免耕施肥条件下冬小麦季土壤呼吸速率及影响因素

基于连续8年的田间试验,研究分析了不同耕作施肥措施下冬小麦农田土壤呼吸的季节变化及影响因素。结果表明:不同耕作施肥处理可以显著影响土壤呼吸速率,与传统耕作相比,免耕覆盖处理显著降低了旱地农田土壤呼吸速率;而相同耕作处理下,增施有机肥会显著提高土壤呼吸速率,说明翻耕和增施有机肥均会促进土壤呼吸。冬小麦季土壤温度和水分是土壤呼吸的主要影响因素,其中土壤温度可以解释土壤呼吸变化的83.2%~93.7%,土壤水分可以解释44.0%~76.5%,土壤温度对土壤呼吸的影响大于土壤水分;土壤温度对土壤呼吸的影响程度因不同耕作施肥处理而异,翻耕和增施有机肥均会提高土壤呼吸的温度敏感性(Q_(10)),免耕覆盖条件下减小了土壤呼吸受温度的影响程度。     

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。     

橡胶林土壤呼吸速率及其与土壤温湿度的关系

利用Li-6400光合仪研究4 a、12 a和19 a橡胶林的土壤呼吸及其各组分(微生物呼吸、根系呼吸、凋落物呼吸)呼吸速率的日变化和年变化特征,探索土壤温度和湿度对土壤呼吸速率的影响。结果表明: 不同树龄橡胶林土壤呼吸速率在全天观测期间,出现最大值和最小值的时刻有很大差异,但在9:00~11:00时刻的测定值均接近日均值;在不同树龄橡胶林中各组分呼吸速率日变化大小虽不一致,但均表现为凋落物呼吸速率最小。4 a、12 a和19 a橡胶林土壤呼吸速率均有明显的月变化,月均值分别是2.45、2.63和2.96 μmol m-2 s-1;最大值出现在7月和8月,最小值出现在2月和3月;不同树龄橡胶林土壤呼吸速率月变化相互间差异不显著;土壤微生物呼吸占土壤呼吸的比例最高(为43.6%),根系呼吸次之(为36.1%),凋落物呼吸较小(为20.4%)。土壤呼吸速率与土壤温度之间具有显著的指数函数关系,但与土壤湿度的相关性不显著,从而得知海南橡胶林土壤温度与土壤呼吸速率有着密切的关系,土壤水分与土壤呼吸速率可能没有直接的关系。     

安太堡露天煤矿复垦区不同人工林土壤呼吸特征

[目的]探讨复垦模式对土壤呼吸作用的影响,同时为矿区复垦土地质量评价、复垦模式的筛选提供数据支撑。[方法]采用动态密闭气室红外CO2分析法对露天煤矿复垦区5块永久性样地土壤呼吸作用及其相关组分的日变化及季节动态进行跟踪测定。[结果]各样地土壤呼吸作用均呈现出明显的季节变化规律,但日变化趋势却各不相同。土壤呼吸速率日变化在5,9,10月份变幅较为平缓,6,7,8月份变幅较大,且在7,8月份达到最大值。去根系后,土壤温度及水分与未处理之间没有显著差异,但土壤呼吸速率值明显下降,下降幅度为19%~46%。土壤总呼吸速率和去根系土壤呼吸速率均与土壤温度、土壤水分、双因子呈幂或指数函数关系。[结论]刺槐纯林模式更有利于土壤的熟化与肥力的提高。     

