)化典型變量(standardized canonical coef fi cients)如下：

式 中：x1－month，x2－position，x3－temps0，x4－temps5，x5－airtemp，x6－SMC，x7－soc，x8－son，x9－tempBox；y1－CH4flux，y2－N2O flux。變量代碼下同。

馬尾松-石櫟混交林的典型相關(guān)分析其標(biāo)準(zhǔn)化典型變量(standardized canonical coef fi cients)如下：

青岡-石櫟常綠闊葉林典型相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)化典型變量(standardized canonical coef fi cients)表示如下：

2.3 林地環(huán)境因子主成分分析

類似于典型相關(guān)分析，主成分分析也分兩個(gè)層次。其一是將3個(gè)林型環(huán)境因子作為一個(gè)整體來作主成分分析，其主成分分析的結(jié)果見表5；其二是分3個(gè)林型分別作環(huán)境因子主成分分析，主成分分析的結(jié)果見表6、表7和表8。

表5 3種林地總體環(huán)境因子主成分分析之因子相關(guān)性?Table 5 Correlation of Principle Component Analysis(PCA) of environmental factors of the three forest stands as a whole

表6 3種林地環(huán)境因子主成分分析Table 6 Principle component analysis of environmental factors in each of the three forest stands

表7 3種林地環(huán)境因子主成分分析之特征向量表?Table 7 Eigenvectors of principle component analysis of environmental factors in the three forest stands

對(duì)于3個(gè)林分組成的環(huán)境因子整體而言，環(huán)境因子的相關(guān)系數(shù)矩陣見表7。其特征值(Eigenvalue)λ1=3.970 3，λ2=1.651 4，λ3=1.021 8，λ4=0.990 2；其貢獻(xiàn)率(Proportion，百分比)分別為44.11%，18.36%， 11.35%和11.00%。

4個(gè)主成分特征向量分別表示如下，式中變量代碼與表5中相同：

表8 3種林地環(huán)境因子主成分分析之相關(guān)矩陣?Table 8 Correlation matrix of principle component analysis of environmental factors in the three forest stands

3 結(jié)論與討論

3個(gè)林型總體的典型相關(guān)分析結(jié)果表明，林地地表溫室氣體通量與環(huán)境因子之間存在顯著相關(guān)性(P＜ 0.001)，且第一對(duì)典型相關(guān)變量的貢獻(xiàn)率即達(dá)92.66%。這說明，林地地表溫室氣體通量受控于在特定的環(huán)境條件下的主導(dǎo)因子。從第一典型變量表達(dá)式中的系數(shù)來看，地下5 cm處溫度和氣箱內(nèi)溫度的載荷系數(shù)較大，表明溫度條件在溫室氣體通量變化中起著相對(duì)來說重要的作用。分林型的典型相關(guān)分析結(jié)果與前述的結(jié)果既有相似的一面，也有其特殊的一面。具體來說，杉木人工林和馬尾松-石櫟混交林中第一對(duì)典型相關(guān)變量貢獻(xiàn)率均在90%以上，而青岡-石櫟常綠闊葉林第一對(duì)典型相關(guān)變量貢獻(xiàn)率為63.06%。在不同林型間CH4和N2O通量的多重比較(TukeyHSD)表明，林型間存在顯著差異(P＜ 0.05)。從3種林型的典型變量表達(dá)式來看，3種林型的典型變量W1中多以地表溫度和地下5 cm處溫度的載荷系數(shù)為大。這就說明了林型整體環(huán)境因子典型變量與各林型環(huán)境因子變量間具有較好的一致性。

在此基礎(chǔ)上，林地環(huán)境因子主成分分析則進(jìn)一步探討林地環(huán)境因子集中環(huán)境因子子集類別及其對(duì)環(huán)境因子整體所起作用的貢獻(xiàn)大小。第一主成分表達(dá)式表明，地表溫度、地下5 cm處溫度、氣溫和箱內(nèi)溫度均具有較大的載荷系數(shù)，這說明溫度是決定林分環(huán)境因子的主要因子。第二主成分表達(dá)式說明，土壤水分、土壤全碳和土壤全氮是第二主成分中的主要因子。第三主成分表達(dá)式表明不同月份是其主要因子，而第四主成分則是以坡位為其主要因子。從定量的角度來看，上述各主成分因子分別對(duì)環(huán)境因子整體的貢獻(xiàn)率為44.11%，18.36%，11.35%和11.00%。

同3種林型總體的環(huán)境因子PCA結(jié)果相比，不同林型的環(huán)境因子PCA結(jié)果與之有一定的相似性，同時(shí)，其差異性也因林型而異。相似性表現(xiàn)在不同林型的第一主成分中均以溫度因子為其主導(dǎo)因子。差異性表現(xiàn)在第二、第三和第四主成分并不與總體的完全一致。比如，杉木人工林的第二主成分因子主要是不同月份，第三主成分主要是土壤全碳與全氮；林型PM的第三主成分主要是坡位，土壤全碳與全氮?jiǎng)t是第四主成分的主導(dǎo)因子；林型CG的第二主成分是月份和土壤水分，第三主成分主要是土壤全碳與全氮，坡位是第四主成分的主導(dǎo)因子。至此，結(jié)合典型相關(guān)分析結(jié)果與主成分分析結(jié)果，可以推斷，中亞熱森林地表溫室氣體通量的主要影響因素是溫度，其它影響因子(如土壤水分、土壤碳氮含量、坡位等)對(duì)溫室氣體通量所起作用的大小則因具體的林型而異。

