水保措施对红壤坡地柑橘林土壤呼吸及其水热因子的影响

[目的]探讨不同水土保持措施对红壤坡地柑橘林土壤呼吸的影响,为科学评价水土保持生态建设在应对气候变化方面的作用提供基础数据。[方法]采用试验观测和对比分析的方法研究横坡间作+等高草带、横坡间作、顺坡间作和清耕对照4种处理对柑橘林土壤呼吸速率的动态变化及其对土壤温度、土壤水分的响应。[结果]4个不同处理的柑橘林土壤呼吸速率均呈明显的单峰曲线变化,峰值出现在7月;各处理的土壤呼吸速率季节动态变化一致,采取横坡间作+等高草带和横坡间作两种水保措施均一定程度上增加了土壤呼吸速率;土壤呼吸速率与土壤温度呈显著正相关;横坡间作+等高草带和横坡间作处理的土壤呼吸的温度敏感性指数Q10较柑橘清耕和顺坡间作处理Q10值略有增加。[结论]红壤柑橘林采取水土保持措施后,土壤呼吸速率增强,且其对温度的响应增加。     

不同覆盖条件下旱作农田土壤呼吸及其影响因素

利用田间试验研究了不同覆盖条件下旱作农田冬小麦土壤呼吸及其水热状况。设4个处理,即无覆盖处理（CK）、 小麦全年 4500 kg/hm2秸秆覆盖（M4500）、 9000 kg/hm2秸秆覆盖（M9000）和地膜覆盖（PM）。结果表明, 土壤呼吸在作物生育期呈单峰曲线变化,PM 处理峰值出现在拔节期,其余处理推迟至抽穗期; CK、 M4500、 M9000、 PM处理呼吸速率均值分别为CO2 1.54、 1.44、 1.45、 1.75 mol /(m2s),其中PM与CK处理差异显著（P0.05）; 生育期内土壤呼吸温度敏感性（Q10值）在1.86~2.39之间; 土壤温度低于5℃时,Q10值较高,而当土温高于5℃时,土壤呼吸的温度控制作用较弱; 土壤水分对土壤呼吸的限制作用不大。多元线性回归分析表明,05cm土层温度和水分形成的双因子模型可以更好地解释土壤呼吸速率变异,各处理的决定系数分别为CK 0.827、 M4500 0.816、 M9000 0.896、 PM 0.729（P0.01）。     

喀斯特峡谷不同植被类型土壤的呼吸及其温度敏感性

[目的]了解喀斯特地区植被恢复对土壤碳释放的影响,为精确估计区域土壤碳收支变化提供参考。[方法]以喀斯特峡谷地区典型植被类型(草地、稀灌草丛、灌丛和乔木林地)为研究对象,采用Li-8100便携式土壤呼吸仪对其土壤呼吸、土壤温度和土壤水分进行定位连续观测,系统研究土壤温度(T)和土壤湿度(W)对土壤呼吸速率(Rs)的影响。[结果](1)草地、稀灌草丛、灌丛和乔木林4种植被类型土壤呼吸均呈单峰型季节动态,土壤呼吸速率的最大值均出现在夏季,最小值出现在冬季,其土壤呼吸速率变化范围分别为0.73~1.21,1.20~1.48,1.54~2.41,1.86~2.95μmol/(m2·s);观测期内,土壤呼吸速率均值分别为1.65,2.76,2.45,3.43μmol/(m2·s)。(2)土壤温度是影响土壤呼吸速率的主导因素,单因素指数模型显示土壤温度对土壤呼吸速率变化的解释能力为72.37%;三次项模型表明土壤水分的贡献率为43.9%。双因素关系模型较好地反映了土壤温度、湿度对土壤呼吸的影响,二者可共同解释土壤呼吸变化的81.5%~91.2%。(3)土壤呼吸的温度敏感性指数Q10值与土壤温度和湿度均呈显著负相关(p0.05)。[结论]4种植被类型土壤呼吸及其温度敏感性同时受土壤温度和水分影响,当土壤含水量过低或过高时,土壤温度的主导作用相对减弱,土壤湿度的影响作用加强。     