夏玉米-冬小麦轮作期土壤呼吸的温度敏感性分析

研究土壤呼吸和温度敏感性(Q_(10))的季节变化对丰富农田土壤的碳循环理论具有重要理论和现实意义。采用动态密闭气室法于2018年6月-2019年6月连续监测北京夏玉米-冬小麦轮作期间农田土壤呼吸速率,研究不同作物生育期Q_(10)值和土壤呼吸变化特征,综合分析土壤温度和土壤含水率对土壤呼吸的影响。结果表明:日内尺度上不同作物生育期土壤呼吸变化均呈单峰型,对土壤温度昼夜变化的响应关系呈顺时针近椭圆曲线;Q_(10)具有明显的季节变化特征,夏玉米苗期、拔节-抽雄、开花-成熟3个时期Q_(10)分别为2.27、6.13、1.28,在整个夏玉米季,土壤体积含水率在19.52%～45.43%变化,水分解释了50%的土壤呼吸变化(P0.05),临界值土壤体积含水率为27.84%(田间持水量的83.83%),土壤温度只能解释夏玉米季土壤呼吸速率变化的3%(P0.05),Q_(10)为1.29。冬小麦出苗-分蘖期、越冬期、返青-拔节期、孕穗-抽穗期、开花-成熟期Q_(10)分别为4.17、8.41、6.57、2.53、1.92,与土壤温度呈显著负相关关系(P0.05),温度能够解释冬小麦季土壤呼吸变化的88%(P0.01),Q_(10)为2.50。在整个轮作周年,土壤温度和土壤含水率分别解释54%(P0.01)、28%(P0.05)的土壤呼吸变化,周年尺度的Q_(10)为1.72。可见,在气候变化背景下,使用Q_(10)预测土壤呼吸需采用合适的时间尺度,同时注意土壤水分对Q_(10)模型适用性的影响。     

长期定位施肥下黑土呼吸的变化特征及其影响因素

阐明长期不同施肥下的土壤呼吸特征及其影响机制对黑土区固碳减排研究至关重要。该研究基于1990年开始的国家土壤肥力与肥料效益监测网站-吉林省公主岭市黑土监测基地,选取不施肥(CK)、单施氮磷钾肥(NPK)、无机肥配施低量有机肥(NPKM1)、1.5倍的无机肥配施低量有机肥(1.5(NPKM1))、无机肥配施高量有机肥(NPKM2)和无机肥配施秸秆(NPKS)6个处理,明确了长期不同施肥下土壤总呼吸和异养呼吸的季节变化特征,并分析了土壤温度、水分、微生物量碳氮、铵态氮、硝态氮与土壤呼吸和异养呼吸的关系。结果表明:长期有机无机肥配施可以显著提高土壤有机碳、全氮、土壤速效磷、有效钾的含量和土壤活性有机碳库组分含量(P0.05);与不施肥相比,长期有机无机肥配施和无机配施秸秆处理分别显著增加土壤呼吸及异养呼吸碳累积排放量56.32%~86.54%和70.01%~100.93%;根系呼吸对土壤呼吸的整体贡献为23.68%~34.30%;相关分析表明,土壤呼吸速率和异养呼吸速率与土壤温度极显著正相关(P0.01),与土壤含水率呈显著负相关(P0.01),土壤温度可以分别解释土壤呼吸和异养呼吸变化的42.79%和39.61%;土壤微生物量碳氮、土壤硝态氮均与土壤呼吸速率和异养呼吸速率极显著相关(P0.01),土壤微生物量碳氮、土壤硝态氮可以分别解释土壤呼吸和异养呼吸变化的78.42%和77.18%,58.33%和56.79%,59.29%和59.14%;土壤铵态氮虽然显著影响土壤呼吸速率(P0.05),可以解释土壤呼吸变化的5.56%,但其对异养呼吸速率的影响不显著。综合来看,微生物量碳对土壤呼吸及异养呼吸的影响最大,而土壤含水率(15%)越高则土壤呼吸越弱;无机配施秸秆处理可以提高土壤碳库组分含量,且作物生育期内土壤呼吸及异养呼吸碳累积释放量均低于等氮量下施用有机肥(NPKM1)的处理,为最佳的农田管理措施。     

重庆市缙云山3种森林类型的土壤呼吸特征研究

2010年7—12月,采用LI—COR公司生产的LI-8100土壤碳通量测量系统及土壤温度、湿度传感器对重庆市缙云山自然保护区内的毛竹林、针阔混交林、针叶林的土壤呼吸速率以及地表下5cm处的土壤温度和体积含水量进行测定,最后对3种林地土壤呼吸的时间变化特征及其与土壤温湿度和森林凋落物的关系进行了分析。结果表明：（1）3种林地土壤呼吸速率日内变化特征不明显,白天总体呼吸速率大于夜间。（2）月际变化明显,表现为从7—8月土壤呼吸速率增大,8—12月逐渐减小。3种林分7—12月总体平均土壤呼吸速率表现为毛竹林〉针阔混交林〉针叶林。（3）毛竹林、针阔混交林、针叶林的土壤呼吸速率与5cm土壤温度均存在极显著的指数相关关系（p〈0.01）,温度每升高10℃,土壤呼吸的变化比率Q10值分别为2.67,2.19,2.13。（4）土壤呼吸特征与5cm土壤含水量之间没有明显的相关关系。（5）各林地无凋落物的土壤呼吸速率均小于对应林地有凋落物土壤呼吸速率,各林地无凋落物的Q10值均大于对应林地有凋落物的Q10值。     

