采伐对蛟河阔叶红松混交林土壤呼吸的影响

为分析不同采伐强度下土壤呼吸速率的差异及土壤温湿度对土壤呼吸速率的影响,于2013—2015年5—10月,在吉林省蛟河红松阔叶混交林地表无雪期间,使用LI-8100土壤CO2全自动通量测量仪器测量定不同采伐强度土壤呼吸速率及土深5 cm处温、湿度,采伐强度分别为:对照0%、轻度采伐15%、中度采伐25%、重度采伐50%。结果表明:采伐使土壤温度增加、土壤湿度降低。不同采伐强度处理样地的土壤呼吸速率值均显著大于对照样地,在研究的第1年与第2年,轻度采伐与重度采伐样地的土壤呼吸速率之间无显著差异(P>, 0.05),而中度采伐样地的土壤呼吸速率要显著高于轻度采伐处理和重度采伐处理的土壤呼吸速率(P<, 0.05)。在研究的第3年各采伐强度处理的土壤呼吸速率之间差异均不显著(P>, 0.05)。不同采伐强度样地的土壤呼吸与土壤温度之间均呈显著指数相关(P<, 0.001),但与土壤湿度之间相关关系不显著(P>, 0.05)。土壤温度和土壤湿度的双变量复合模型能够更好地解释土壤呼吸速率变化,决定系数R值为45%~74%。各采伐强度处理的土壤呼吸的温度敏感系数Q10值表现为中度采伐>, 重度采伐>, 轻度采伐=对照。在实践生产中,为减小采伐后林地土壤CO2的呼吸量,应采用低强度的采伐作业。      

不同采伐强度对辽东栎林幼苗更新的影响

为说明不同采伐强度对黄土高原南部辽东栎林幼苗更新的影响,以黄龙山林区蔡家川林场辽东栎群落为研究对象,未采伐为对照,对经过5 a恢复后,皆伐、间伐30%、间伐15%3种采伐强度的辽东栎林地内实生和萌生幼苗生长情况进行了调查。结果表明:不同采伐强度后的实生、萌生幼苗数量、幼苗生长状况、林地生长指标均与未采伐林地有差异;经过间伐30%的林地,其幼苗个体平均基径、高度、冠幅、叶面积、土壤养分、水分等指标均有显著增加;间伐15%林地上述指标均有增加;皆伐后的林地相对未采伐林地,萌生苗数量增加,实生苗数量减少,土壤养分、水分等指标降低。间伐与皆伐措施后比较,间伐措施的林地辽东栎实生幼苗数量多,个体发育良好,土壤养分水分相对较高;皆伐措施的辽东栎建群种萌生幼苗数量多,但土壤水分养分下降。未来该地区辽东栎林经营管理中,应以近自然采伐为主,尽量减少对灌草层破坏,完善群落复层结构;间伐强度拟定为30%,郁闭度应控制在0.5~0.7,并尽量间伐劣质木、病虫木,促进群落向异龄方向发展。     

Meta分析在采伐对森林土壤可溶性有机碳浓度影响中的应用

【目的】探究采伐对森林DOC浓度的影响以及Meta分析在生态学领域的实用价值.【方法】采用Meta分析方法,将近年来发表的25篇相关文献中的93个试验样本的研究数据进行收集、整合、分析.【结果】采伐使得阔叶林土壤以及表层土壤DOC浓度显著增加,并且当采伐强度小于30%和采伐后只收获树干时,土壤DOC浓度也显著增加;采伐后时间越长对土壤DOC浓度的影响越大.【结论】森林土壤DOC浓度的变化幅度与植被类型、土壤深度、采伐强度、残留物管理和采伐后时间相关联,Meta分析法是一种适宜于解决时间、空间跨度大的生态学问题的有效方法.     

