土壤碳作为湿润亚热带表层岩溶作用的动力机制：系统碳库及？…

以桂林丫吉村岩溶实验场为例,分析了表层带岩溶系统中碳库组成,测定了各碳库的碳稳定性同位素丰度,表明土壤碳是系统中最大的碳库,生物的ＣＯ２吸收同化与土壤有机质分解导致垢土壤ＣＯ２释放是系统中主导的碳流通过程,系统活动态碳组分主要由土壤碳贡献,从而揭示了土壤碳过程表层岩溶作用的动力机制。     

祁连山森林土壤碳的初步研究

对祁连山森林土壤容重及碳贮量研究表明：祁连山森林土壤总贮碳１０４４．５万ｔ，并且呈增加趋势，对大气ＣＯ２通过森林起“汇”的作用；乔木林土壤对大气ＣＯ２的现实作用大，灌丛林潜在作用大；人类经营活动通过影响凋落物的凋落和分解，对土壤碳产生较大的影响。     

水生光合生物无机碳的运输

水生光合生物无机碳的运输白宝璋，孙玉霞，张福锁由于ＣＯ２是Ｃａｌｖｉｎ循环中ＲｕＢＰ羧化酶的底物，所以ＣＯ２是光合生物固定无机碳的—种重要媒介物。陆生绿色植物可以从大气中直接获得ＣＯ２，但水生光合生物则必须从其周围水中得到ＣＯ２。由于ＣＯ２在水中的扩...     

吉林省耕层土壤有机碳储量及影响因素

为了了解最易受人类活动影响的耕地表层土壤有机碳库对土壤碳库变化及土壤固碳的潜力,以吉林省为研究区域,基于吉林省土肥站提供的2010年耕地地力评价数据(5742个耕地表层土壤采样点数据)以及1∶500 000土壤图等用于分析的基础图件资料,结合ArcGIS技术及统计分析软件SPSS,分析计算了研究区耕地表层土壤有机碳密度、储量及其空间分布特征,并且对吉林省耕地表层土壤有机碳与影响因素之间的关系进行研究。结果表明:吉林省耕地表层有机碳平均密度为3.95kg·m-2,土壤有机碳总储量约为0.206Pg;吉林省东部、中部和西部三大自然地理区域的耕地表层有机碳平均密度分别为4.94、3.66kg·m-2和3.22kg·m-2,自东向西有递减的趋势。各土壤类型中,暗棕壤、白浆土、黑土、黑钙土、草甸土5种土壤类型的耕地表层有机碳储量约占耕地表层土壤有机碳总储量的75.37%,高于其他土壤类型。土壤有机碳含量与年积温呈不显著负相关关系,与年降雨量、土壤阳离子交换量呈显著正相关关系,与pH呈显著负相关关系,在对土壤有机碳进行空间预测和碳库估算时,需要考虑以上四个重要因子。总之,吉林省耕地表层土壤有机碳密度具有高度的空间变异性,整体上呈现自东向西逐渐减小的趋势,年降雨量、年积温、土壤pH及CEC与耕地表层土壤有机碳含量密切相关。     

岩溶生态系统土壤非保护性有机碳含量研究

通过现场采样及室内测定方法,对岩溶天然林、灌丛和人工林土壤的非保护性有机碳进行了研究。结果发现,在0～10cm表层土壤,灌草丛土壤颗粒有机碳含量是天然林土壤的1.40倍,土壤轻组有机碳含量是天然林土壤的4.02倍;但随土层深度增加,天然林土壤颗粒有机碳分配比例和轻组有机碳分配比例大于灌丛土壤,且灌丛土壤有机质逐渐向大团聚体富集,而天然林不同深度土壤大团聚体都富集有机质。天然林土壤和人工林土壤<0.05mm的颗粒有机碳富集系数差异很小,但>0.1mm颗粒和0.1～0.05mm颗粒的有机碳富集系数差异相对较大,尤其在土壤表层有明显的差异。颗粒有机碳、轻组有机碳、不同深度土层土壤有机碳与水稳性团聚体之间存在显著的相关性。     

