北方农牧交错区不同土地利用方式下土壤呼吸动态特征

研究不同土地利用方式下土壤呼吸的动态特征,对于深入认识北方农牧交错区生态系统碳循环有重要意义。为此以河北沽源农牧交错区为例,选择自由放牧草地(FG)、围封草地(UG)、莜麦农田(AN)三种土地利用类型,于2015年生长季(6—9月)采用LI-8100A(Li-COR,Lincoln,NE)对土壤呼吸速率、表层土壤温度及含水量进行了同步测定。结果表明,三种土地利用类型土壤呼吸速率的动态变化一致,即7—8月较高,6月和9月较低。生长季期间,FG、UG、AN土壤呼吸平均速率分别为3.41、4.06、3.58μmol·m~(-2)·s~(-1),土壤呼吸速率的日动态呈现出单峰型曲线,并且AN的土壤呼吸速率在9月30日凌晨出现负值;观测期间,UG(766 g·m-2)土壤呼吸累积量显著高于AN(661 g·m~(-2))和FG(644 g·m~(-2))。在生长季,土壤温度是土壤呼吸的主要影响因子,AN的Q10值(表示土壤呼吸对温度的敏感性)高于UG和FG,表明在未来气候变暖的背景下,北方农牧交错区草地开垦为农田后可能会加速土壤有机碳的损失。     

不同坡度坡位下滇中烤烟地土壤呼吸的变化特征

以云南省玉溪市典型烤烟农田生态系统为研究对象,采用动态密闭气室红外CO2分析仪(LI-6400-09)对平地、15°上坡位、15°中坡位、15°下坡位、30°上坡位、30°中坡位、30°下坡位7种处理的烤烟地生长季的土壤呼吸速率及其影响因子进行了测定和分析.结果表明:(1)烤烟农田土壤呼吸具有明显的时间变化,呈双峰型变化趋势;坡度的增加显著降低了平均土壤呼吸速率(降低6.4μmol·m~(-2)·s~(-1)),且减缓了移栽后烤烟伸根期的土壤呼吸速率;(2)不同坡位的土壤湿度差异显著,坡位的升高显著降低了平均土壤呼吸速率(降低2.6~3.5μmol·m~(-2)·s~(-1));(3)土壤温度是引起土壤呼吸变化的关键因素,土壤呼吸温度敏感系数Q10在1.01~1.39之间,且随着坡度的升高而增大,坡度的升高还会导致土壤温度对土壤呼吸的高相关性由中、下坡位转变为上坡位;(4)在该研究区内土壤湿度对于土壤呼吸的作用大于土壤温度,下坡位土壤呼吸对湿度的敏感性大于中坡位和上坡位.综上,坡面类型的变化能显著改变土壤温度与水分状况,进而影响烤烟地土壤呼吸作用.     

