川中丘陵区桤柏混交林地土壤CO2释放与Forest-DNDC模型模拟

采用静态箱-气相色谱法对长江上游桤柏混交林地土壤呼吸进行测定。结果表明:保留枯枝落叶和去除枯枝落叶处理的土壤呼吸速率季节变化趋势均呈单峰曲线,土壤呼吸速率最大值出现在6月下旬到8月上旬之间;最小值出现在12月底至翌年1月初间。试验期间,保留枯枝落叶和去除枯枝落叶处理的土壤呼吸速率变化范围分别是66.23～520.42 mg/(m2·h)、34.25～395.47 mg/(m2·h),年平均土壤呼吸速率分别为273.18和221.82 mg/(m2·h),枯枝落叶分解释放的CO2量对林地土壤总呼吸的贡献为18.80%。土壤温度和土壤湿度是影响该地区土壤呼吸的主要因子。双因素关系模型较好地拟合了土壤(5 cm)温度和土壤(0～10 cm)湿度对土壤呼吸的影响,土壤温度和湿度共同解释了保留枯枝落叶处理土壤呼吸变化的73%、去除枯枝落叶处理的86%。Forest-DNDC模型较好地模拟了两种试验处理的土壤CO2的释放。模型敏感性试验结果表明,该区影响林地土壤CO2释放的主要因子是土壤表层有机质含量,其次是气温和降水量。      

中亚热带丘陵区茶园和林地土壤春季N2O排放及其影响因素

中亚热带地区春季降雨频繁,茶园施肥量大,该季节茶园土壤氧化亚氮(N_2O)排放量较高,研究春季茶园土壤N_2O排放及其影响因子有一定意义。以中亚热带丘陵区土壤为对象,采用静态箱-气相色谱法,研究了两种植茶年限茶园和林地土壤春季N_2O排放特征及其影响因子。结果表明:茶园N_2O排放量明显高于林地,50年茶园N_2O排放量明显高于20年茶园,林地N_2O的排放量最少;50年茶园、20年茶园和林地土壤春季N_2O累积排放量分别为2.07、1.39、0.22 kg·hm-2。两种植茶年限茶园土壤N_2O排放通量均与土壤NO_3~--N含量呈显著正相关(P0.05),林地土壤N_2O排放通量则与土壤NH_4~+-N含量呈极显著正相关关系(P0.01);茶园和林地土壤N_2O排放通量均与5 d累积降雨量之间存在显著的相关性。多元逐步回归分析显示,茶园土壤N_2O排放通量受土壤温度和NO_3~--N含量影响,共同解释其48%~49%的变化;林地土壤N_2O排放通量受土壤温度和NH_4~+-N含量影响,共同解释其55%的变化。这项研究显示施肥对春季茶园N_2O排放的促进作用与降雨有关。     

小兴安岭针阔混交林择伐6a后林地土壤呼吸速率空间变异性

利用土壤CO2排放通量全自动测量系统LI-8100,测定了黑龙江省带岭林业局东方红林场不同采伐强度林地的土壤呼吸速率、土壤分室呼吸速率以及土壤表层下10 cm处的温度和湿度,进而研究了择伐作业后林地土壤呼吸速率空间变异性及影响因素.结果表明:伐后6 a,林地土壤呼吸空间变异性显著,但与采伐强度无显著相关性,影响样方间林...     

黄土丘陵区柠条人工林土壤呼吸速率对碳输入方式改变的响应

凋落物和植物根系作为土壤碳储量的主要植物性碳源,其质及量的改变可影响土壤碳汇功能。以黄土丘陵区柠条人工林为对象,设置移除凋落物、双倍凋落物、切根、移凋切根和保持原状5种碳输入方式,利用LI-8100土壤碳通量测量仪测定生长季（5-10月）土壤呼吸速率,以期阐明柠条人工林土壤呼吸速率对碳输入方式改变的响应。结果表明:1）各碳输入方式5-10月土壤呼吸速率呈单峰趋势,均在7月最高,10月最低;相比保持原状,双倍凋落物下5-10月累计土壤呼吸速率增加了22.73%,而移凋、切根和移凋切根的5-10月累计土壤呼吸速率分别减少27.57%、40.90%和33.83%;2）根系呼吸、凋落物呼吸和土壤矿质呼吸对土壤呼吸的相对贡献率由大到小分别为土壤矿质呼吸(68.58%)>根系呼吸(38.41%)>凋落物呼吸(24.65%);3）各碳输入方式下土壤呼吸速率与土壤温度呈显著指数相关,而与土壤湿度的二次关系不显著;土壤温度和湿度的双变量复合模型对土壤呼吸速率月变化解释率53%~93%,高于土壤温度和湿度的单因子模型对土壤呼吸速率月变化解释率53%~74%和0.6%~23.2%;相比保持原状,去凋、双倍凋落物、切根和移凋切根均降低了土壤温度敏感性。研究表明,柠条人工林地表凋落物的积累过多可能减弱土壤碳汇功能。     