紫色土丘陵区不同类型林地土壤呼吸特征

采用动态—密闭气室法(LI—6400—09)对紫色土丘陵区3种典型林地土壤呼吸速率进行了连续测定。结果表明:3种供试林地(柏树林、青冈林、桤木林)土壤呼吸速率呈明显的季节变化,并随地下5cm处土温呈相同趋势的多峰波动。青冈(Quercus glauca)、柏树(Cypresses funebris)、桤木(Alder cremastogyne)林地平均土壤呼吸速率分别为135.5、150.8、189.5mg·m-2·h-1,土壤呼吸速率呈桤木>柏树>青冈的趋势。土壤呼吸速率日变化随当日气温先升后降而表现为先增后减的趋势。温度是土壤呼吸的主要影响因子,3种林地(有枯枝落叶覆盖)土壤呼吸速率与地下5cm处土壤温度之间具有极显著的指数相关关系,R2分别为:R2柏树=0.6838;R2青冈=0.6645;R2桤=0.5982。柏树和桤木林地枯枝落叶的存在促进了林地土壤呼吸速率的增长,而青冈林地枯枝落叶对土壤呼吸有抑制作用,表现出一定的屏蔽作用,这种作用随着观测天数的增加而减弱。     

不同抚育强度对辽东栎林幼苗更新的影响

为说明不同抚育强度对黄土高原南部辽东栎林幼苗更新的影响,本文以黄龙山林区蔡家川林场辽东栎群落为研究对象,未采伐为对照,对经过5年恢复后,皆伐、间伐30%、间伐15%三种抚育强度的辽东栎林地,实生和萌生幼苗生长情况进行了调查。结果表明:不同抚育强度后的实生、萌生幼苗数量、幼苗生长状况、林地生态指标均与未采伐林地有差异;经过间伐30%的林地,其幼苗个体平均基径、高度、冠幅、叶面积、土壤养分、水分等指标均有显著增加;间伐15%林地上述指标均有增加;皆伐后的林地相对未采伐林地,萌生苗数量增加,实生苗数量减少,土壤养分、水分等指标降低。间伐与皆伐措施后比较,间伐措施的林地辽东栎实生幼苗数量多,个体发育良好,土壤养分水分相对较高;皆伐措施的辽东栎建群种萌生幼苗数量多,但土壤水分养分下降。未来该地区辽东栎林经营管理中,应以近自然抚育为主,尽量减少对灌草层破坏,完善群落复层结构;间伐强度拟定为30%,尽量间伐劣质木、病虫木,促进群落向异龄方向发展。     

黄土高原退耕坡地不同类型林分土壤生物学活性的研究

选取黄土高原退耕还林树种紫穗槐、油松、侧柏、新疆杨、刺槐和柠条为研究对象,以撂荒坡地为对照,分别测定不同林地土壤微生物量碳、土壤呼吸速率以及土壤酶活性,并通过计算土壤生物学活性综合指数比较不同类型林分土壤生物学活性差异。结果表明,0~60cm各土层中不同林地土壤微生物量碳、呼吸速率和酶活性均较对照显著提高。0~20cm和20~40cm土层,刺槐林地土壤呼吸速率、脲酶和碱性磷酸酶活性均高于其他林地,柠条林地土壤过氧化氢酶和蔗糖酶活性呈现最大值,而土壤微生物量碳分别以刺槐和紫穗槐林地最大;40~60cm土层,刺槐林地土壤呼吸速率和脲酶活性均显著高于其他林地,而土壤微生物量碳、过氧化氢酶和蔗糖酶活性均以柠条林地最大,各林地与对照之间的土壤碱性磷酸酶活性差异不显著(p0.05)。土壤生物学活性综合指数表现为柠条刺槐油松侧柏紫穗槐新疆杨对照。在黄土退耕坡地营造人工水保林能够有效提高土壤生物量碳、呼吸速率和酶活性,从土壤生物学活性角度考虑,柠条和刺槐可作为试验区退耕还林的优先选择树种。     

准噶尔盆地南缘两种土地利用方式土壤呼吸特征

在准噶尔盆地南缘利用Li-8100开路式土壤碳通量测量系统观测防护林地和农地土壤呼吸速率,同时观测土壤温湿度及近地面气温,分析温湿度对土壤呼吸速率的影响.结果表明,农地土壤呼吸速率显著高于防护林地(P<0.01);两者土壤呼吸速率日变化和季节变化均表现为单峰曲线,日变化最高值出现在12:00-14:00,防护林地在6月...     