保护性耕作对旱作农田干湿交替过程中土壤呼吸速率的影响

【目的】探讨免耕及秸秆覆盖等保护性耕作措施对旱作农田干湿交替过程中土壤呼吸速率的影响。【方法】基于设在陇东黄土高原的长期草田轮作定位试验,试验开始于2001年,包括传统耕作(T,翻耕并移除秸秆)、耕作覆盖(TS,翻耕之后覆盖秸秆)、免耕移除秸秆(NT,不翻耕但除去秸秆)和免耕(NTS,不翻耕且保留秸秆)4个处理。2014年7—8月干湿交替阶段季采用LI-8150多通道土壤碳通量测量系统对农田土壤呼吸速率、土壤温度和含水量进行连续原位测定。【结果】T、TS、NT和NTS处理干旱阶段的平均土壤呼吸速率分别为2.16、3.56、2.26和2.45μmol·m~(-2)·s~(-1),湿润阶段分别为2.09、5.31、2.80和3.56μmol·m~(-2)·s~(-1)。降雨初期秸秆覆盖处理(TS和NTS)土壤呼吸速率动态变化与无秸秆覆盖处理(NT和T)具有显著差异。干湿交替过程中,干旱阶段土壤呼吸速率与土壤温度(19.1—28.2℃)呈负相关、与土壤含水量呈正相关关系;湿润阶段则相反,且土壤含水量对土壤呼吸速率的解释程度降低。土壤呼吸速率在湿润阶段日动态波动较大,其温度敏感性(Q10)在T、TS、NT和NTS处理下分别为1.37、1.24、1.31和1.25;干旱阶段土壤呼吸速率日动态平缓,Q10值低于1.0。【结论】长期保护性耕作提高了农田的土壤呼吸速率,且秸秆覆盖处理比免耕措施提高土壤呼吸速率的效应更加显著。秸秆覆盖能够有效平抑土壤水分和温度的变化,提高土壤呼吸速率,降低土壤呼吸的温度敏感性。论文明确了干湿条件下旱作农田土壤呼吸动态及其影响因素,对准确量化旱作农田碳通量具有积极意义。     

呼伦贝尔草原蘑菇圈对土壤呼吸作用的影响

【目的】蘑菇圈是草原上常见的生态学景观,蘑菇圈的真菌不仅会影响植物的生长,而且会极大地改变土壤理化性质和微生物群落,从而间接影响土壤呼吸。探究草原蘑菇圈的土壤呼吸作用,为精确估算草地土壤温室气体排放提供科学依据。【方法】采用Li-8100土壤呼吸监测系统,对呼伦贝尔草甸草原蘑菇圈不同位置(圈上、圈内、圈外)的土壤呼吸作用进行监测,并使用探针式电子温度计(CJTP-101)和手持式土壤水分仪测量土壤温度和土壤含水量,同时测定蘑菇圈土壤生物量和土壤养分,探讨它们之间的相关性。【结果】蘑菇圈上的地上生物量为246.2 g·m~(-2),显著高于圈内(153.1 g·m~(-2))和圈外(132.6 g·m~(-2)),圈上地上生物量分别为圈内和圈外的1.61倍和1.86倍;蘑菇圈上地下生物量为763.9 g·m~(-2),小于圈内(927.4 g·m~(-2))和圈外(824.8 g·m~(-2)),圈上、圈内、圈外地下生物量差异不显著(P0.05);蘑菇圈上枯落物量为17.9 g·m~(-2),大于圈内(13.1 g·m~(-2))和圈外(9.6 g·m~(-2)),但差异不显著(P0.05);圈上土壤速效氮和速效磷的含量分别为52.2和7.8 mg·kg~(-1),显著高于圈内和圈外(P0.05),速效氮的含量分别比圈内、外平均值高42%和40%,速效磷的含量分别比圈内、外平均值高53%和59%;蘑菇圈上土壤有机质和全氮含量分别为3 560.1和319.8 mg·kg~(-1),均低于圈内和圈外;而全磷含量为502.2 mg·kg~(-1),高于圈内和圈外,但均无显著差异(P0.05)。草原蘑菇圈上平均土壤呼吸速率为5.26μmol·m~(-2)·s-1,显著大于圈内(4.07μmol·m~(-2)·s~(-1))和圈外(4.17μmol·m~(-2)·s~(-1)),土壤呼吸速率与土壤温度和土壤含水量之间分别存在显著的指数和线性回归关系(P0.01)。【结论】土壤温度和水分不是造成蘑菇圈土壤呼吸速率差异性的主导要素,蘑菇圈上的土壤呼吸速率增强与圈上较高的速效养分和较强的微生物活性及酶活性有关。     