改变碳输入对南亚热带海岸沙地典型天然次生林土壤呼吸的影响

土壤呼吸是陆地生态系统碳循环的一个重要过程,开展环境因子和改变碳输入对土壤呼吸影响的研究具有重要意义.2015年3月-2016年2月,在南亚热带海岸沙地典型天然次生林中设置去除根系、去除凋落物、加倍凋落物和对照4种处理,采用LI-8100连续观测改变碳输入对土壤呼吸的影响.结果表明:改变碳输入没有显著影响l0cm土壤温度和湿度(P＞0.05);不同处理土壤呼吸速率存在明显的季节变化,表现为夏高冬低,最大值出现在5月或者6月,最小值出现在11月或12月;土壤呼吸速率的年均值为加倍凋落物＞对照＞去除根系＞去除凋落物,不同改变碳输入方式均降低了土壤呼吸的Q10值;矿质土壤呼吸、凋落物呼吸和根系呼吸对土壤总呼吸的贡献分别为41.24％、43.29％和15.45％;不同处理土壤呼吸速率分别与土壤温度和湿度呈显著的指数和线性正相关(P＜0.05),双因子模型能解释土壤呼吸变异的45％ ～ 69％;改变碳输入影响土壤可溶性有机碳和微生物生物量碳,不同处理土壤呼吸速率与可溶性有机碳和微生物生物量碳呈正相关.因此,改变碳输入引起土壤易变碳的变化进而影响土壤呼吸.     

华北平原冬麦田根呼吸对土壤总呼吸的贡献

用LI-6400便携式光合作用测量系统及LI-6400—09土壤呼吸室对冬小麦关键生长期农田土壤各组分呼吸速率进行了测定,并用根生物量外推法（RBE）和根去除法（RE）两种方法估算了根系呼吸对土壤总呼吸的贡献。结果表明：土壤各组分呼吸速率有明显的季节变化,土壤中根生物量解释了大约44％的土壤呼吸的季节变化;土壤各组分呼吸速率与5—10cm土壤温度关系密切,呈指数正相关,Q10值为1．4～1．6;用根生物量外推法（RBE）得到的根呼吸对土壤总呼吸的贡献为18％～54．3％、平均值为32％,比根去除法（RE）得到的贡献率（32．6％～58,1％）、平均值（44,6％）低。两种方法描绘的根呼吸季节变化趋势一致,且都在小麦花期表现出峰值。综合两种方法,得出华北平原冬麦田根呼吸对土壤总呼吸的贡献率为32％～45％。     

基于组分区分的南方红壤丘陵土壤呼吸对植被类型转换的响应

土壤呼吸是陆地生态系统碳循环的重要环节之一。长时期的水土保持生态建设导致南方红壤丘陵区植被类型转换非常普遍。探讨植被转换对土壤呼吸及其关键组分的影响,不仅对深入了解土壤呼吸与碳循环的内在机制有着重要的理论价值,还可以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科学依据。依托江西水土保持生态科技园对侵蚀退化裸地及其恢复承建后的百喜草地、柑橘果园和湿地松人工林进行了一年尺度的土壤呼吸速率监测。结果表明,土壤呼吸速率月变化呈夏高冬低的曲线模式,最大值出现在8月份或9月份,最小值出现在1月份,植被转换没有改变土壤呼吸的季节变化模式。土壤呼吸速率的季节变化主要受浅层土壤温度的控制,与土壤含水率没有显著关系,5 cm深度土壤温度能解释总呼吸速率和异养呼吸速率季节变异的83.3%和86.0%。随着植被类型由裸地向草地、果园和林地转换,土壤呼吸的温度敏感性系数Q10值由1.86增大到2.20、2.72和2.75,即土壤呼吸对土壤温度的变化越来越敏感。异养呼吸占土壤总呼吸的比例呈现出单峰曲线模式,平均达到72.3%,且随土壤呼吸速率的增大而增大。南方红壤丘陵区侵蚀裸地向人工草地、果园和湿地松人工林转换的过程中土壤呼吸速率有所增强,草地与裸地之间土壤总呼吸速率存在显著性差异,草地与裸地、草地与林地之间土壤异养呼吸速率差异显著。在区域或生态系统尺度上,植被类型是土壤呼吸的重要影响因子。     