沿海沙地不同林地土壤呼吸·总硝化·反硝化速率季节变化

[目的]研究沿海沙地不同林地土壤呼吸、总硝化、反硝化速率季节变化,以了解和掌握沿海沙地土壤碳氮动态变化。[方法]应用气压过程分离( Barometric process separation,BaPS)技术对福建漳州东山县竹林地、湿地松林地、木麻黄林地、桉树林地的土壤呼吸速率、总硝化速率、反硝化速率季节动态变化进行研究。[结果]不同林地土壤呼吸速率、总硝化速率、反硝化速率季节变化趋势不同,温度与土壤呼吸速率、总硝化速率、反硝化速率呈显著性相关,pH、含水率对不同林地土壤呼吸速率、总硝化速率、反硝化速率影响程度不同。[结论]不同林地土壤的呼吸作用、硝化作用、反硝化作用相互影响,程度各不相同。     

采伐对东北温带次生林土壤氮矿化的长期影响

为了解采伐干扰对东北温带次生林土壤氮矿化的长期影响,对黑龙江省帽儿山地区经过不同强度采伐(皆伐后造林、50%强度采伐、25%强度采伐、对照)处理后8 a的次生杂木林为研究对象,采用离子交换树脂芯法测定了生长季不同采伐强度下次生林0~10 cm土层土壤净氮矿化速率和净硝化速率的变化。结果表明:各处理土壤净氮矿化速率和净硝化速率平均值均差异不显著。各处理土壤净氮矿化速率与土壤温度和土壤含水量均呈显著正相关(P0.01)。不同处理间土壤温度、含水量和有机碳质量分数均无显著差异,这是导致各采伐处理间土壤净氮矿化速率和净硝化速率与对照无显著差异的主要原因。此外,各采伐处理土壤硝态氮平均质量分数与对照亦无显著差异,但皆伐后造林处理土壤铵态氮平均质量分数显著低于其它处理,这可能是由于皆伐后营造的落叶松(Larix gmelini)偏好吸收铵态氮所致。次生林土壤无机氮主要以硝态氮为主,硝态氮占无机氮的比例为49.25%~81.52%,但是各处理间差异不显著。上述结果表明采伐干扰后8 a,东北温带次生杂木林的土壤氮素流失风险已明显降低。     

杉木人工林林地土壤呼吸研究

采用CID-301PS光合测定仪,对20年生杉木人工林林地土壤的CO2排放动态进行了观测,结果表明,杉木林地土壤呼吸速率表现出明显的季节和日变化规律。其季节变化规律为:从1~7月份随温度呈上升的趋势,在7月达年呼吸速率(CO2)的最大值,为1.466μmol/(m2.s),8~12月呈逐渐递减的趋势,并且季节变化明显;日变化规律呈现出单峰曲线,最高峰出现在16:00~18:00。分析了林地土壤呼吸速率与环境因子的关系,指出林地土壤呼吸速率与进入土壤呼吸室的CO2浓度呈显著负相关,说明空气中CO2浓度的升高,将在一定程度上抑制土壤呼吸。同时得出杉木林地土壤呼吸速率与地下5cm温度呈显著正相关,建立了土壤呼吸速率与温度的回归方程,计算出杉木林地土壤的年呼吸量(CO2)为10.517t/(hm2.a)。     