不同耕作措施下稻茬直播冬油菜田土壤呼吸研究

为探讨四川盆地稻茬田冬油菜生长季的土壤呼吸特征,采用LI-8100A土壤碳通量自动测量系统,于2012-11—2013-04对成都平原稻-油轮作系统不同耕作措施下直播冬油菜田的土壤呼吸进行测定。结果表明,观测期内直播冬油菜田土壤呼吸表现为旋耕处理(1.97μmol·m~(-2)·s~(-1))高于免耕处理(1.86μmol·m~(-2)·s~(-1)),但差异不显著(P0.05)。直播冬油菜田土壤呼吸表现出先下降后升高的趋势,土壤呼吸速率最低值出现在1月份。旋耕与免耕条件下,直播冬油菜田土壤呼吸的温度敏感系数(Q10)分别为2.07和2.16。直播冬油菜田土壤呼吸与地上生物量呈显著(P0.05)正相关,与土壤有机碳含量呈显著(P0.05)负相关。耕层土壤温度是影响冬油菜田土壤呼吸的主要因素。     

增温及模拟酸雨对冬小麦-大豆轮作农田土壤呼吸的影响

为研究增温及模拟酸雨对冬小麦-大豆轮作农田土壤呼吸作用的影响,在农田随机设置3个区组试验,每个区组中包含对照(CK)、增温(W)、模拟酸雨(A)、增温及模拟酸雨(WA)共4个处理,采用LI-8100开路式土壤碳通量测量系统对不同处理下的农田土壤呼吸速率进行观测,并同步观测土壤温度、土壤湿度。试验结果表明,冬小麦-大豆轮作农田的土壤呼吸速率存在明显的季节变异趋势,其变异性与土壤温度之间存在一致性。在冬小麦-大豆轮作阶段,CK、W、A、WA处理的平均土壤呼吸速率分别为(2.69±0.14)、(3.19±0.20)、(2.59±0.07)、(2.99±0.18)μmol·m-2·s-1。配对t检验结果表明:冬小麦田各处理的土壤呼吸速率之间无显著差异(P0.05);在大豆生长季,W和A处理土壤呼吸速率之间存在显著差异(P0.05),A和WA处理之间存在极显著差异(P0.01)。在整个冬小麦-大豆轮作阶段,CK与W处理农田土壤呼吸速率存在差异(P=0.054),且W与A处理农田土壤呼吸速率存在极显著差异(P0.01)。进一步的研究结果表明,每个处理的土壤呼吸与土壤温度之间的关系均可用指数方程描述。对于A处理而言,基于土壤温度和湿度的双因子模型比单纯指数模型提高了对土壤呼吸的可解释性。     

艾比湖地区棉田、撂荒地生长季土壤呼吸研究

【目的】定量确定干旱区农田撂荒前后土壤CO_2通量的变化,旨在探讨干旱区土地利用变化对生长季碳循环过程的影响,进一步探究研究区土壤呼吸的调控机制,为研究区碳循环模型的建立提供理论描述和数据支持。【方法】采用LI-8100土壤CO_2排放通量全自动测量系统,测定艾比湖地区农田生态系统中棉田及撂荒地生长季(2010年7月和9月)的土壤呼吸,并分析水热因子对土壤呼吸的影响。【结果】棉田和撂荒地具有不同的昼夜变化动态,棉田呈单峰或双峰曲线,撂荒地则均呈单峰曲线,土壤呼吸速率峰值多出现在13:00左右,夏季土壤呼吸速率显著高于秋季(P<0.05);3 a撂荒地(7.090μmol/m~2·s)>50 a棉田(5.872μmol/m~2·s)>9 a棉田(4.612μmol/m~2·s)>7 a撂荒地(1.338μmol/m~2·s),表明耕作土地撂荒一定时间后土壤会起到固定碳的作用;棉田、撂荒地土壤呼吸速率与各层土壤含水量之间均不存在显著关系,与空气相对湿度多呈负相关;近地面气温和5 cm土壤温度对棉田、撂荒地土壤呼吸日变化的影响最大;气温、土壤温度、空气相对湿度共同影响了土壤呼吸速率,综合考虑水分、温度因素可以解释棉田、撂荒地土壤呼吸速率变化的30.50%和86.70%,这比单独考虑水分或温度对土壤呼吸速率变化的解释度都高。【结论】棉田和撂荒地土壤呼吸速率差异不显著(P>0.05),撂荒地土壤呼吸对温度的敏感性高于棉田(两者分别为1.971和0.989),水分、温度是影响生长季棉田和撂荒地土壤呼吸速率变化最主要的环境因子。     