杉阔混交林不同强度择伐对土壤温度的影响

为探讨不同择伐强度对人工杉阔混交林土壤温度的影响,分别对人工杉阔混交林不同择伐强度(中度34.4%、强度51.2%和极强度69.5%)3 a后的林地土壤温度(深度0-20 cm)进行实测与分析。结果表明,中度和强度择伐下,土壤温度升高范围为0.2-1.2℃,升高幅度在5.0%以内;极强度择伐下,土壤温度升高范围为1.3-3.3℃,升高幅度在5.3%-10.8%;林地土壤温度随择伐强度的增大而升高,0和5 cm的土壤温度升高幅度较大,尤其是极强度择伐。林地0-15 cm土壤温度与择伐强度具有显著相关性,而林地20 cm土壤温度与择伐强度具有相关性但不显著;一元二次方程能较好地模拟土壤温度与择伐强度的关系。不同强度择伐3 a后,林地土壤温度随土壤深度的增加而降低,符合指数方程,且呈显著负相关。     

兴安落叶松天然林土壤N2O通量对土壤温度和湿度的响应

【目的】探究兴安落叶松天然林土壤N₂O通量、土壤温度、土壤湿度昼夜和不同月份的变化特征,进一步阐明土壤温度和湿度对土壤N₂O通量的调控机制。【方法】采用便携式N₂O/CO CM-919气体分析仪,于2021年生长季（6-9月）对兴安落叶松天然林土壤N₂O通量和不同土层（2,10,20 cm）的土壤温度和湿度进行定点连续观测,分析土壤N₂O通量对土壤温度和土壤湿度的响应。【结果】（1）兴安落叶松天然林土壤N₂O通量呈“夜大昼小”的日变化特征,8月中旬是土壤N₂O的“强排放”时期,月平均排放通量为7.67 μg/(m²·h)。（2）当土壤日均温高于15 ℃或昼夜温差较大（2.96~17.22 ℃）时,土壤温度对土壤N₂O日排放通量发挥重要影响。当土壤日均湿度低于20%时,土壤N₂O通量随湿度增加而增强;当土壤湿度处于20%~30%或增至30%以上时,对土壤N₂O通量的抑制作用较明显,湿润环境减弱了N₂O的排放。（3）土壤温度和湿度都是影响土壤N₂O通量月变化的主要环境因素,并存在显著的交互作用。【结论】在生长季内,兴安落叶松天然林土壤基本是N₂O的排放源,10 cm土层土壤温度和湿度对土壤N₂O月通量变化影响显著,2 cm土层土壤温度和20 cm土层土壤湿度对土壤N₂O日通量变化线性拟合解释率较高。     

松嫩平原玉米田土壤CO_2排放规律与碳平衡特征

通过对松嫩平原玉米田土壤CO2排放的连续观测,研究连作玉米田土壤CO2排放规律及与土壤温度、土壤水分的关系,并计算玉米田土壤碳平衡特征。结果表明,玉米田土壤CO2排放通量呈现明显季节性,6~8月土壤CO2排放量较大,而在4和11月维持较低水平。秸秆还田处理(MTS)土壤CO2排放通量、最大通量和平均通量高于翻耕处理(CT)。土壤CO2排放通量与地温呈显著正相关,指数方程表征二者关系效果最佳,线性方程效果最低,除个别情况,深层土壤拟合效果高于浅层土壤;MTS处理的土壤CO2排放通量与土壤温度相关性高于CT处理。土壤CO2排放通量与12 cm深度土壤水分相关性不显著。通过对秸秆、根茬还田碳与土壤CO2排放碳的测算,MTS处理秸秆还田碳量较CO2排放碳量平均每年多2 744.6 kg C·hm-2,呈碳汇效应;CT处理秸秆还田碳量较CO2排放碳量平均每年少810.4 kg C·hm-2,呈碳源效应。     