上海崇明岛表层土壤有机碳密度的空间分布特征及碳储量估算

土壤有机碳是地球陆地生态系统中最重要和活跃的碳库。上海崇明岛表层土壤碳密度及其碳储量的变化以其独特的地理位置在全球变化中具有特殊的作用。本研究采用上海崇明岛土壤普查数据和地统计方法,研究了崇明岛表层土壤有机碳密度的空间分布特征,及其不同土地利用方式下土壤有机碳密度状况和碳储量。结果表明,全岛大部分地区表层土壤有机碳密度在2～4kg/m2,平均2.89kg/m2,具有中等变异程度和空间相关性,变异系数和块金效应分别为0.3和0.32。农田和林地的碳密度较高,2002年崇明岛63%的土地面积为农田,其碳储量达到2571.43×106kg,占全岛表层土壤碳储量的71%,而3%为林地,其碳储量占总量的4%。不同用地类型面积的比例与其碳储量基本保持一致。从土壤类型分析,全岛土壤有机碳储量最多的是水稻土,占总储量的69.1%,其次盐土的碳储量占总量的24%。全岛总的土壤碳储量为3720.85×106 kg。因此,科学合理地利用土地,动态监测全岛表层土壤和生态系统碳循环的影响,特别是人类干扰下的土壤碳库的动态变化是建设崇明生态岛的重要内容。     

碳同位素分辨率在小麦水分利用效率研究中的应用进展

首先介绍了植物中稳定性碳同位素测定的方法,碳同位素比（δ＾１３Ｃ）和碳同位素分辨率（Δ）与细胞内ＣＯ２浓度（Ｃｉ）和水分利用效率（ＷＵＥ）的数量化关系。并介绍了近１５年来稳定性碳同位素在小麦水分利用效率研究中的应用进展。主要有以下几个方面：碳同位素分辨率（Δ）与地上部干物重／耗水量的关系,Δ与生物产量和籽粒产量的关系;Δ与气孔导度（Ｇ）,Δ与细胞内ＣＯ２浓度（Ｃｉ）／外界ＣＯ２浓度（Ｃａ）的关系;     

秸秆还田方式对旱地草甸土活性有机碳组分的影响

为阐明不同秸秆还田方式下草甸土活性有机碳组分的分布特征,基于玉米田间定位试验,分析了不同耕作与秸秆还田方式下三个深度土层土壤有机碳及其活性组分的变化。结果表明：频繁的翻耕加速了表层（0~20 cm）土壤有机碳的矿化分解,使有机碳含量下降;免耕秸秆覆盖还田有利于表层土壤有机碳的增加,秸秆翻耕还田促进了中层（20~40 cm）土壤有机碳的积累;秸秆连续翻耕还田提高了中层土壤高活性和中活性有机碳的含量及土壤碳库管理指数,秸秆浅翻还田对表层和中层低活性有机碳的影响显著高于深翻还田与覆盖还田,但短期内秸秆连续浅翻还田与深翻还田对提高土壤碳库管理指数的差异不大。研究表明,土壤高活性和中活性有机碳对耕作深度的响应更加敏感,而秸秆还田主要使低活性有机碳增加,这也是玉米增产的主要原因。     

水稻秸秆还田下氮肥对土壤有机碳及碳库管理指数的影响

为完善黑龙江省水稻秸秆还田下施肥技术体系,采用随机区组设计,分析了不同处理下土壤不同层次有机碳及碳库管理指数。结果表明:同一施氮量下,与无秸秆还田比较,秸秆还田有利于提高表层土壤活性有机碳及碳库管理指数。秸秆还田条件下,0~10cm土层总有机碳、活性有机碳含量大于10~20cm土层含量,且各土层总有机碳、活性碳含量和碳库管理指数随着氮肥施入量的增加出现先增加后降低的趋势。处理Ⅴ(水稻秸秆还田配施氮肥用量为133kg·hm-2)的总有机碳、活性有机碳和碳库管理指数最高。     

不同林龄桉树人工林土壤有机碳的变化

为桉树人工林的土壤质量评价及持续利用提供科学依据,研究了不同林龄桉树人工林0～100cm土壤有机碳库的储量及有机碳密度的变化.结果表明,土壤有机碳含量及有机碳密度均随土层深度增加而呈降低趋势,不同种植年龄的人工林有机碳密度在表层(0～10cm)差异显著;按树人工林土壤碳储量在46.41～103.32 t/hm2,土壤碳...     

耕作方式对冬小麦田土壤呼吸及各组分贡献的影响

 【目的】探讨不同耕作方式对冬小麦农田土壤呼吸组分及碳平衡的影响,比较不同耕作方式下农田的碳汇强度。【方法】试验于2006－2008年冬小麦生长季进行,共设3个处理：翻耕(CT)、旋耕(RT)、免耕(NT),采用静态箱法测定农田土壤CO2的排放速率,同时利用根去除法区分根系对土壤呼吸的贡献率,通过计算净生态系统生产力(NEP),来判断不同耕作方式下农田碳汇强度。【结果】耕作方式对冬小麦农田土壤CO2排放具有显著影响,且表现出明显的季节性排放特征,即先下降再升高,其中排放最低值出现在冬小麦越冬期。整个小麦生育期间农田CO2平均排放速率表现为翻耕＞旋耕＞免耕,其中根系呼吸所占比例平均为翻耕26.18%、旋耕29.96%、免耕36.44%。冬小麦生育期3种处理条件下,土壤呼吸中根系呼吸的贡献率波动在15%～85%,其中冬小麦拔节期农田土壤根系呼吸贡献率最高。【结论】3种耕作方式下农田土壤均表现为大气CO2排放的“汇”,但不同耕作方式下农田碳汇强弱不同,表现为免耕＞旋耕＞翻耕。     