不同施氮水平下旱作玉米田土壤呼吸速率与土壤水热关系

为探讨不同施氮量对旱作玉米田土壤呼吸速率的影响,设置0(CK)、80、160、240、320kg·hm-25个氮肥水平,分析不同施氮水平下土壤呼吸速率动态变化及其与土壤温度和土壤含水量间的关系。结果表明:夏玉米生长季土壤呼吸速率呈单峰变化曲线,于播种后52d左右达到最大值,成熟收获时降至最低;土壤呼吸总量(Sr)与施氮量(n)满足关系式Sr=1204.09(/1+e-1.69-0.02n)。土壤温度和土壤水分是影响土壤呼吸速率的主要因素,5cm土壤温度与土壤呼吸速率呈显著正相关,土壤呼吸速率随土壤温度升高呈指数增加,土壤温度可以解释旱作农田土壤呼吸速率季节变化的62.31%～78.66%;土壤水分和温度相互协调共同调控土壤呼吸,两者可以解释旱作玉米田土壤呼吸季节变化的79.63%～85.87%。     

2种城市绿地土壤呼吸与温湿度关系

以天津市2种城市绿地国槐梨树林(GL)和国槐银杏林(GY)的土壤为研究对象,通过测定绿地生长季土壤呼吸速率,分析了土壤呼吸和土壤温度、土壤湿度之间的关系。结果表明:(1)城市绿地土壤呼吸速率的日变化多呈现单峰型,峰值于14:00—18:00出现,而在8月和10月日动态呈现非单峰型;(2)土壤呼吸速率季节动态呈现出单峰趋势,GY和GL分别在7月和8月达到土壤呼吸速率最大值,分别为2.26±0.19、2.46±0.27μmol/(m~2·s),2种城市绿地土壤呼吸均值均为2.51μmol/(m~2·s),但变幅不同;(3)城市绿地土壤呼吸速率与深度10 cm处土壤温度(T_(10))间的关系以二次模型拟合最好,而与深度5 cm处土壤湿度(M_5)间的关系以指数模型拟合最好;(4)对土壤呼吸速率和T_(10)、M_5之间的关系进行多元线性拟合,相关系数达0.70以上,表明多元线性模型能更好地解释T_(10)和M_5对土壤呼吸的协同作用。     

菊芋光响应曲线最佳模型选择及其环境适应性

为揭示菊芋的光合特性,以草地、林下两种不同生长环境的菊芋(Helianthus tuberosus L.)为研究对象,利用便携式光合仪LI-6400进行光响应曲线的测量,并选取最佳拟合模型,计算并对比两种环境条件下的光合参数,深入分析菊芋生理生长特性与生长环境间的关系。结果表明:改进指数模型为菊芋的光响应曲线最佳拟合模型,拟合所得R~2为0.999,光饱和点(I_(sat))为1 600μmol·m~(-2)·s~(-1))、光补偿点(I_c)为37.637μmol·m~(-2)·s~(-1))、最大净光合速率(P_(max))为27.256μmol·m~(-2)·s~(-1))、暗呼吸速率(Rd)为-2.218μmol·m~(-2)·s~(-1)),初始量子效率(φ)为0.059;菊芋为阳生植物,耐高温耐干旱;因此菊芋应种植在高温干燥的生境中,草地更适宜于菊芋的生存。     

