黄土丘陵区刺槐、辽东栎林生态系统碳汇功能特征

保护自然植被和营造人工植被是黄土高原植被恢复的重要措施,为定量阐明该区域典型植被类型的生态服务功能,合理评估不同恢复植被措施的生态效益,选取了两种典型森林生态系统(刺槐人工林和辽东栎天然次生林),基于多年连续调查数据分析了其碳汇功能特征。采用以胸径和树高为基础变量的生物量方程估算了乔木层生物量;采用样方收获法测算了灌木、草本和凋落物现存量;依据两次样地调查的数据(间隔9年)和连续多年凋落物收集的数据,估算了两种森林生态系统的净初级生产力和固碳速率;再结合对两种林地土壤CO_2排放的监测与分析结果进一步估算了两种生态系统的碳汇功能。结果表明:刺槐林的生物量碳密度(67.63 t C/hm~2)略低于辽东栎林(76.85 t C/hm~2),林分内各组分碳密度仅在乔木叶部分差异显著。研究期间刺槐林和辽东栎林的生物量年均增长量分别为15.20,18.21 t/(hm~2·a);植被层年均固碳量分别为7.57,8.91 t C/(hm~2·a)。因刺槐林地的土壤异养呼吸速率低于辽东栎林地,故其碳汇功能相对较高。     

淮北平原四种土地利用类型非生长季土壤呼吸速率

为了探讨杨树人工林撂荒地、农耕地、农林复合模式的林地和农林复合小麦地的4种土地利用方式对温室气体CO2增长及其通量的影响,利用Licor-8100土壤碳通量测定系统对以上4种不同土地利用的土壤呼吸速率变化进行了研究。结果表明：4种土地利用类型的土壤呼吸速率在非生长季冬季的月内变化和日变化不明显,都保持在低的CO2释放水平;不同土地利用类型土壤呼吸速率表现出明显的空间异质性;农林复合小麦地土壤呼吸速率在非生长季与其影响因素的关系在2009年12月份的关系不明显,2010年1月份和2月份随着气温的升高,土壤呼吸速率与温度的相关性逐渐增大,与其他因子的相关性也变大,但增加的幅度较小;4种土地利用类型中,农林复合冬小麦地的CO2平均通量为最小,CO2的释放量比例最小,为22.55%,比农田小麦地、撂荒地和农林复合隔离带林地分别减少3.02%、0.85%和6.00%的CO2释放。农林复合模式的CO2释放量比农田小麦地多释放2.85%,与人工林撂荒地的土壤呼吸速率相同。     

大青山不同林地类型土壤特性及其水源涵养功能

对内蒙古大青山4种林地类型的土壤特性、凋落物持水量及林地土壤贮水性能进行了研究。结果表明:①林地间土壤容重和孔隙度差异较大,容重大小依次为油松人工林>虎榛子灌丛林>落叶松人工林>白桦山杨天然次生林;总孔隙大小依次为白桦山杨天然次生林>落叶松人工林>虎榛子灌丛林>油松人工林;②林地间凋落物蓄积量和最大持水率差异较大,蓄积量大小依次为落叶松人工林>白桦山杨天然次生林>虎榛子灌丛林>油松人工林;最大持水率大小依次为落叶松人工林>白桦山杨天然次生林>虎榛子灌丛林>油松人工林;③依据林地总贮水量的大小,4种林地水源涵养功能大小依次为白桦山杨天然次生林(3 687.172 t/hm2)>落叶松人工林(3 553.229 t/hm2)>虎榛子灌丛林(3 035.698 t/hm2)>油松人工林(2 796.279 t/hm2)。     

南方红壤严重侵蚀地不同恢复年限马尾松人工林生态系统碳储量特征

[目的]研究南方红壤侵蚀地不同恢复年限植被生态系统碳库储量,为该地区马尾松人工林制定合理的森林经营方式提供理论支持。[方法]以福建省长汀县河田镇裸地、不同恢复年限(10,20,30a生)马尾松人工林和天然次生林为研究对象,测定不同恢复阶段林地植被和土壤碳库储量。[结果]马尾松人工林植被恢复能够显著提高植被和土壤碳库储量。10a,20a,30a生马尾松人工林与裸地相比生态系统碳库储量分别增加2.80,3.54,8.56倍,但依然低于天然次生林;马尾松人工林植被恢复能够显著提高表层(0—10cm)土壤碳库储量,而对深层土壤碳库储量影响不显著;不同恢复阶段植被和土壤碳库增加速率不同,呈现非线性增加。[结论]南方红壤严重侵蚀地植被恢复能够增加生态系统碳库储量,但该地区土壤碳库的恢复是长期的缓慢过程。今后应加强南方红壤地区森林植被的保护,避免植被过度干扰和破坏而引起严重土壤侵蚀。     