半干旱区不同土地利用方式下土壤呼吸特征

采用动态密闭气室红外CO₂分析法测定了盐碱地、撂荒地和苜蓿地三种土地利用方式下的土壤呼吸速率,并结合水热因子,对不同土地利用方式下土壤呼吸速率的差异性以及其和温度、含水量之间的关系进行了分析。结果表明:三种土地利用类型土壤呼吸速率日变化均呈现单峰型曲线,与气温变化趋势一致,一天中气温最高时的土壤呼吸速率均显著高于其他时间;不同土地利用方式土壤呼吸与水热因子均呈正相关,采用线性关系式来分析土壤呼吸速率与土壤水分含量的关系。不同土地利用方式下土壤呼吸速率与近地面气温、不同深度土壤温度的关系可以用指数方程得到较好的拟合（p < 0.05）,撂荒地土壤呼吸的温度敏感性系数Q₁₀值变化较大,从而对土壤温度的响应更为敏感,且不同深度土壤的Q₁₀值存在较大差异,盐碱地和苜蓿地不同土层的Q₁₀值均在2.0左右变化,与全球Q₁₀的平均水平接近。盐碱地、撂荒地和苜蓿地土壤呼吸与土壤温度和湿度的双变量模型关系显著,比相应的单变量模型更好地解释了土壤呼吸变异。     

华西雨屏区光皮桦林土壤呼吸对模拟氮沉降的响应

从2008年1月至12月,对华西雨屏区光皮桦（Betula luminifera）林进行了模拟氮沉降试验,应用LI-8100土壤碳通量分析系统和气压过程分离（Barometric Process Separation,BaPS）技术分别研究了4个氮沉降水平0（CK）、5（L）、15（M）、30（H）g N.m^-2.a^-1下土壤呼吸的日变化和月动态。结果表明,土壤呼吸具有明显的季节动态,各处理土壤呼吸最高值均出现在7月份;氮沉降初期,各处理土壤呼吸差异不明显,5月份以后各氮沉降处理土壤呼吸开始表现出抑制效应,随着施氮浓度的增加,抑制效应愈加明显（CK〉L〉M〉H）;土壤呼吸日变化基本呈现单峰曲线,呼吸速率最高值一般出现在14：00—16：00。随着氮沉降的增加,对土壤呼吸产生的抑制效应增强,这可能与光皮桦林土壤本身的氮素状态有关。各处理土壤呼吸速率与土壤温度呈极显著指数正相关关系,对土壤呼吸与土壤温度和湿度的偏相关分析得出,温度能解释土壤呼吸的大部分变异（50.1%-79.8%）,是影响光皮桦林土壤呼吸的主导因子。随着氮沉降浓度的增加,土壤呼吸的Q10值减小,表明氮沉降可能降低了土壤呼吸的温度敏感性。     

敦煌市葡萄园土壤呼吸及其组分变化

[目的]分析西北干旱区葡萄园土壤呼吸及其组分变化特征,同时探究其与土壤温湿度的关系,为西北干旱区的土壤碳排放估算及其特色农业发展提供一定的参考。[方法]于2019年6-12月采用LI-8100 A土壤呼吸测量系统和自动气象站观测甘肃省敦煌市南湖绿洲葡萄园的土壤呼吸及环境因子,通过根排除法区分土壤呼吸组分。[结果]①观测期内,葡萄园的土壤呼吸速率在7月3日达到最大。在生长季的6-9月,土壤呼吸速率波动变化明显;而非生长季的10-12月,土壤呼吸速率逐渐减小。该区土壤呼吸以异养呼吸为主,平均异养呼吸贡献率约为65%。②在小时尺度上,土壤呼吸及其异养组分与土壤温度由于时间滞后效应均呈回环关系。而在日尺度上,非生长季的10-12月,土壤呼吸、异养呼吸随土壤温度的增加呈指数增加趋势;但生长季的6-9月,灌溉和较大降雨会引起土壤含水率波动进而干扰上述指数响应。③生长季的6-9月,土壤呼吸及其组分与土壤含水率具有二次函数关系,土壤呼吸的最适含水率约为8.1%~9.9%;而非生长季10-12月则呈指数关系,二者关系差异主要是由于非生长季的10-12月土壤含水率下降的同时土壤温度也在持续降低,且葡萄埋土冬藏,造成异养、自养呼吸均迅速降到低值,然后处于稳定状态所致。[结论]土壤呼吸受到土壤温湿度的综合调控,其双因子模型可以较好地解释非生长季的土壤呼吸变化,但在生长季仅能解释土壤呼吸变化的32%,因此应进一步建立生长季土壤呼吸的多因子模型以便更好地模拟生长季土壤呼吸的变化。     