地表凋落物对油松、沙棘人工林土壤呼吸的影响

通过对黄土丘陵区油松、沙棘人工林自然组(含凋落物)和去凋组(不含凋落物)土壤呼吸、5cm土壤温度和含水量的监测,研究地表凋落物对土壤呼吸的影响。在两种林分内分别设置20m×20m样地,样地内随机设置5个观测点,于2015年6月到2016年5月使用LI-8100系统进行监测。结果表明:(1)自然组油松林和沙棘林土壤呼吸季节动态及日动态均表现为单峰型变化曲线,沙棘土壤呼吸年均值[2.10μmol/(m~2·s)]显著高于油松[1.56μmol/(m~2·s),p0.05];去除凋落物后,两种林分土壤呼吸与自然组具有相似的季节及日动态特征,但土壤呼吸年均值不存在显著性差异。(2)沙棘林自然组土壤呼吸年均值显著高于去凋组[1.58μmol/(m~2·s),p0.05],凋落物呼吸对土壤总呼吸的贡献率为15.81%;油松林自然组与去凋组土壤呼吸年均值差异不显著,凋落物呼吸对土壤总呼吸的贡献率仅为1.61%。(3)自然组和去凋组中油松、沙棘林土壤呼吸与温度均存在显著指数关系(p0.05),与含水量则存在显著线性负相关关系(p0.05);两组处理土壤温度和含水量对土壤呼吸的单独解释量均较低(0.05%~37.82%),土壤呼吸主要受到温度和含水量共同作用的影响(8.01%~66.44%)。地表凋落物显著提高了沙棘林土壤呼吸的Q10和土壤呼吸量,但仅显著提高了油松林的Q10,对土壤呼吸量并未显著增加。油松林作为黄土丘陵区水土保持及生态恢复的造林树种更有利于该地区林地碳汇功能的提升。     

水分对苹果园土壤呼吸季节性与年际变化的影响

[目的]了解果园土壤呼吸的季节和年际变化及其影响因素,为退耕还果条件下黄土高原地区土壤碳源汇功能变化研究提供依据。[方法]在长武农田生态系统国家野外站,以盛产期果园为对象,利用土壤碳通量监测系统(Li-COR,Lincoln,NE,USA)连续3 a原位监测了土壤呼吸、土壤水分和温度变化,分析了土壤呼吸的季节性和年际间的变化及其与水分、温度变化之间的关系。[结果]土壤呼吸具有明显的季节和年际变异特征:最高值出现在雨季(7—9月),3 a分别为3.14,3.98,4.71μmol/(m~2·s),最低值出现在11月后,3 a依次为0.99,0.88,0.69μmol/(m~2·s);年际间累积呼吸量变异约21%。土壤呼吸与温度呈显著指数关系,而不同水分状况下土壤呼吸及温度敏感性(Q_(10))不同,当土壤水分含量11.12%时,土壤呼吸为2.01μmol/(m~2·s),当土壤含水量变化于11.12%～23.63%之间时,土壤呼吸为2.24μmol/(m~2·s),当土壤含水量23.63%时,土壤呼吸则为1.38μmol/(m~2·s);相应地不同水分条件下Q_(10)值分别为1.57,1.63和1.38。[结论]土壤水分显著影响黄土区苹果园土壤呼吸和Q_(10),研究结果为黄土区果园生态系统碳汇功能的估算提供了依据。     

滩地人工杨树林土壤呼吸变化规律与环境因子的关系研究

为揭示滩地人工杨树林土壤呼吸特征及其与环境因子的关系,采用红外气体分析（IRGA）法对滩地人工杨树林土壤CO2释放量进行测定,分析温度、水分、林下植被结构等因素对林地土壤呼吸日变化动态的影响。结果表明：滩地人工杨树林生态系统土壤呼吸日动态变化呈单峰曲线,在11：00-13：00达到最大值。土壤呼吸速率大小的排列顺序为：2006年6月〉2005年10月〉2006年3月〉2006年10月。日均土壤呼吸速率为2.29±0.75μmol/（m2.s）（P〈0.05,n=13）,变异系数为54.40%。土壤呼吸对地表温度的敏感性大于对地下5cm处温度的敏感性。土壤呼吸温度敏感性指标Q10值为1.28±0.79（P〈0.05,n=13）,低于不包括湿地在内的全球尺度水平。土壤水分与土壤呼吸相关性差,不是滩地林地土壤CO2释放量的限制因子。林下植被亦是影响土壤呼吸速率的一个重要因素。     