华北地区土地利用类型对土壤呼吸、有机碳组分和水稳性团聚体的影响

土壤呼吸和土壤团聚体对土壤肥力、质量和土壤的可持续利用等具有重要作用。通过湿筛法得到华北地区不同土地利用类型土壤大团聚体(2 mm)、中间团聚体(0.25～2 mm)、微团聚体(53μm～0.25 mm)以及粉+黏团聚体(53μm)的质量分数和土壤呼吸速率。结果表明:不同土地利用类型土壤呼吸随着月份的增加呈先增加后降低趋势,在7月份最大,呈倒V字型变化规律,7月以后,土壤呼吸急剧降低,其中在1月份土壤呼吸速率最小。不同土地利用类型对土壤呼吸具有明显的影响,土壤呼吸速率大小基本表现为次生林人工林灌木农田果园,其中,次生林和人工林显著高于其他土地利用类型(p0.05),灌木和农田差异不显著(p0.05),果园显著低于其他土地利用类型(p0.05)。不同土地利用类型对土壤总有机碳(TOC)、颗粒有机碳(POC)和轻组分有机碳(SLOC)影响较为明显,其大小基本表现为次生林人工林灌木农田果园。次生林和人工林以0.25 mm的大团聚体为主,占粒径总组成的20%以上;灌木以中间团聚体和粉+黏团聚体为主;而农田和果园则以粉+黏团聚体为主,约占粒径总组成的40%。林地的开垦会导致大团聚体的破碎化,灌木及农田0.25 mm的大团聚体含量较林地低,土壤结构趋于恶化;而农田闲置为果园后,则会促使粉+黏团聚体向粒径大的微团聚体及中间团聚体转化,使土壤结构趋于改善。灌木及农田土壤颗粒的MWD(平均质量直径)和GMD(几何平均直径)值均显著低于林地和灌木(p0.05),农田撂荒后,MWD和GMD值均显著升高(p0.05),表明林地开垦后导致土壤团聚体的稳定性降低,而农田弃耕会增强团聚体的稳定性。土壤中0.25 mm团聚体含量、MWD、GMD和土壤呼吸均与土壤TOC,SLOC和POC皆呈现显著正相关性(p0.05),其中0.25 mm团聚体含量、MWD、GMD和土壤呼吸与LFOC和POC之间的相关关系达到极显著水平(p0.01),且相关系数较大,说明与土壤TOC相比,LFOC和POC对土壤水稳性团聚体和稳定性的贡献更大,并且LFOC和POC对土壤呼吸的贡献更大。     

中亚热带四种森林土壤团聚体及其有机碳分布特征

选择中亚热带地区4种典型森林类型:杉木林、湿地松林、毛竹林和次生林4种森林土壤为研究对象,研究了森林类型对土壤不同发生层水稳性团聚体及其有机碳分布特征的影响。结果表明:不同森林类型对>5 mm和2~5 mm土壤团聚体含量影响显著(p<0.05),表现为次生林>杉木林>毛竹林>湿地松林,而在其他粒径无显著差异。0~30 cm土层内团聚体R0.25和MWD次生林显著高于其他人工林,杉木林次之,湿地松林和毛竹林最低,其他土层无显著差异。各森林类型同土层不同粒径团聚体中有机碳含量随粒径大小变化,团聚体粒径越小,有机碳含量越高。0~10 cm土层同粒径土壤团聚体有机碳含量从大到小依次是次生林、杉木林、湿地松林和毛竹林,而在其他土层各森林类型之间差异不显著。     