秦岭火地塘林区油松和锐齿栎林倒木呼吸通量研究

【目的】加深对倒木呼吸年变化过程和机制的认识,获得准确的倒木呼吸年通量,为森林碳循环研究提供更加准确的数据。【方法】在秦岭火地塘林区主要森林类型油松林和锐齿栎林内各设置100 m×100 m的固定样地6块,根据相关标准将样地内倒木划分为5个腐烂等级,在样地内选择直径在(25±5) cm、腐烂等级不同的油松和锐齿栎倒木各3株,通过红外气体分析法原位测定倒木呼吸速率,同时测定倒木温度、倒木含水量和林内10 cm深处土壤温度,并计算油松林和锐齿栎林的倒木呼吸年通量,通过分析油松和锐齿栎倒木呼吸速率年变化、倒木呼吸速率与倒木温度和含水量的关系,比较油松林和锐齿栎林倒木呼吸年通量的差异。【结果】(1)油松和锐齿栎倒木各月呼吸速率均变化显著(P0.05),8月份最高,分别为4.78和6.45μmol/(m~2·s),2月份最低,分别为0.10和0.06μmol/(m~2·s);倒木呼吸速率与倒木温度、倒木含水量和倒木腐烂等级均呈显著正相关(P0.05),倒木温度解释了67%以上的倒木呼吸变化;锐齿栎((1.72±1.64)μmol/(m~2·s))与油松((1.57±1.45)μmol/(m~2·s))间的年均倒木呼吸速率无显著性差异(P0.05)。(2)油松林((66.04±8.25) g/(m~2·a))和锐齿栎林((73.32±8.68) g/(m~2·a))的倒木呼吸年通量无显著性差异(P0.05),但油松林的倒木表面积((1 008.83±89.84) m~2)显著高于锐齿栎林((844.56±64.58) m~2,P0.05)。【结论】油松和锐齿栎倒木呼吸的年变化均呈现出基本一致的单峰曲线格局,主要受倒木温度的驱动,同时倒木含水量和腐烂等级也对倒木呼吸有显著影响,但树种对倒木呼吸的影响较小。     

不同生境的长蕊木兰幼苗春季的光合特性

用Li-6400XT便携式光合仪对高黎贡山南段3种生境(荒草地、林下、苗圃)中生长的国家Ⅰ级保护植物长蕊木兰幼苗进行连续3d的光合特性测定,为其科学保护提供一定依据。结果显示:(1)3种生境下的幼苗净光合速率、蒸腾速率、气孔导度日变化未见"午休"现象,9:00—11:00所测值为1 d中最高;水分利用率无明显变化规律;胞间CO_2摩尔分数与其他光合参数日变化相反。(2)相关性分析显示,光合有效辐射、相对湿度、空气温度、大气CO_2摩尔分数对幼苗净光合速率的影响为,荒草地幼苗从大到小依次是光合有效辐射、相对湿度、空气温度、大气CO_2摩尔分数;林下幼苗从大到小依次是光合有效辐射、空气温度、相对湿度、大气CO_2摩尔分数;苗圃幼苗从大到小依次是光合有效辐射、相对湿度、大气CO_2摩尔分数、空气温度。(3)荒草地幼苗光饱和点为(1 284.96±48.231)μmol·m~(-2)·s~(-1)、林下幼苗(1 052.31±24.746)μmol·m~(-2)·s~(-1),苗圃幼苗(1 255.62±52.374)μmol·m~(-2)·s~(-1);光补偿点分别为(28.65±1.094)、(17.09±0.828)、(6.75±0.317)μmol·m~(-2)·s~(-1),饱和点后,三者均出现抑制现象。(4)CO_2响应曲线差别较大,其中荒草地幼苗最高,三者CO_2饱和点不明显,补偿点分别为荒草地幼苗(103.75±6.826)μmol·m~(-2)·s~(-1)、林下(102.67±5.081)μmol·m~(-2)·s~(-1)、苗圃(130.1±2.022)μmol·m~(-2)·s~(-1),说明不同生境下的幼苗光合特性存在细微差别,苗圃环境下光合特性最强。     