冬小麦夏玉米农田土壤呼吸与碳平衡的研究

为探讨不同农作措施下的农田碳平衡规律,研究农田对大气CO2的“源”、“汇”特征,2000年至2003年连续测定了不同秸秆管理、灌溉和氮肥施用等种植措施下华北冬小麦、夏玉米生长季的土壤呼吸。结果表明,农田CO2释放主要受气温、土壤水分状况和有机物投入量等因素的影响。秸秆还田与优化灌溉增加了土壤呼吸的强度,不同农作措施间土壤呼吸的差异主要发生在冬小麦生长季。对农田碳平衡研究的计算结果显示,农田系统在常规种植措施下表现为大气CO2的“汇”。在传统农作措施下,华北冬小麦、夏玉米生长季植物碳净固定量(NPP)与土壤碳排放量(Rm)的比值分别为1.16、1.21。     

艾比湖地区棉花与芦苇群落光合和土壤呼吸特性对比整合初探

[目的]分别从拟合方程和CO2通量差值计算两个方面对棉花与芦苇的光合速率和土壤呼吸速率进行整合分析研究,旨在分别从光合速率和土壤呼吸速率的定量分析中寻找定性分析途径,探讨干旱区两大碳循环过程之间的异同,揭示干旱区棉花群落与芦苇群落植物光合和土壤呼吸对生态系统CO2源/汇效应的贡献特征.[方法]利用LI - 6400便携式光合作用测定系统和LI - 8100自动土壤呼吸测量系统,于2009年6月、9月同步测定艾比湖地区棉花(Gossypium)和芦苇(Phragmites australis)群落光合与土壤呼吸速率时间动态及主要环境影响因子,在对二者日变化动态及水热因子对比分析的基础上,分别从拟合方程和CO2通量差值计算两个方面进行整合研究.[结果]棉花和芦苇的光合与土壤呼吸速率在午前(约07:00～11:00)与午后(约15:00～17:00)具有相同变化规律,正午(约11:00～15:00)植物通过自身调控使光合和土壤呼吸丧失同步性;棉花和芦苇群落白天具有不同的净光合日总量和土壤呼吸日总量特征,棉花为1.207×103和0.613×103 mmol/(m2·d),芦苇为0.346×103和0.612×103 mmol/(m2·d).[结论]共同作用于棉花与芦苇光合和土壤呼吸速率的影响因子,彼此之间表现出的相关性和差异性,可在一定程度上解释两者同步变化时各自的特征;从芦苇群落到棉花群落不仅改变了植物光合和土壤呼吸的强度,在某种程度上也改变了土壤碳库、植物碳库和大气碳库比重,对干旱区碳循环过程产生不可忽视的作用.     

北亚热带次生栎林生态系统呼吸作用对温度的响应

为了弄清森林生态系统碳源、碳汇的时空格局,为预测全球气候变化提供相应的数据积累,运用涡度相关技术对北亚热带次生栎林生态系统进行C02通量观测,得到2007年12月至2008年11月的碳通量数据。对非生长季（12月至翌年2月）全天与生长季（3-11月）夜间的通量值（即呼吸值）与气温和土温的响应关系分析表明：呼吸作用大小与气温和土温呈现出显著的Van’t Hoff指数相关关系。其中,非生长季的呼吸值与气温拟合效果最佳,生长季夜间的呼吸值与土温拟合效果最佳。     

Soil invertebrates disrupt carbon flow through fungal networks

Annual carbon flux through soil respiration is ten times greater than fossil fuel combustion, but its component parts are poorly understood because they are the product of complex multitrophic interactions between soil organisms. A major component of carbon flux from plants to soil occurs through networks of symbiotic arbuscular mycorrhizal fungi. Here, using 13CO2 pulse labeling, we show that natural densities of the numerically dominant fungal feeding invertebrate Protaphorura armata (order Collembola) reduces 13C enrichment of mycorrhizosphere respiration by 32%. Our findings emphasize the importance of multitrophic interactions in regulating respiration of recent plant photosynthate from soil.     