三峡库区马尾松林土壤呼吸的空间变异特征

基于对三峡库区秭归县典型马尾松林样地土壤呼吸速率的测定,采用传统统计方法与地统计学方法,对样地尺度下土壤呼吸空间变异特征进行研究,并分析研究地土壤理化性质、微生物量、细根生物量等因子对土壤呼吸的空间异质性的影响。结果表明:三峡库区马尾松林土壤呼吸时间异质性明显,土壤温度是导致季节动态的主要因子。各季节土壤呼吸空间变异系数在32.6%~46.3%之间,属于中等变异。不同季节土壤呼吸均具有良好的空间自相关特征,并表现出明显的斑块分布格局,可由球状模型和指数模型拟合。在样地水平上,土壤速效氮含量、土壤孔隙度和细根生物量是导致土壤呼吸空间异质性的主导因子。     

不同种桉树人工林土壤呼吸速率时空动态及其影响要素

为研究不同种桉树Eucalyptus人工林土壤呼吸速率时空变异特征及其影响要素,估算桉树人工林土壤碳排放通量,测定2016年3月-2017年2月时段内5个不同种桉树林及1个湿加松Pinus elliottii×caribaea林土壤呼吸速率,分析桉树人工林土壤呼吸速率时空变化及其与影响要素的相关关系。结果表明:6个林分土壤呼吸速率时间变化明显,均呈单峰曲线格局;土壤呼吸速率与表层土壤温度符合指数模型,与平均体积含水率符合二次多项式模型（P < 0.001）,土壤呼吸速率时间变化受土壤温度和体积含水率共同驱动,温、湿度双因素模型可以解释土壤呼吸速率44.8%~83.9%的变异。土壤呼吸速率的空间变异主要受表层土壤容重、叶面积指数、总孔隙度和非毛管孔隙度的影响,相关性均为极显著（P < 0.01）;土壤表面二氧化碳累积通量还受到土壤表层有机碳密度影响,相关性显著（P < 0.05）。尾叶桉E. urophylla林和托里桉E. torelliana林的土壤呼吸速率年均值及土壤表面碳排放年累积通量均显著大于其他林分（P < 0.05）,两者之间差异不显著。     

森林土壤呼吸空间格局的研究现状

介绍了国内外关于土壤呼吸空间格局的研究现状,多数研究结果发现森林土壤呼吸空间格局的日间变化基本保持一致,另外土壤呼吸空间格局的日变化和生长季节的月变化同样保持稳定。但是,由于生长季与非生长季的各种环境因子差异较大,导致生长季和非生长季的土壤呼吸空间格局有较大差异。另外,土壤呼吸空间格局经过环境扰动影响(如火烧及土壤干旱)后会发生显著的变化。最后对今后森林土壤呼吸空间格局研究方向进行了展望。     

农田生态系统土壤CO2释放研究

采用静态箱和气相色谱法,对不同施肥条件(CK,NP,秸秆+NP)下的土壤呼吸进行了连续1年的观测研究。结果表明,土娄土农田土壤的呼吸速率呈明显的季节性变化,以7月上旬最大,冬季最小;土壤温度是影响土壤呼吸速率的主要因素,二者间存在极显著的幂函数相关关系(P<0.01);长时期夏季干旱造成的土壤水分胁迫也明显影响土壤呼吸速率;CK,NP和秸秆+NP3种培肥措施下,土壤CO2年排放量估计值分别为1353,1604和1769g/m2;不同培肥措施长期实施对土壤呼吸速率和CO2释放量有明显影响,其大小顺序为秸秆+NP>NP>CK。     