3种城郊防护林土壤呼吸与温湿度的关系

以天津市3种代表性的城郊防护林(杨树、火炬树、刺槐)为研究对象,利用便携式土壤碳通量全自动分析仪ACE进行定期观测,研究结果表明:(1)在2018年4—10月生长季3种城郊防护林土壤呼吸速率的日变化表现为单峰曲线,最大值出现在10:00—15:00,最小值出现在20:00—5:00。(2)土壤呼吸速率的季节变化为明显的单峰曲线,杨树土壤呼吸速率在7月达到峰值,为3.80μmol/(m~2·s);而火炬树和刺槐土壤呼吸速率在8月达到峰值,分别为3.84、4.75μmol/(m~2·s);杨树、火炬树和刺槐的土壤呼吸速率平均值分别为2.01、2.25、2.62μmol/(m~2·s),差异达显著水平(P0.05)。(3)土壤呼吸速率与土壤温度之间具有显著的二次函数关系(P0.05),拟合度为78.8%～84.7%;与土壤湿度之间呈显著或极显著线性正相关,拟合度为66.8%～90.2%。(4)对土壤呼吸速率和10 cm深度的土壤温度(T_(10))及5 cm深度的土壤湿度(M_5)之间进行多元线性拟合,相关系数为0.826～0.950,说明多元线性模型能够很好地解释土壤温度和湿度对土壤呼吸的协同作用,表明土壤温度和湿度是3种城郊防护林土壤呼吸速率的主要影响因子。     

蔊菜光合-光响应曲线及模型拟合

为给蔊菜生理生态研究及栽培提供基础理论依据,以药用植物蔊菜为研究材料,采用Li-6400便携式光合仪,测定了其光响应曲线、CO_2响应曲线及相关生理参数,探讨了拟合蔊菜光响应曲线的最适模型,同时研究了光合参数对净光合速率的影响。结果表明,改进指数模型是拟合蔊菜光响应曲线的最适模型,其R~2为0.987;蔊菜的光饱和点为1 239.380μmol·m~(-2)·s~(-1),光补偿点为37.834μmol·m~(-2)·s~(-1),最大净光合速率(CO_2)为18.404μmol·m~(-2)·s~(-1),暗呼吸速率(CO_2)为2.679μmol·m~(-2)·s~(-1),表观量子效率为0.075。     

白榆/刺槐不同林型生长季土壤呼吸速率的变化特征

【目的】分析白榆纯林(BB)、刺槐纯林(CC)及二者不同比例混交林土壤呼吸速率的日变化及月变化特征,探究影响研究区土壤呼吸的主导因子。【方法】利用LI-8100土壤碳通量全自动观测系统,测定陕西杨凌试验田栽植的白榆纯林(BB)、刺槐纯林(CC)及二者不同比例(1∶1(1B1C),1∶2(1B2C)和2∶1(2B1C))混交林5种林型生长季的土壤呼吸速率,并利用观测仪附带的土壤温度探针测定地表及地下5,10和15cm深处的土壤温度,用土壤湿度传感器测定地下10cm深处的土壤含水量。【结果】白榆/刺槐不同林型土壤呼吸速率在6,7,9月的日变化均呈单峰曲线,峰值出现在午后12:00-15:00,之后逐渐降低,其中混交林1B2C7,9月土壤呼吸速率峰值高于其他林型,分别为4.193和4.283μmol/(m2.s);白榆/刺槐不同林型土壤呼吸速率均表现出明显的月变化规律,7-9月土壤呼吸速率均较高,在5-9月,5种林型中白榆纯林的土壤呼吸速率一直很低,而混交林1B2C始终较高。土壤温度与土壤呼吸速率的变化基本一致,二者表现出强烈的正相关性,其中地下5cm深处土壤温度与土壤呼吸速率的相关性最好。土壤呼吸与土壤含水量之间的关系表现离散,二者相关性不显著。【结论】在不同林型中,白榆纯林的土壤呼吸速率较低,混交林1B2C一直较高;影响该区白榆、刺槐纯林及不同比例混交林土壤呼吸速率的主要因子是地下5cm深处的土壤温度,而土壤含水量对土壤呼吸速率影响不明显。     