湘中丘陵区不同土地利用方式下土壤有机碳密度

通过实测对比分析了湘中丘陵区不同土地利用方式下土壤有机碳含量及其密度.结果表明,不同土地利用方式下土壤有机碳含量随土壤深度的增加呈指数函数下降趋势(R2≥0.8184).且水平分布上表现为:经济林地(10.12 g/kg)＞人工林地(9.94 g/kg)＞次生林地(9.11 g/kg)＞坡耕地(7.90 g/kg)＞弃耕地(6.77 g/kg)＞苗圃地(5.95 g/kg);经济林地、人工林地、次生林地土壤有机碳含量与土壤pH值之间存在显著负相关性(p＜0.05),6种不同土地利用方式土壤有机碳含量与全氮含量之间均存在极显著正相关性(p＜0.01),人工林地和次生林地土壤有机碳含量与硝态氮含量之间存在显著的正相关性(p＜0.05).经济林地、弃耕地土壤有机碳含量与碱解氮含量之间存在极显著正相关性(p＜0.01).其它4种利用方式与碱解氮含量之间存在显著正相关性(p＜0.05);6种不同土地利用方式下土壤(0-60 cm)有机碳密度表现为:人工林地(91.57t/hm2)＞经济林地(89.51t/hm2)＞次生林地(83.13 t/hm2)＞坡耕地(72.70 t/hm2)＞弃耕地(58.05 t/hm2)＞苗圃地(43.63 t/hm2),与次生林地相比,苗圃地土壤有机碳的损失量最大.     

山西中部主要森林植被类型土壤碳密度研究

基于49个土壤剖面和411个土壤样品的实测数据,分析了山西中部7种主要森林植被类型(天然山杨林TS、天然落叶松林TL、天然侧柏林TC、天然辽东栎林TD、天然油松林TY、人工油松林RY、人工刺槐林RC)的土壤有机碳(SOC)密度及其分布特征。研究结果如下:(1)7种森林植被类型的土壤容重总体平均值变化范围为0.91～1.27 g cm-3。(2)各森林植被类型SOC含量随土层深度增加而逐渐减少,二者之间的关系可用指数函数描述(P<0.001),在30cm处的各森林植被类型SOC含量减幅最大,天然林的SOC含量均高于人工林。(3)各森林植被类型之间的SOC总密度变化范围为5.50～11.82kg m-2,表现为TL>TY>TD>TS>TC>RC>RY。(4)各森林植被类型SOC主要集中在0～50cm以上的土体中,分别占到土壤总有机碳密度的70.40%(TS)、67.19%(TL)、92.61%(TC)、66.86%(TD)、71.66%(TY)、95.63%(RY)和53.74%(RC)。天然林SOC密度均大于人工林,这也意味着人工林在提高土壤SOC密度方面还具有巨大潜力,如果对该地区人工林进行长期严格封育管理,人工林将是这一地区一个巨大的碳汇。     

不同植被类型对土壤微生物量碳氮及土壤呼吸的影响

对四种植被类型下土壤微生物量碳、氮、土壤呼吸速率以及代谢熵的研究,结果表明,土壤微生物量碳、氮以及土壤呼吸在四种植被类型间差异显著,而土壤微生物代谢熵之间差异不明显。且不同植被演替阶段土壤微生物量碳、氮从初级阶段到次生林阶段逐步增大,从次生林到成熟林阶段明显减小;土壤呼吸随着植被的正向演替,呼吸速率逐渐增强;四种植被类型间土壤微生物代谢熵在次生林中最低,为0.44mgg-1h-1,万熟林地中最高,为1.01mgg-1h-1,表明土壤微生物对土壤碳的利用效率次生林较高,成熟林地较低。     

大伙房水库流域不同植被类型枯落物层和土壤层水文效应

为了研究大伙房水库流域森林生态系统枯落物层和土壤层水文效应,以流域内3种不同植被类型为研究对象,采用浸泡法、环刀法对其枯落物层和土壤层水文功能进行定量研究。结果表明:(1)3种植被类型枯落物蓄积量为23.20～39.11t/hm~2,表现为刺槐天然次生林油松人工林落叶松人工林,且阔叶林枯落物半分解层蓄积量大于未分解层,而针叶林则相反。(2)枯落物层最大持水量为50.24～109.19t/hm~2,有效拦蓄量为41.70～90.71t/hm~2,均表现为刺槐天然次生林油松人工林落叶松人工林,刺槐天然次生林枯落物层持水功能较好。(3)枯落物未分解层、半分解层分别在浸水10,8h基本达到饱和,持水量与浸水时间呈明显对数关系(R20.91);枯落物在浸水1h内吸水速率变化最大,4h左右吸水速率明显减缓,吸水速率与浸泡时间呈明显幂函数关系(R20.93)。(4)3种植被类型土壤容重均值变化范围为1.10～1.25g/cm~3,总孔隙度变化范围为27.96%～30.19%,土壤有效持水量变化范围为21.11～29.39t/hm~2,不同植被类型土壤层持水能力表现为刺槐天然次生林油松人工林落叶松人工林,土壤入渗速率与入渗时间呈明显幂函数关系(R20.90)。综合3种植被类型枯落物层及土壤层水文功能表明刺槐天然次生林的水源涵养功能较强,建议在该流域加强天然次生林的保护和恢复。     