准噶尔盆地荒漠-绿洲过渡区土壤呼吸特征

【目的】研究干旱区典型山盆结构下不同土地利用方式的土壤呼吸特征,为干旱区碳过程阐明提供数据支持。【方法】通过LI-8100碳通量测定系统对西北干旱区典型荒漠-绿洲过渡带的自然植被和人工作物覆盖下的土壤呼吸进行两个植物生长时期的监测。【结果】不同植被覆盖条件的土壤呼吸日变化均呈单峰曲线,且日呼吸速率最高值出现在14:00～16:00,最低值出现在02:00～04:00;植物花期的土壤呼吸速率平均值明显高于凋败期;土壤0～5、5～10、10～20 cm温度日变化与土壤呼吸速率变化趋势极为接近。【结论】不同土地利用/覆盖下土壤呼吸特征差异性明显,土壤温度是影响土壤呼吸的关键因子。     

松嫩平原盐碱草地土壤种子库小尺度格局研究

用样线法、调查法、幼苗萌发法研究松嫩平原盐碱草地种子库在小尺度空间范围的水平分布格局。结果表明：①土壤种子库的密度为（1179．27±917．78）粒/m2,其中有757株植物幼苗,单子叶42．93％,双子叶57．07％,隶属15个科,23个属,37个种。②土壤种子库Shannon—Wiener指数H、Simpson指数、Margalet丰富度指数R、Pielou均匀度指数的范围分别为：1．42～2．03、0．70～0．78、1．50～3．33、0．77～0．89。选取出现频数较高的8个物种进行空间格局分析,离散系数的分析表明,只有苣荬菜在样方18显示出聚集分布,其他情况均为随机分布。Lloyd平均拥挤指数分析显示,繁缕、红足蒿、全叶马兰、寸草在该地区为聚集分布,而苣荬菜、碱蓬、稗草、羊草为随机分布。此外,在试验的取样间距（1m）前提下,8个物种在18个样方的空间相关性差别较大,8个物种在多数样方中显示空间负相关,表现正相关性的样方较少。     

天山北坡典型草地土壤呼吸特征及其对环境因子的响应

为揭示天山北坡不同类型草地的土壤呼吸规律,采用土壤碳通量测量系统LI-840A对天山北坡荒漠草原和灌丛草甸土壤呼吸（soil respiration,R_s）日变化和季节动态进行监测,并利用多元回归模型分析温度和水分对草地土壤呼吸的协同影响。结果表明,2种草地类型生长季土壤呼吸速率均表现为日间先增高后降低,夜间较平缓的日变化趋势,日最大排放速率出现在12:00—16:00,最小值出现在6:00—7:00左右;灌丛草甸生长季各个月份的土壤呼吸速率均高于荒漠草原。2种草地类型土壤呼吸速率与温度均呈指数相关;土壤含水量与灌丛草甸土壤呼吸速率的相关性高于与荒漠草原土壤呼吸速率的相关性;土壤呼吸速率受5 cm土壤温度（T）和5 cm土壤含水量（W）的影响显著,荒漠草原土壤呼吸速率与二者之间满足最佳拟合模型R_s=130.515e^0.031TW^2.513,灌丛草甸满足最佳拟合模型R_s =-1.290+0.010T+28.007W+1.199TW。研究结果揭示了荒漠草原和灌丛草甸土壤呼吸的变化规律,为天山北坡草地碳循环研究提供基础数据和理论支持。     

荒漠生态系统土壤呼吸速率对环境因子的响应

为探明环境因子与土壤碳释放之间的关系,利用LI-8100土壤碳通量自动测定仪监测塔里木河下游典型断面的荒漠河岸林群落土壤呼吸的变化动态,并同步观测植被盖度、地下水位、土壤特性及温度等相关因子的变化,分析其与土壤的关系。结果表明:1)在同一温度范围条件下,虽然土壤呼吸对温度变化有所响应,但温度不再是土壤呼吸作用的主要限制因子,根系和土壤微生物的生命活动很容易受到其他因素的影响和制约;2)监测区地下水对土壤呼吸速率存在一定的影响,地下水位越高土壤呼吸速率越小,地下水位越低土壤呼吸速率越大;3)植被盖度与地下水同时作用于土壤呼吸过程;4)在地下水的影响下土壤特性对土壤呼吸过程也存在影响。