黄土高原水蚀风蚀交错带不同立地条件下土壤呼吸特征

水蚀风蚀交错带是黄土高原土壤侵蚀最严重地区,该地区立地条件复杂,土壤质地有较大的空间变异性,对生态系统碳循环过程产生重要影响。该文选取土壤质地为立地条件的主要参考因子,利用便携式CO2分析仪对黄土高原水蚀风蚀交错带不同立地条件下2种典型灌木(柠条和沙柳)土壤呼吸特征进行了连续2a的野外对比研究,分析不同立地条件下灌木林地土壤呼吸之间的差异,阐明土壤呼吸的动态变化及其对土壤温度的敏感性。结果表明:在不同立地条件下,柠条林地黄绵土土壤呼吸高于风沙土,相反,沙柳林地风沙土土壤呼吸高于黄绵土。每种灌木林地在不同立地条件下土壤呼吸呈现明显的季节性变化,土壤呼吸速率的高峰值出现在7、8月份。不同立地条件下土壤呼吸与土壤温度呈现显著指数函数关系,每种灌木林地黄绵土土壤呼吸的温度敏感性系数Q10高于风沙土,从而对土壤温度的响应更为敏感。     

水蚀风蚀交错区土壤呼吸影响因素及其对土地利用方式变化的响应

为准确评估黄土高原水蚀风蚀交错区土壤呼吸速率季节变化影响因素及其对不同土地利用方式的响应,于2009~2012年植物生长季节,选取6 种当地典型的土地利用类型,应用红外气体分析法对土壤呼吸速率进行测定,并结合土壤水、热与养分因子进行分析。结果表明, 水蚀风蚀交错区退耕会显著改变土壤呼吸强度,该区典型农地的土壤呼吸速率为1.06～1.39 mol/（m2s）,农地转变为裸地的过程中,土壤呼吸速率下降为原来的42%～63%,尤其在植物生长旺季的7、 8、 9 三个月下降明显。 农地弃耕后建设人工草（灌木）地使土壤呼吸速率提高了109%～200%,农田撂荒样地土壤呼吸速率约为农地的79%～179%,农地略高于长芒草地和荒草地。该区土壤呼吸速率变化的主导因子为土壤温度,尤其与10 cm土层的土壤温度相关性最好,土壤呼吸速率与土壤含水量之间拟合优度较差, 但土壤温度与含水量双因子指数模型Rs=aebTc 对该地区土壤呼吸速率的拟合均优于相应的单因子模型。10 cm土层的土壤呼吸温度敏感性系数（Q10值）排序为:无植被生长样地（裸地,2.09）农地（农地、坡地农地,2.07～1.69） 撂荒地（坡地撂荒地、撂荒地、梯田撂荒地,1.71～1.53）草（灌木）地（柠条地、苜蓿地、长芒草地、荒草地,1.51～1.42）,可见随着未来气温的升高,在生态系统土壤呼吸整体有可能增加的背景下,退耕还林（草）会降低土壤呼吸对温度的敏感性,且Q10值随土壤含水量降低而降低。土壤呼吸速率与土壤有机质、全氮之间有极显著的正相关关系。因此,水蚀风蚀交错区土壤呼吸受到土壤温度、水分、养分及土地利用方式的显著影响。     

华北低丘山地栓皮栎人工林土壤呼吸变化特征及其与撂荒地的差异

2010年4-10月,采用静态箱-气相色谱法,研究了晴天条件下华北南部低丘山地29a生的栓皮栎人工林林地土壤呼吸变化特征及其与撂荒地的差异。结果表明：（1）撂荒地和栓皮栎林土壤呼吸速率月变化趋势均呈单峰曲线,且土壤呼吸速率最大值均出现在7月份。测定时期内的栓皮栎林土壤呼吸速率平均值为601.69mg·m^-2·h^-1,比撂荒地的1007.96mg·m^-2·h^-1约低40.3%。（2）影响撂荒地和栓皮栎人工林地土壤呼吸速率的主要因子是土壤温度,与土壤湿度的相关性不明显,且撂荒地与栓皮栎林地在土壤5cm深处的Q10分别为2.702、2.573。     

