不同取样尺度下亚高山草甸土壤呼吸的空间变异特征李洪建，高玉凤，严俊霞，李君剑（山西大学黄土高原研究所，太原030006）摘要：基于对4个取样尺度（10m、5m、2.5m、1.25m）亚高山草甸土壤呼吸速率的观测，对不同尺度土壤呼吸的空间变异特征进行了研究，分析了不同尺度土壤全氮、有机碳、碳氮比、全硫、土壤温度和土壤水分对土壤呼吸作用空间异质性的影响，并对各尺度不同置信水平与估计精度下的必要采样数量进行了计算。结果表明：除1.25m和2.5m尺度上土壤温度的空间变异属于弱变异外，土壤呼吸及其相关因子的空间变异均属于中等变异，土壤呼吸和土壤温度的变异系数随着取样尺度的增大而增大，而土壤全氮、有机碳、全硫和土壤水分的变异系数随着取样尺度的增大均有减小的趋势；不同取样尺度，影响土壤呼吸的关键因子不同。在10m尺度，土壤呼吸与土壤全氮、有机碳呈极显著正相关，与土壤温度呈显著正相关，与土壤全硫、碳氮比和土壤水分相关不显著；在5m尺度，与土壤全氮和有机碳呈极显著正相关，与土壤全硫、碳氮比、土壤水分和土壤温度相关不显著；在2.5m尺度，与土壤有机碳、全氮和土壤水分呈极显著正相关，与土壤全硫、碳氮比和土壤温度相关性不显著；在1.25m尺度，与土壤全氮、有机碳和土壤水分呈极显著正相关，与碳氮比呈显著负相关，与土壤温度呈极显著负相关，与土壤全硫相关不显著。随着取样尺度的减小，土壤水分所起的作用逐渐增大，相关系数从0.27~0.49，土壤温度与土壤呼吸的相关性由显著正相关向极显著负相关变化；四个取样尺度95%置信水平误差在10%和20%内必要采样数量分别为28、21、18、14个和7、5、4、4个，随着取样尺度的减小，必需的采样数量减少。关键词：取样尺度；土壤因子；土壤呼吸；空间变异；亚高山草甸中图分类号：X144文献标识码：A文章编号：SpatialHeterogeneityofSoilRespirationinaSubalpineMeadowonDifferentSamplingScalesLIHong-jian,GAOYu-feng,YANJun-xia,LIJun-jian(InstituteofLoessPlateau,ShanxiUniversity,Taiyuan030006,China)Abstract:Basedonfourdifferentsamplingscales(10,5,2.5and1.25m)wemeasuredsoilrespirationandtheenvironmentalfactorsaffectingsoilrespirationinasubalpinemeadowinYundinmountainofShanxiprovince.Thepurposeofthepaperwastostudythespatialheterogeneitiesofsoilrespirationandtheenvironmentalfactorsincludingsoiltemperature,soilmoisture,totalnitrogen,organiccarbon,ratioofcarbonandnitrogen,andtotalsulfur,andthentoanalyzerequiredsamplingnumberonthefourscales.Theresultsshowedthatspatialvariationsofthesoilrespirationandenvironmentalfactorsatallscaleswereinthemiddlerangebutforthesoiltemperatureat1.25and2.5mscales;andthatthecoefficientsofvariationinsoilrespirationandsoiltemperatureincreasedwithincreasingsamplingscale,butfortotalnitrogen,organiccarbon,totalsulfurandsoilmoistureitdecreasedwithincreasingsamplingscales.Theenvironmentalfactorshadadifferentimpactonsoilrespirationatdifferentsamplingscales.Simplecorrelationanalysisshowedthatat10mscaletherelationshipofsoilrespirationwithtotalnitrogen(P<0.01),organiccarbon(P<0.01)andsoiltemperature(P<0.05)wassignificant,butnotwithtotal收稿日期：2014-04-18；修订日期：基金项目：山西省自然基金项目（2012011033-5）；国家自然科学基金项目(41201374)作者简介：李洪建（1958~），男，教授，博士生导师，主要研究方向为生态系统碳循环，E-mail:hongli@sxu.edu.cnsulfur,C/Nandsoilmoisture;at5msamplingscaleitwashighlysignificantwithtotalnitrogen,organiccarbon,butnotwithtotalsulfur,C/Nandsoilmoistureandsoiltemperature;at2.5mscaleitwashighlysignificantwithtotalnitrogen,organiccarbonandsoilmoisture;,butnotwithtotalsulfur,C/N,andsoiltemperature;andatthesmallestsamplingscaleitwashighlysignificantwithtotalnitrogen,organiccarbonandsoilmoisture,negativelysignific...