生物炭对干旱区绿洲农田土壤呼吸的影响

为探究不同粒径秸秆生物炭添加对绿洲农田土壤CO2排放及Q10的影响,以新疆典型绿洲农田土壤灰漠土为供试材料,采用室内土柱培养的方法,研究添加＞5、1～5、0.25～1和＜0.25mm共4种粒径棉花秸秆生物炭和葡萄藤生物炭对农田土壤CO2释放的影响。结果表明：（1）试验周期内（0～85d）,添加生物炭处理土壤呼吸速率呈先增加后降低的趋势,前10d土壤呼吸增速较高;添加生物炭的土壤呼吸速率（1.27μmol·m-2·s-1）高于不添加生物炭的对照处理（1.01μmol·m-2·s-1）,棉花秸秆生物炭处理土壤呼吸速率（1.43μmol·m-2·s-1）高于添加葡萄藤生物炭处理（1.08μmol·m-2·s-1）。培养期内土壤CO2累积过程符合一级反应动力学方程,生物炭添加改变了土壤CO2潜在排放量、周转速率和半周转期。（2）添加棉花秸秆和葡萄藤两种生物炭处理与土壤CO2累积排放量（y）分别符合y=7.51x+88.53和y=2.68x+75.85的线性关系（x为生物炭粒径）。（3）添加生物炭处理土壤呼吸速率与空气温度和土壤温度显著相关,棉花秸秆生物炭处理土壤呼吸速率与温度的相关性高于葡萄藤生物炭处理,土壤温度敏感系数随粒径的减小而增加。综合土壤呼吸速率和温度敏感系数考虑,建议绿洲农田施用1～5mm中等粒径生物炭。     

不同生物质炭输入水平下旱作农田温室气体排放日变化研究

在陇中黄土高原干旱半干旱区,采用小区定位试验,对不同生物质炭水平(0 t·hm~(-2)、10 t·hm~(-2)、20 t·hm~(-2)、30 t·hm~(-2)、40 t·hm~(-2)、50 t·hm~(-2))下农田土壤温室气体(CO_2、N_2O和CH_4)的日排放通量及其影响因子进行连续观测,并确定1 d中不同生物质炭处理水平下的最佳观测时间。结果表明:6个生物质炭输入水平处理下,春小麦地土壤CH_4、N_2O和CO_2通量变化趋势与气温日变化轨迹大体一致,均表现为白天排放量大于夜间,并在4:00—5:00时,出现对CH_4通量的吸收峰,以及N_2O与CO_2的排放低谷;全天内各处理CH_4平均排放通量依次为:10.14mg·m~(-2)·h~(-1)、7.82mg·m~(-2)·h~(-1)、6.57mg·m~(-2)·h~(-1)、-0.10mg·m~(-2)·h~(-1)、1.05mg·m~(-2)·h~(-1)和2.89mg·m~(-2)·h~(-1),N_2O平均排放通量依次为:288.79mg·m~(-2)·h~(-1)、201.78mg·m~(-2)·h~(-1)、157.14mg·m~(-2)·h~(-1)、112.06mg·m~(-2)·h~(-1)、154.60mg·m~(-2)·h~(-1)和164.02mg·m~(-2)·h~(-1),CO_2平均排放通量依次为:85.44 mg·m~(-2)·h~(-1)、80.91 mg·m~(-2)·h~(-1)、76.49 mg·m~(-2)·h~(-1)、65.29 mg·m~(-2)·h~(-1)、67.19 mg·m~(-2)·h~(-1)和69.10 mg·m~(-2)·h~(-1);当生物质炭输入量小于30 t·hm~(-2)时,土壤CH_4、N_2O、CO_2排放通量随其输入量增加而显著减小,但当其输入量超过30 t·hm~(-2)时,3种温室气体排放通量则呈显著增大趋势;当生物质炭输入水平为30 t·hm~(-2)时,春小麦土壤全天表现为CH_4的吸收汇,其余各水平处理下的土壤表现为CH_4的弱排放源;6种处理水平下,全天春小麦地土壤表现为N_2O、CO_2的排放源。0~5 cm的土壤温度及水分(y)与生物质炭输入量(x)回归方程分别为y=-0.017 6x+16.585(R~2=0.302 6,r=-0.55,P0.05)和y=0.056 5x+13.626(R~2=0.815 1,r=0.903,P0.05),生物质炭输入量与0~5 cm的土壤水分呈显著正相关关系;无生物质炭输入处理下3种温室气体的吸收或排放通量与地表温度及5 cm地温均呈显著正相关关系,其他各处理也表现出不同程度的正相关关系。因此,当生物质炭输入水平为30 t·hm~(-2)时,更有利于CH_4、N_2O和CO_2 3种温室气体的增汇减排;生物质炭输入水平差异引起的土壤温度及水分差异可能是不同生物质炭处理CH_4、N_2O和CO_2日排放通量产生差异的主要原因;由矫正系数及最佳时段温室气体排放量与累积排放量回归分析可得,3种温室气体的最佳同期观测时间为8:00—9:00。     