典型气候/环境因子变化对九段沙湿地碳固定潜力的影响

利用人工气候室模拟长江口区域几种典型气候/环境因子的变化特征（全球变暖、CO2增加和海水无机氮污染加剧等）,并从植物生长量和土壤呼吸角度综合分析了这些气候/环境因素的变化对九段沙湿地土壤有机碳汇聚能力的影响。初步结果表明,在实验范围内,与对照相比,单方面的温度升高、无机氮污染加剧和CO2浓度升高会提高九段沙土壤的有机碳汇聚能力。无机氮污染加剧协同升温对土壤呼吸有一定的消减作用,从而提高了土壤有机碳汇聚能力;无机氮污染加剧协同CO2浓度升高会促使土壤有机碳的排放,使其碳汇聚能力下降;CO2浓度升高和全球升温的共同作用不会显著降低有机碳汇聚能力;无机氮污染加剧和CO2浓度升高的基础上加入升温的三因素交互作用会促进土壤有机碳的排放,使其碳汇聚能力下降。因此,要尽力避免海水中无机氮污染加剧和CO2浓度升高两个因素,以及在此基础上升温情况的同时发生。     

火地塘林区锐齿栎林土壤碳循环的动态模拟

依据土壤碳循环的分室模型,对火地塘林区锐齿栎林土壤碳各分室的碳储量和通量进行了初步分析。结果表明,火地塘林区锐齿栎林土壤有机碳储量为174.055t/hm2,其中矿质土壤层有机碳储量为167.810t/hm2,凋落物层(A0层和死细根)中的碳储量为6.245t/hm2(A0层占80.5%,死细根占19.5%)。森林植物每年凋落输入到凋落物层中的碳量(包括地上部分的枯枝落叶和地下部分的细根)为3.297t/hm2,其中地上部分占52.5%,地下部分占47.5%,凋落物层分解每年以腐殖酸的形式输入到矿质土壤中的碳量为0.935t/hm2;锐齿栎林地年(生长季节)呼吸释放碳量(含植被根系呼吸量)为6.109t/hm2。     

土壤呼吸强度的影响因素及其研究进展

探讨了土壤呼吸的研究情况和各因素对土壤呼吸的影响,提出了土壤呼吸研究尚需解决的问题和研究方向,并进行了展望.     

荒漠植物沙拐枣群体光合作用及土壤呼吸研究

为了探讨荒漠植物群体光合作用和干旱荒漠区碳源汇特征,联合利用改进同化箱和LI鄄8100 土壤CO2 通量自 动测量系统,选择高温强光和适宜环境期,连续2 年进行了观测研究。结果表明:沙拐枣群体光合速率(CAP)在不 同年份、不同月份差异较大,土壤水分改善可显著提高群体光合能力,高温强光期和适宜环境期日平均(08:00— 18:00)CAP 分别为1郾82 和2郾89 滋mol / (m2·s);用同化枝水平光合速率(Pn )计算群体水平光合速率时,高温强光 期和适宜环境期分别用公式CAP = 0.12Pn + 0.39 (r = 0.86, P 0.000 1)和CAP = 0.18Pn + 0.28 (r = 0.92, P 0.000 1)。沙拐枣生长期植冠下土壤CO2 释放速率平均为0.29 滋mol/ (m2·s),荒漠裸地为0.15 μmol / (m2·s)。沙 拐枣群体生长期固定碳为3.82 g/ (m2·a);相应时期植冠下土壤释放碳为1.03 g/ (m2·a),荒漠裸地为0.53 g/ (m2· a)。研究表明:在水分短缺的荒漠地区,荒漠植物沙拐枣群体光合速率提高幅度超过根系主要分布层土壤水分提 高幅度,适宜环境期可提高近1 倍。荒漠生态系统土壤呼吸速率较低,荒漠裸地土壤呼吸速率约为植冠下的50%。 荒漠植物沙拐枣种群区为弱碳源      

新疆高山草甸草原植物群落夏季CO2排放日变化分析

首次利用静态暗箱法对具有代表性的典型高山草甸草原群落CO2排放进行了昼夜观测.结果表明,CO2排放通量日变化与气温、5cm和10cm地温呈明显的正相关关系,相关系数分别为0.9104、0.9173和0.852 6,而与15、20和25 cm地温相关性较小,说明在新疆高山草甸草原气温、5 cm和10 cm地温是影响草原群落CO2排放的关键性因子.研究还发现, 新疆高山草甸草原植物群落排放CO2的近71;来自土壤呼吸、根呼吸和凋落物分解.