退耕还林还草过程中不同土地利用方式土壤呼吸作用及其碳收支评估

采用动态密闭气室法对黄土高原水蚀风蚀交错区9种土地利用方式植物生长季节内（2010年6—10月）土壤呼吸速率及其主要影响因子进行测定,分析不同土地利用方式间土壤呼吸的差异性和土壤呼吸对温度、土壤水分、叶面积指数等因子的响应,对7种土地利用方式土壤碳收支进行了估算。结果表明,植物生长季节内,不同土地利用方式下土壤呼吸速率呈多峰型变化趋势。裸地、农地、梯田农地、苜蓿地、撂荒地、长芒草地、荒草地、沙柳地、沙蒿地的土壤呼吸速率季节变化范围分别为0.18～1.05、0.30～2.08、0.50～1.71、0.53～2.78、0.26～1.08、0.39～1.93、0.30～2.27、0.43～1.43、0.39～1.26μmol·m-2·s-1。9种土地利用方式下土壤呼吸速率均与气温和5、10、15cm地温呈显著相关（P〈0.05）或极显著相关（P〈0.01）,而与0～6cm土壤水分相关性不显著。9种土地利用方式下地温对应的Q10值均表现为15cm地温〉10cm地温〉5cm地温。研究区域内土壤呼吸速率与其地上植被叶面积指数呈极显著线性相关关系（r=0.679,P〈0.01）。     

Topographic variation in heterotrophic and autotrophic soil respiration in a tropical seasonal forest in Thailand

Soil respiration is a carbon flux that is indispensable for determining carbon balance despite variations over time and space in forest ecosystems. In Kanchanaburi, western Thailand, we measured the soil respiration rates at different slope positions—ridge (plot R), upper slope (plot U), and lower slope (plot L)—on a hill in a seasonal tropical forest [mixed deciduous forest (MDF)] to determine the seasonal and spatial variations in soil respiration on the slope. The heterotrophic (organic layer and soil) and autotrophic (root) respiration was differentiated by trenching. Soil respiration rates showed clear seasonal patterns: high and low rates in rainy and dry seasons respectively, at all plots, and tended to decrease up the slope. Soil respiration rates responded significantly to soil water content in the 0–30?cm layer, but the response patterns differed between the lower slope (plot L) and the upper slope (plots R and U): a linear model could be applied to the lower slope but exponential quadratic models to the upper slope. The annual carbon dioxide (CO₂) efflux from the forest floor was also associated with the slope position and ranged from 1908?gC?m^?2?year^?1 in plot L to 1199?gC?m^?2?year^?1 in plot R. With ascending position from plot L to R, the contribution of autotrophic respiration increased from 19.4 to 36.6% of total soil respiration, while that of the organic layer decreased from 26.2 to 9.4%. Mineral soil contributed to 46.3 to 54.4% of the total soil respiration. Soil water content was the key factor in controlling the soil respiration rate and the contribution of the respiration sources. However, the variable responses of soil respiration to soil water content create a complex distribution of soil respiration at the watershed scale.     

山西省孝义矿区不同植被恢复方式下土壤呼吸、温度和水分季节特征

对山西省孝义露天煤矿覆土,种植百脉根、苜蓿、柳树—圆柏混交林和油松林土壤的容重、pH值、有机碳、总氮以及土壤呼吸、温度、和水分的季节变化进行了测定,并对土壤呼吸与土壤温度、水分之间的关系进行了模拟分析。结果表明,不同的植被恢复方式对土壤容重、有机碳、碳氮比和土壤呼吸年均值影响较大,而对土壤pH值和总氮未产生显著影响。土壤温度季节变化曲线为单峰,高斯拟合结果为极显著水平相关;土壤水分随季节波动较大;土壤呼吸季节变化近似于单峰曲线,但高斯拟合的相关性并不显著。苜蓿地土壤呼吸与土壤温度单因子的高斯拟合,以及与土壤温度和水分的双因子拟合系数较高,而百脉根和油松林土壤呼吸与土壤水分相关性强。