陕北黄土丘陵区山地苹果园的土壤水分动态研究

掌握土壤水分特征是实现果园科学管理、有限雨水资源合理高效利用、保证果树高产优质的关键。以陕北米脂山地6年生红富士苹果园为研究对象,于2015年4月—2016年6月采用FDR、中子水分仪和烘干法相结合的土壤水分监测方法,分析了山地苹果园的土壤水分总体特征、单株不同位点的水分动态以及不同旱作措施(秸秆覆盖、起垄覆膜垄沟集雨、有机肥覆盖)的土壤水分环境效应。结果表明:陕北山地果园时段干旱严重,最严重的为苹果树新梢生长和幼果发育期;春季土壤干旱程度取决于上年入冬前土壤储水量高低。果园0~60 cm土层(根系分布集中层)水分随降雨量而变化,表现为较一致的季节变化特征;土壤水分的变化滞后于降雨变化,且降雨对土壤水分的影响随土层加深而减弱,100 cm深土层受降雨影响减弱,土壤剖面200 cm以下土层土壤含水量保持相对稳定。6年生山地苹果园土壤已经出现干化现象,且在90~300 cm存在明显的低湿层,土壤体积含水量常年处在12%以下。苹果树单株尺度范围内,土壤含水量随距树干距离增加单调递增;土壤水分的平均值处在距树干105 cm处;沿行向距树干不同距离位点的土壤含水量显著高于沿株向距树干等距离位点的含水量(P0.05)。秸秆覆盖、起垄覆膜垄沟集雨和有机肥覆盖措施相较于空白对照(不覆盖、不灌溉)均能有效改善土壤水分环境,缓解果树生育期内水分供需矛盾,其中起垄覆膜垄沟集雨措施的保墒效果最佳,建议陕北黄土丘陵区山地雨养苹果园采用起垄覆膜垄沟集雨的保墒措施。     

氮肥施用对砖红壤硝态氮和盐基离子淋失特征的影响

氮肥品种的合理选用对作物增产增收、 土壤酸化改良有重要的影响。本文以海南省海口市观澜湖采集的砖红壤为研究对象,采用室内土柱模拟试验,对尿素、 硝酸铵和硫酸铵3种氮肥处理下砖红壤硝态氮及盐基离子（Ca2+、 Mg2+、 K+、 Na+）淋失特征进行了研究。结果表明, 1）硝态氮累积淋溶量表现为硫酸铵硝酸铵尿素N0,且硝态氮的淋溶量与施肥量呈正相关关系,整个淋溶过程中硝态氮累积淋溶量（y kg/hm2）与施肥量（x kg/hm2）之间满足线性方程 y=3.3064x+315.74（R2=0.8848）; 2）尿素、 硝酸铵、 硫酸铵处理整个淋溶过程的盐基离子淋溶量均表现为 Ca2+Mg2+K+Na+,且盐基离子淋溶总量（kg/hm2）表现为硫酸铵（1821.12）硝酸铵（1080.27）尿素（872.24）N0（417.23）; 3）砖红壤盐基离子迁移速率表现为硫酸铵（26.28%）硝酸铵（13.37%）尿素（11.78%）,尿素、 硝酸铵和硫酸铵处理分别以线性方程 y=0.1178x+123.18（R2=0.9121）、 乘幂方程 y=15.634x0.4423（R2=0.9259）和对数方程 y=128.38e0.0007x（R2= 0.9244）的拟合度最高。     