重庆缙云山3种林型土壤呼吸及其影响因子

2011年1～12月,采用LI-Cor 8100开路式土壤碳通量测量系统对重庆缙云山保护区3种主要林分类型(针阔混交林、常绿阔叶林和毛竹林)的土壤呼吸速率和林内气温、土壤温度和湿度进行了野外观测。结果表明:针阔混交林、常绿阔叶林和毛竹林的土壤呼吸碳通量分别为654.70、1008.37和910.64 g C m-2a-1;3种林型土壤呼吸速率均呈现显著的季节性变化,且夏季>秋季>春季>冬季,最大值出现在7月,最小值出现在1月;3种林型土壤呼吸速率全年平均值分别为1.73、2.66和2.40μmol m-2s-1;3种林型土壤呼吸速率均与林内气温存在显著正相关关系(P<0.05),且与5 cm土壤温度均存在极显著的指数正相关(P<0.05);与5 cm土壤含水量的相关性不显著(P>0.05),但土壤含水量较低而温度较高时,较低的土壤含水量对呼吸速率具有一定抑制作用;3种林型的土壤呼吸对温度的敏感系数(Q10值)存在差异,全年表现为毛竹林(2.44)>针阔混交林(1.76)>常绿阔叶林(1.72),同时均表现显著的季节差异。     

滨海防护林土壤CO2排放和土壤因子对计划火烧的响应

为研究林火对滨海沙地森林生态系统碳循环的干扰作用,以尾巨桉防护林(Eucalyptus urophylla×Eucalyptus grandis)和木麻黄防护林(Casuarina equisetifolia)为研究对象,利用LI-8100土壤CO₂通量全自动测量系统测定不同防护林火烧迹地和对照样地的土壤CO₂通量,同时测定样地内土壤温湿度和土壤pH、全量碳氮和矿质氮含量,并分析不同林地土壤CO₂通量与水热因子关系以及土壤理化特性的变化。结果表明：2种防护林火烧迹地土壤CO₂通量均显著低于对照样地,尾巨桉林火烧迹地和对照样地土壤CO₂通量月平均值分别为2.47,3.32μmol/(m²·s),木麻黄林分别为2.48,3.28μmol/(m²·s)。林火干扰后2种防护林土壤温度和湿度均高于对照样地,在指数函数模型中尾巨桉林和木麻黄林10 cm处土壤温度解释土壤总呼吸的10.4%～21.4%,在二项式函数模型中尾巨桉林和木麻黄林10 cm...     

不同耕作措施对旱作春玉米农田土壤呼吸影响的研究——土壤温度对土壤呼吸速率的影响

以山西省寿阳县长期耕作试验为基础,采用碱吸收法研究不同耕作土壤呼吸,结果表明,在中国北方旱作玉米地不同耕作土壤呼吸速率动态变化趋势皆与土壤温度季节变化规律一样,呈单峰抛物线型,峰值出现在7月上旬,达C 1 253 mg/(m2·d);不同时期土壤呼吸速率均值,少耕为C 650 mg/(m2·d)和免耕为C 658 mg/(m2·d),分别比传统耕作C 649 mg/(m2·d)高0.1%和1.4%;不同耕作下土壤呼吸速率与土壤温度均呈显著正相关,免耕>传统耕作>少耕;免耕能显著增加土壤呼吸温度敏感性,免耕Q10值为2.26,比传统耕作高出40.1%,与少耕Q10值1.41相比则降低12.6%;15 cm和10 cm土层Q10均值分别为2.05和1.98,比 5 cm 土层Q10值分别显著高出64.7%和59.1%.可以看出,耕作措施改变土壤温度是影响旱作农田CO2排放的重要因素.     

重庆缙云山 4 种典型林分生长季土壤呼吸特征及其与环境因子的关系

2012年4-8月,采用LI-8100开路式土壤碳通量测量系统对重庆缙云山4种典型林分（常绿阔叶林、竹林、针阔混交林和针叶林）的土壤呼吸速率进行测定,并同步测定5和10 cm土壤温度、湿度及pH值,分析4种林分土壤呼吸变化特征及其与环境因子的关系.结果表明：1）4种典型林分土壤呼吸日变化规律不同,5月、7月针阔混交林和针叶林土壤呼吸速率日波动幅度大于常绿阔叶林和竹林;2）各林分土壤呼吸速率均表现出4-7月升高而7-8月降低的月变化规律;3）土壤呼吸速率与5 cm、10 cm土壤温度均呈指数关系,常绿阔叶林的温度敏感性（5 cmQ10=2.054,10cm Q10=2.117）大于其他3种林分;4）常绿阔叶林土壤呼吸速率与土壤湿度无显著相关性,而对其他林分呈二次相关关系;5）常绿阔叶林的土壤呼吸与5 cm、10 cm土壤pH值显著相关,竹林的土壤呼吸仅与5 cm土壤pH值显著相关,其他林分未表现出显著相关关系.     