土壤溫室氣體通量與環(huán)境因子關(guān)系密切。鼎湖山針闊混交林地表CH4通量研究表明，土壤表層溫度為影響CH4通量的主導(dǎo)因子[26]。這與本研究中得到的結(jié)果相同。千煙洲土壤CH4的吸收表現(xiàn)出明顯的季節(jié)變化規(guī)律[27]，本研究中雖然沒有單獨(dú)對(duì)地表溫室氣體通量進(jìn)行月動(dòng)態(tài)分析，但典型相關(guān)分析與主成分分析結(jié)果均表明，月份是一個(gè)主要的影響因子。月份是也是一個(gè)間接因子，隨著季節(jié)推移，溫度和降水均表現(xiàn)出明顯的季節(jié)性；同時(shí)，林分也呈現(xiàn)出相應(yīng)的季節(jié)動(dòng)態(tài)，表現(xiàn)為葉面積和凋落物動(dòng)態(tài)等。凋落物作為土壤有機(jī)質(zhì)的重要來源之一，也土壤微生物提供碳、氮。有研究表明，凋落物對(duì)長白山闊葉紅松林土壤N2O排放和CH4吸收的影響可達(dá)到36.9%和23.4%的顯著程度[4]。土壤水分是與土壤溫室氣體通量緊密相關(guān)的一個(gè)影響因子。土壤水分影響土壤通氣狀況、O2在土體中的擴(kuò)散難易以及微生物和植物根系對(duì)O2的消耗程度[28-30]。從這種程度上來說，土壤水分對(duì)CH4和N2O通量的影響機(jī)理是相似的。林型對(duì)溫室氣體通量也存在較大的影響。本研究中無論從溫室氣體通量特征還是典型相關(guān)分析與主成分分析結(jié)果都證明了這一點(diǎn)。不過，林型是一個(gè)間接因素，主要是通過影響林內(nèi)小氣候環(huán)境及土壤溫度、水分等因素來起作用。齊玉春等[14]研究發(fā)現(xiàn)，CH4的年均吸收通量表現(xiàn)為峨眉冷杉原始林＞ 演替林＞ 采伐跡地。這與本研究結(jié)果是一致的。

綜上所述，中亞熱帶森林地表溫室氣體通量是受多因素綜合作用的結(jié)果。其次，在諸多環(huán)境因素中，溫度是其中的主導(dǎo)因子，它對(duì)地表溫室氣體影響相對(duì)較大，尤其是地表和地下5 cm處土壤溫度。其它影響因子（如土壤水分、土壤碳氮含量、坡位等）對(duì)溫室氣體通量所起作用的大小則因具體的林型而異。本研究只是對(duì)地表溫室氣體與環(huán)境因子的整體關(guān)系作了一次框架式的綜合探討，對(duì)其中個(gè)別因素的探討及其影響機(jī)理還有待進(jìn)一步深入研究。

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Effects of environmental factors on soil CH4and N2O fluxes in three forest types in central subtropical China

HUANG Zhi-hong1,2, ZHANG Yu-hong1, SHEN Yan1, ZHANG Qiang1, WANG Yao1, LING Wei1
(1. College of Life Science and Technology Central South University of Forestry & Technology, Changsha 410004, Hunan, China;2. National Engineering Laboratory for Applied Technology of Forestry and Ecology in South China, Changsha 410004, Hunan, China)

Forest stands surface greenhouse gas fluxes play a pivotal role in the global carbon balance and global climate change. Forests in central subtropical is an important and special vegetation type in China. The typical forest types including Chinese fi r plantation,

Pinus massoniana + Lthocarpus glabermixed forest, andCyclobalanopsis glauca + Lithocarpus glabermixed evergreen broad-leaved forest were selected for the sampling plots using static chamber technique and gas chromatography analysis of soil surface greenhouse gases (CH4and N2O). The local environmental factors were recorded including soil surface temperature, soil temperature at 5 cm depth, air temperature, air temperature in the static chamber, soil moisture content in the fi eld. And soil total organic carbon and soil total organic nitrogen were measured in the laboratory. The relationship between the greenhouse gas flux and environmental factors was analyzed by using the canonical correlation analysis (CCA) method. The principal component analysis (PCA) was carried out to investigate the dominant factors in all the environmental factors. Some conclusions were drawn as the followings: (a) in general, soil surface greenhouse gases in the forest stands were in fluenced by multiple environmental factors and correlationship between greenhouse gases and environmental factors was statistically signi fi cant at the level of 0.05 which varied with the forest types, (b) temperature was the dominant factor among the environmental factors which affects soil surface greenhouse gases, especially temperature at soil surface and 5cm depth, (c) the rest of physical environmental factors, such as soil moisture, soil carbon and nitrogen content, slope position also played an important role in greenhouse gases flux but the correlation coef fi cients varied with forest types, (d) the biological factor as forest types caused a statistical difference in soil surface greenhouse gases flux (P＜ 0.05), and (e) seasonal dynamics in soil surface greenhouse gases flux was signi fi cant in the forest types.

central subtropical region; forest types; soil greenhouse gases flux; in fluencing factors

S718.55

A

1673-923X(2016)04-0056-08

10.14067/j.cnki.1673-923x.2016.04.011

http: //qks.csuft.edu.cn

2015-10-19

國家林業(yè)局948項(xiàng)目（2013-4-57）；國家國際科技合作專項(xiàng)資助（2013DFA32190）；湖南省自然科學(xué)基金創(chuàng)新研究群體（湘基金委字[2013]7號(hào)）

黃志宏，副教授，博士；E-mail：huanghugh2013@yahoo.com

黃志宏，張宇鴻， 沈 燕，等. 中亞熱帶森林地表CH4和N2O通量影響因素分析[J].中南林業(yè)科技大學(xué)學(xué)報(bào)，2016,36(4): 56-63.

[本文編校：吳 彬]