黄河源区退化草地水土流失规律

为了阐明高寒草甸退化草地水土流失的规律,以黄河源区河南县退化草地为研究对象,采用野外现场原位人工模拟降雨试验方法,对不同降雨条件下土壤径流量、冲刷量随坡度、退化程度、降雨历时和降雨强度的变化规律进行了试验和分析。结果表明:天然退化草甸的含水量及密度均随坡度和退化程度呈递减趋势(P0.05);同等条件下径流量与植被覆盖度呈幂函数负相关关系(y=140.69x~(-0.4667),R~2=0.988 2),与降雨强度呈指数函数正相关关系(y=40.35e~(0.0252x),R~2=0.970 8);泥沙量与植被覆盖度呈指数函数的负相关关系(y=4294.3e~(-0.0418x),R~2=0.990 7),与降雨强度呈指数函数正相关关系(y=62.657e~(0.0201x),R~2=0.968 8);坡度为30°的小区径流量较10°和20°的坡度小区分别增加了3.6倍和1.7倍,泥沙量分别增加了16倍和1.4倍,表明径流量、泥沙量随坡度的增加而急剧增大;植被覆盖度40%以下的区域其径流和泥沙含量变化幅度较大;降雨开始30min内的地表径流量相对稳定,降雨时间30min后地表径流量开始缓慢上升,坡面泥沙流失量主要集中在降雨后的5~15min内,而降雨55~60min后泥沙量急剧降低,因此试验认为降雨历时1h为土壤颗粒流失的敏感期;天然边坡径流产生后坡面出现汇流冲蚀现象,是退化草地水土流失加剧的重要原因。     

日本湿润的温带草地根际和微生物呼吸对土壤CO2排放的贡献及环境影响因素

Soil CO2 efflux, root mass, and root production were investigated in a humid temperate grassland of Japan over a growing season (Apr. to Sep.) of 2005 to reveal seasonal changes of soil CO2 efflux, to separate the respective contributions of root and microbial respiration to the total soil CO2 efflux, and to determine the environmental factors that control soil respiration. Minimal microbial respiration rate was estimated based on the linear regression equations between soil CO2 efflux and root mass at different experimental sites. Soil CO2 efflux, ranging from 4.99 to 16.29 μmol CO2 m-2 s-1, depended on the seasonal changes in soil temperature. The root mass at 0--10 cm soil depth was 0.82 and 1.27 kg m-2 in Apr. and Sep., respectively. The root mass at 0--10 cm soil depth comprised 60% of the total root mass at 0--50 cm soil depth. The root productivity at 0--30 cm depth varied from 8 to 180 g m-2 month-1. Microbial and root respiration rates ranged from 1.35 to 5.51 and 2.72 to 12.06 μmol CO2 m-2 s-1, respectively. The contribution of root respiration to the total soil CO2 efflux averaged 53%, ranging from 33% to 72%. The microbial respiration rate was exponentially related to soil temperature at 10 cm depth (R2 = 0.9400, P = 0.002, n = 6), and the root respiration rate was linearly related to the root production at 0--30 cm depth (R2 = 0.6561, P = 0.042, n = 6).     

免耕与翻耕条件下农田土壤呼吸的比较

采用开路式土壤碳通量测量系统于2010年3-10月在冬小麦-大豆轮作期对免耕与翻耕田土壤呼吸速率、5cm深土壤温度和湿度进行测定,以研究耕作措施对农田土壤呼吸的影响。结果表明,在冬小麦、大豆生长时段,免耕与翻耕田土壤呼吸速率的季节变化趋势基本一致。冬小麦生长时段免耕与翻耕田土壤呼吸速率的平均值分别为2.50±0.14和2.40±0.29μmol.m-2.s-1,大豆生长时段分别为2.82±0.28和3.50±0.52μmol.m-2.s-1。冬小麦生长时段免耕与翻耕田土壤呼吸无显著差异,但大豆生长时段二者存在显著差异(P<0.05),差异最明显的阶段在大豆开花期(7月下旬-8月中旬)。利用温度影响函数(指数函数)和湿度影响函数(二次函数)耦合的模拟模型进行土壤呼吸与土壤温度和湿度的回归分析,得出免耕条件下土壤温度和湿度可以共同解释25.3%的土壤呼吸变异(R2=0.253,P<0.05),翻耕条件下二者可以共同解释44.0%的土壤呼吸变异(R2=0.440,P<0.01)。可见,一方面,耕作措施对土壤呼吸的影响因种植作物而异,与翻耕相比,免耕显著降低了大豆田土壤呼吸,但对冬小麦田无显著影响;另一方面,免耕下土壤温度和湿度对土壤呼吸的影响比翻耕要小。     