热带山地雨林不同结构与功能幼树的叶片特征比较

植物的生理生态特征决定了植物在生态系统中的分布模式和物种的丰度。在样地调查的基础上,应用Li-6400光合测定系统,研究了海南热带山地雨林3个层次的6个优势种与10个伴生种的光合作用参数,并测定了相应叶片的比叶面积。结果表明:16个树种的比叶面积为71.16~139.90 cm2·g~(-1)、单位面积最大光合速率(A-area)为2.95~13.27μmol·m~(-2)·s~(-1)、单位干质量最大光合速率(A-mass)为22.7~126.5μmol·kg~(-1)·s~(-1),单位面积暗呼吸速率(Rd-area)为0.02~1.15μmol·m~(-2)·s~(-1)、单位干质量暗呼吸速率(Rd-mass)为0.19~12.61μmol·kg~(-1)·s~(-1),光补偿点(LCP)为2.5~32.2μmol·m~(-2)·s~(-1),表观量子效率(Ф)为0.006 6~0.042 8μmol·μmol~(-1)。幼树的比叶面积随物种成树所在层次降低而减少(上层种中层种下层种),与单位干质量最大光合速率的次序一致,而与光补偿点的次序相反,但差异均不显著(P0.05)。中层种的幼树具有较高的暗呼吸速率和表观量子效率。优势种的单位面积最大光合速率显著大于伴生种(P0.05);优势种的单位质量最大光合速率、暗呼吸速率(Rd)和表观量子效率也大于伴生种,但差异不显著(P0.05);优势种的比叶面积和光补偿点低于伴生种,但差异不显著(P0.05)。优势种的暗呼吸速率和比叶面积显著正相关(P0.05);伴生种的暗呼吸速率和比叶面积不相关(P0.05)。不同类型幼树的叶片结构与功能的生态位分化,从功能性状的角度,为热带雨林维持高生物多样性以及保持物种长期共存提供了一个可能的解释。     

不同光强脉冲光对生菜生长及品质的影响

笔者通过研究脉冲光在不同光强下对生菜生长及品质的影响,探索在不同光强下脉冲光对植株的影响规律,为设施补光提供理论基础。试验以生菜为材料,设置了321. 75μmol·m~(-2)·s~(-1)(T1)、170. 01μmol·m~(-2)·s~(-1)(T2)、85. 61μmol·m~(-2)·s~(-1)(T3)三个光强处理,并以相同光强的连续光作为对照,研究不同光强脉冲光对生菜生长及品质的影响,从试验结果可以看出低光强与高光强对生菜的形态及物质积累影响较大,而中等光强主要影响生菜的品质,这表明与连续光相比不同光强脉冲光对其光照下生菜的影响具有一定的差异。     