密云水库周边板栗林下不同水土保持措施效益评价

为探究密云水库周边板栗林下的土壤侵蚀规律以及适合于当地板栗林下的水土保持措施,选取发生于2021年8月的10次降雨事件作为研究样本,通过对比不同水土保持措施配置下产流产沙对降雨因子的响应,采用径流小区法对不同水保措施配置模式的水土保持效益进行了评价,进而筛选出水土保持效果更好的水土保持措施。结果表明:(1)在仅布设植被措施的条件下,减轻地表径流及泥沙运移作用最大的植被类型为卷柏,其次为自然坡面。(2)在同时布设植被措施与工程措施的条件下,工程措施相同、植被措施不同时,自然坡面减流减沙效果最好。工程措施不同、植被措施相同时,减流效果最好的为鱼鳞坑。(3)马齿苋+鱼鳞坑、自然坡面+鱼鳞坑的水土保持效益最佳。(4)对产流产沙量影响最大的因子为降雨量,其与径流量、泥沙量的相关系数分别为0.533,0.557(p<0.01)。由此可知,进行密云水库板栗林水土保持工作时,可优先种植卷柏、布设鱼鳞坑,或布设马齿苋+鱼鳞坑、自然坡面+鱼鳞坑等水土保持措施。     

官厅水库上游水土保持措施的减水减沙效益

采用北京延庆上辛庄径流试验站的裸地鱼鳞坑、侧柏鱼鳞坑、裸地水平条、板栗水平条、板栗树盘和休闲地坡面径流试验小区2001—2006年58次降雨的径流泥沙资料,分析北京山区官厅水库上游常用水土保持措施的减水减沙效益和水土保持措施因子值。研究结果表明：裸地鱼鳞坑、侧柏鱼鳞坑、裸地水平条、板栗水平条、板栗树盘的多年平均减水效益超过60％,减沙效益超过90％;鱼鳞坑、水平条和树盘的多年平均工程措施因子值分别为0．08、0．09和0．10,侧柏和板栗的多年平均生物措施因子值分别为0．41和0．48,且降雨量对水土保持措施的减水减沙效益以及水土保持措施因子值都存在明显影响。研究结果可为官厅水库上游地区．土壤侵蚀防治效益定量评价和水土资源管理提供重要参考。     

板栗林地水土保持截水工程措施对土壤特性的影响

通过采集浙江省安吉县2种典型板栗林不同坡面位置表层土壤样品,分析有无截水工程措施板栗林土壤特性之间的差异.结果表明：坡面截水工程措施对板栗林沟间坡面土壤性质没有明显的改善作用,其土壤有机质、速效钾和有效磷质量分数分别比无措施板栗林低5.88％、6.68％和33.54％,砂粒质量分数比无措施板栗林高10.57％.板栗林侵蚀地坡度的急剧变化导致坡面不同位置土壤养分和土壤颗粒组成的明显变化,2种板栗林坡度增加段土壤养分质量分数低,土壤砂粒质量分数相对较高;而坡面截水工程措施使得坡面土壤颗粒组成相对稳定,但要改善林地土壤肥力还必须与其他水土保持措施相结合.     

黑土区不同耕作措施的水土保持效益

为了探求黑土区坡耕地水土流失的有效防治措施,以吉林省伊通县毯子房小流域为典型试验研究区,采用野外观测与室内实验相结合的方法,对留茬、轮作和秸秆还田3种不同耕作措施下黑土区坡耕地的水土保持效益进行研究与分析。结果表明:1)对照处理产生径流量和泥沙量最大,秸秆还田产生侵蚀量最小,留茬、轮作和秸秆还田比对照处理径流量减少36.4%～66.7%,泥沙量减少75.2%～86.4%;2)与对照相比,留茬、轮作和秸秆还田3种不同措施下冲刷泥沙中土壤有机质质量分数分别减少56.6%,62.8%和81.4%,全氮质量分数分别减少53.3%,60.0%和80.0%,全磷质量分数减少38.5%,61.5%和84.6%,且不同处理下3种土壤养分流失总量均比对照减少85%以上。     