降雨对干旱半干旱区湿地和农田土壤CO_2短期释放的影响

本研究以巴音布鲁克湿地和农田灰漠土原状土为研究对象,进行原位模拟降雨试验,利用LI-8100土壤碳通量自动测量系统测定土壤的CO_2排放,研究了不同降雨量对土壤CO_2排放的影响。结果表明:降雨导致湿地土壤CO_2释放速率显著增加(P0.01),而农田土壤无显著差异。在其含水量无明显差异下,湿地不同降雨处理组的CO_2排放量均大于农田组,湿地土壤CO_2日累积排放量降水10 mm组降水20 mm组对照组,土壤有机碳高的湿地土壤随降雨量增加,土壤短期碳损失高,而对低有机碳土壤(西北干旱区贫瘠土壤)短期碳损失影响不显著。降雨后农田土壤降水10 mm组CO_2排放与地表温度和5 cm地温相关性极显著(P0.01),其他各处理均未呈现显著相关。说明在干旱半干旱区降雨量对土壤CO_2排放速率有着重要的影响。     

西南地区亚高山典型林区土壤碳排放及影响因子

为进一步厘定西南地区亚高山典型林区土壤碳(carbon,C)排放的主控因素,更精确估算土壤C排放,该文以贡嘎山峨眉冷杉林为研究对象,利用Li-6400-09土壤呼吸室,采集了2008—2009年土壤CO2排放速率及相应环境要素数据。结果表明,成熟林与中龄林区土壤储量分别为291.0、63.8 t C/hm2。成熟林与中龄林全年土壤C排放速率整体变化态势基本一致。其中中龄林土壤C排放速率日均最大值、最小值与平均值分别为34.53、6.96、16.26 kg C/(hm2·d)。成熟林土壤C排放速率日均值的最大值、最小值与平均值分别为55.34、9.50、24.57 kg C/(hm2·d)。土壤C排放速率日均值与5 cm土壤温度表现的相关性最高(r成熟=r中龄=0.73,P0.05)且二者存在指数关系(R2成熟=0.60,R2中龄=0.56)。土壤温度是影响该区域土壤C排放变化的主要环境驱动因子。在IPCC不同气候情景下(B1,A1B和A2),成熟林土壤C排放量将比基准情景分别高出15%、25%和31%;中龄林土壤C排放量将比基准情景高13%、21%和27%。该研究可为变化环境下中国西南山区碳平衡估算提供数据基础和参考依据。     

土壤水分对包膜尿素养分释放特性的影响

试验采用土壤培养的方法,以释放期分别为60 d(肥料A)和90 d(肥料B)的两种肥料作为供试肥料,研究了土壤绝对含水量、干湿交替、相对含水量和水势因素对3种土壤中包膜尿素养分释放特性的影响。结果表明:在3种土壤中,土壤绝对含水量从50 g/kg增到200 g/kg时,包膜尿素养分释放率均随土壤水分含量的增加而显著增加,此时水分因素是控制包膜尿素养分释放的主要因素。在干湿交替条件下,两种供试肥料间释放率的差异变大,其中肥料B在潮土中释放速率较其他两种土壤中下降更多。当相对含水量在0%~50%田间持水量范围内,或水势在60~100k Pa范围内时,供试肥料在红壤中的释放显著低于潮土和水稻土,这与红壤中黏粒含量高有关;当相对含水量大于100%田间持水量时,或水势低于60 k Pa时,土壤水分和土壤类型对包膜尿素养分释放的影响基本不再显著。常用的Sugihara方程可以较好地拟合包膜尿素在试验设定水分条件下的养分释放特性,相关系数r0.95。3种不同土壤水分参数均可以用来预测包膜尿素的释放率和释放期,其中水势(x)与包膜尿素释放期(y)的拟合效果最好,关系式为y=64.79e~(0.0066x),r=0.91。