模拟酸雨对冬小麦-大豆轮作农田土壤呼吸、硝化和反硝化作用的影响

为研究模拟酸雨对冬小麦-大豆轮作农田土壤呼吸、硝化和反硝化作用的影响,在农田进行随机区组试验,布设4个区组,每块区组随机设置4个模拟酸雨处理,分别为去离子水A1(pH=6.7)、A2(pH=4.0)、A3(pH=3.0)、A4(pH=2.0).采用LI-8100开路式土壤碳通量测量系统对不同酸雨强度的冬小麦-大豆轮作农田进行土壤呼吸速率观测,并采用气压过程分离技术( BaPS)测定不同酸雨处理的土壤CO2产生速率、硝化速率和反硝化速率.试验结果表明,冬小麦田各处理间土壤呼吸速率无显著差异(P＞0.05);大豆田高强度模拟酸雨A4处理明显抑制了土壤呼吸作用(P＜0.05).就冬小麦-大豆轮作生长季而言,各处理土壤呼吸速率无显著差异(P＞0.05),其平均土壤呼吸速率分别为(2.26±0.11)、(2.31±0.20)、(1.91±0.09)、( 2.03±0.17) μmol·m-2·s-1.冬小麦田A1、A3、A4处理间土壤CO2产生速率、硝化速率和反硝化速率均无显著性差异(P＞0.05).高强度模拟酸雨抑制了大豆田土壤CO2产生速率;大豆田A1、A3、A4处理的硝化速率测定均值分别为(191.6±36.1)、(261.6±36.3)μg·kg-1·h-1和(255.2±45.1)μg·kg-1·h-1,这3个处理的反硝化速率均值分别为(172.8±19.8)、(216.0±45.7)μg·kg-1·h-1和(216.3±44.6)μg·kg-1·h-1.研究表明,模拟酸雨强度升高未显著影响冬小麦田土壤呼吸、硝化和反硝化作用;高强度模拟酸雨(pH=2.0)降低了大豆田土壤呼吸速率和CO2产生速率,但对土壤硝化和反硝化作用有促进作用.     

秦岭火地塘林区油松生长季土壤呼吸研究

【目的】阐明秦岭火地塘林区油松林生态系统土壤呼吸对其影响因子变化的响应机制。【方法】2010年6-11月,利用LI-6400便携式光合作用测量系统,测定秦岭火地塘油松林在生长季的土壤呼吸速率,并利用LAI-2000植物冠层分析仪测定油松林的叶面积指数,同时还测定了5cm深处的土壤温度以及土壤含水量。【结果】油松林土壤呼吸速率存在明显的季节变化,土壤呼吸动态呈单峰型变化:8月下旬达到最大值3.69μmol/(m2.s),最小值出现在11月下旬,为0.52μmol/(m2.s),整个生长季的平均值为1.82μmol/(m2.s)。土壤呼吸速率与5cm深处的土壤温度变化基本保持一致,二者呈三次函数关系,相关性极显著;土壤呼吸速率与油松叶面积指数呈S型函数关系,相关性显著;土壤呼吸速率与土壤含水量呈S型函数关系,二者相关性不显著。油松林生长季土壤呼吸的温度敏感性指数Q10值为3.63。【结论】影响秦岭火地塘林区油松林土壤呼吸速率的最主要因子是5cm深处的土壤温度,其次是叶面积指数,土壤含水量对土壤呼吸速率的影响不显著。     

滇中云南松林土壤呼吸季节动态及其影响因子研究

采用Li-6400-09便携式土壤呼吸室对澄江尖山河流域云南松土壤呼吸速率进行定位测定,并对土壤呼吸的影响因子进行分析。结果表明:土壤呼吸具有明显的季节变化特点,云南松次生林土壤呼吸波动范围为0.77~4.22μmol·m-2·s-1,湿季土壤呼吸速率显著高于干季(p0.05);土壤呼吸速率与土壤温度和土壤水分的相关性均达到显著水平,且与土壤水分相关性最紧密,它能够解释云南松林土壤呼吸的57.9%~69.4%;双因素模型较好地拟合了土壤温度和土壤含水量对土壤呼吸的交互作用,两者共同解释了土壤呼吸速率变化的74.5%~81.6%;相关分析表明,不同土壤化学指标对土壤呼吸速率的影响存在差异。土壤呼吸速率与土壤易氧化有机碳、全氮、水解氮及pH均呈显著的正相关关系,且与土壤全P含量呈极显著的正相关关系(p0.01),而与土壤C/N则呈极显著的负相关关系。因此,西南地区严重干旱的情况下,土壤含水量的减少成为云南松林土壤呼吸季节变化的主控因子,其次为土壤化学性质的影响。