板栗树种在中国水土流失区的分布及其环境因子

[目的] 在当前气候背景下预测板栗树种在中国的空间分布和生态特征,为板栗树种的合理引种、产业持续发展以及在水土流失地区的应用提供理论支撑。[方法] 基于261个分布点和40个环境变量,利用MaxEnt模型预测板栗树种的潜在地理分布并确定影响其分布的主要环境因子。通过对比国家级水土流失区和板栗树种的潜在分布确定其应用范围。[结果] 年均降水量、年平均温度、表层土壤酸碱度、平均日温差和温度季节变化方差5个环境变量对板栗树种适生区的分布贡献较大,累积贡献率在83%以上。同时板栗树种喜水怕涝,适合在酸性土壤中生长。潜在适生区面积总计为2.92×10⁶ km²,约占国土总面积的30.46%,其中高度适生区主要分布在四川省和云南省的东北部,湖北省、湖南省和江西省的大部分地区,陕西省、河南省、安徽省、浙江省和山东省的部分地区。中度适生区分布以高度适生区为中心向外扩展。[结论] 对比中国水土流失重点预防和重点治理区,除青藏地区、西北地区和东北地区不太适宜板栗树种的引种外,在其他水土流失区都可以考虑选择板栗树种作为水土保持的经济树种。基于MaxEnt模型的板栗树种潜在分布预测拓展了人们对板栗树种分布和生态特征的认识,同时为水土保持功能区的树种选择提供了科学依据。     

太行山区不同土地利用方式下土壤碳贮量的研究

通过实测对比分析了太行山区不同土地利用方式下土壤有机碳贮量的变化。研究结果表明：（1）不同土地利用方式下，土壤有机碳含量有明显差异，总的趋势是经济林（板栗林）〉水土保持林〉农田；（2）各种土地利用方式下，土壤有机碳和有机碳密度均随土壤深度增加呈现递减的趋势，但土地利用方式不同，其减少程度不同，农田土壤有机碳含量在土层深度上变化较小；（3）研究区域土壤总碳贮量为41573．67t，土壤碳贮量以经济林（板栗林）最大，达到了46．02％，水土保持林次之，而农田贡献最小，仅占5．43％。分析表明：土地利用方式对陆地生态系统碳贮量有明显影响，通过调整土地利用方式可以增加土地生态系统的碳贮量；经济林虽然人为干扰较为强烈，但由于人为投入较大，土壤碳贮量仍能保持较高的水平。     

河北太行山典型水土保持经济林枯落物持水特性

选取河北太行山区典型坡面经济林板栗、苹果与立地条件相近的荒坡的枯落物蓄积量与持水能力进行研究。结果表明:枯落物总蓄积量范围为6.62~15.83 t/hm²,表现为板栗林总蓄积量最大,荒坡总蓄积量最小。枯落物最大持水量变化范围为13.41~53.9t/hm²。板栗林有效拦蓄量可达42.23 t/hm²,在各林分中最大;荒坡有效拦蓄量为19.55 t/hm²,在各林分中最小。枯落物持水量、吸水速率均与浸泡时间呈相关关系,前者为对数关系（R>0.97）,后者为幂函数关系（R>0.98）。综合分析各林分枯落物层的持水能力,可知水土保持经济林持水能力远大于荒坡。     

闽北不同土地利用方式与不同降雨强度对水土流失的影响

运用径流小区法研究闽北不同土地利用方式与不同降雨强度对水土流失的影响.结果表明:1)不同土地利用方式年均径流量的大小顺序为裸露地＞柑橘园＞锥栗林＞杉木林,年均土壤流失量的大小顺序为裸露地＞锥栗林＞柑橘园＞杉木林;2)降雨强度对土壤流失量的影响高于对径流量的影响,不同土地利用方式的径流量及土壤流失量与各降雨强度指标呈显著性幂函数关系,但各指标的拟合相关程度不同;3)裸露地(对照)土壤流失量与I10的相关性最高,锥栗林的土壤流失量与Ⅰ30和Ⅰ60的相关性最好,柑橘园的土壤流失量与Ⅰ30的相关性最好,而杉木林的土壤流失量与降雨强度的相关性极弱;4)裸露地、锥栗林和柑橘园的径流量与Ⅰ60和Ⅰ30的相关性较好,杉木林的径流量与降雨强度的相关性极弱;5)各土地利用方式的径流量和土壤流失量与Ⅰave的相关性均很弱.     

红壤缓坡花生地不同水土保持措施效果分析

采用径流小区试验,以花生常规种植为对照,研究红壤荒坡花生地花生+草篱、花生+覆盖+草篱、花生+覆盖3种种植措施的水土保持效果.试验从4月份花生种植后开始测定,8月底花生收获结束.结果表明:1)3种种值措施地表径流量均随日降雨量的增大而增大;2)3种种植措施地表径流量、土壤侵蚀量均与对照差异显著(P＜0.01).表明,花...