尾巨桉人工林土壤呼吸对林下植被管理措施的响应

  目的  探究不同林下植被管理措施对雷州半岛尾巨桉Eucalyptus urophylla × E. grandis人工林土壤呼吸及其组分的影响,为准确评估桉树人工林土壤碳循环提供科学依据。  方法  以尾巨桉人工林为研究对象,实施物理和化学(施用除草剂)方式去除林下植被,并以未去除为对照。采用LI-8100A土壤碳通量自动测量系统,对土壤总呼吸及其组分速率、土壤温度和湿度(5 cm深处)进行为期1 a的连续监测。  结果  物理和化学去除林下植被极显著降低了土壤总呼吸及其组分(化学去除的根系呼吸除外)(P＜0.01),且物理去除的土壤总呼吸速率(3.45 μmol·m?2·s?1)显著低于化学去除(4.15 μmol·m?2·s?1)(P＜0.01)。2种方式的矿质土壤呼吸速率和凋落物层呼吸速率无显著差异(P＞0.05),根系呼吸速率表现为物理去除(1.02 μmol·m?2·s?1)显著低于化学去除(1.37 μmol·m?2·s?1)(P＜0.05)。凋落物层呼吸、矿质土壤呼吸、根系呼吸对土壤总呼吸的贡献率分别为36.45%~39.40%、26.34%~31.29%、30.10%~39.40%。土壤总呼吸速率及其组分最高值出现在雨季(4—10月),根系呼吸速率最低值出现在7—8月。土壤总呼吸速率与土壤温度、湿度双因子拟合模型最优,能解释土壤总呼吸速率变异的75.1%(物理去除)、60.9%(化学去除)、57.1%(对照);凋落物呼吸速率时间变异主要由土壤湿度调控;根系呼吸速率与土壤温度无显著相关性,与土壤湿度呈显著负相关(P＜0.05)。土壤总呼吸的温度敏感性(Q₁₀)从大到小依次为物理去除(2.12)、化学去除(1.95)、对照(1.93)。  结论  林下植被去除通过改变林内生物和非生物因素共同作用于土壤呼吸,且物理去除林下植被相比于化学去除能更大程度降低桉树人工林土壤总呼吸速率,降低森林土壤碳排放。图4表3参49     

不同轮作方式对免耕农田土壤CO2排放的影响

【目的】研究免耕条件下不同轮作方式对土壤CO2排放的影响,以期为农田固碳减排提供参考。【方法】采用大田定位试验的方法,以冬小麦(Triticum aestivum L.)-夏闲、冬小麦-夏玉米(Zea mays L.)、冬小麦-夏大豆(Glycine max(Linn.)Merr.)和冬油菜(Brassica campestris L.)-夏玉米4种轮作方式为研究对象,在免耕条件下,分析2012年3-6月冬小麦和冬油菜生长季土壤CO2排放规律,以及其与土壤温度和湿度之间的关系。【结果】免耕条件下4种轮作方式土壤CO2排放通量具有明显的变化规律,整体呈先上升再下降的趋势;平均CO2排放通量表现为冬小麦-夏玉米(13.91μmol/(m2·s))冬小麦-夏大豆(9.09μmol/(m2·s))冬小麦-夏闲(6.43μmol/(m2·s))冬油菜-夏玉米(4.56μmol/(m2·s)),且不同处理间平均土壤CO2排放通量差异达极显著水平(P0.01);冬小麦-夏闲处理土壤温度最低,土壤湿度最大,平均土壤温度和湿度分别为14.49℃和13.28%,且与土壤CO2排放通量的相关性最小,说明土壤温湿度变化对冬小麦-夏闲处理土壤呼吸的影响较小。【结论】4种轮作方式中,冬油菜-夏玉米轮作最有利于减少农田温室气体排放,缓解全球气候变化。     

白桦和落叶松人工林生长季节土壤CO2排放通量及主要影响因素

利用Li-8100土壤碳通量全自动观测系统对白桦和落叶松人工林林地土壤表面CO2排放通量、地表及地表下10 cm处温度、地表下10 cm处含水率、地表压力的昼夜变化进行了测定.研究结果表明:2个林地土壤CO2排放通量日均值呈明显的季节性变化.由于叶面积指数的影响,白桦林地的土壤CO2排放通量日均值高于落叶松,这一差异在...     

环境因子远程监测技术对枸杞园土壤水分动态变化规律的影响

以宁杞7号为研究对象,设置精准滴灌区(PI)和常规滴灌区(CI)2个水肥处理,研究降雨、土壤温度、滴灌对枸杞园土壤水分动态变化规律的影响,以及不同水肥处理对枸杞产量的影响。结果表明,该地区降雨对枸杞园表层土壤水分影响较大,对50 cm土层土壤水分影响不大;土壤温度与土壤水分成负相关的关系,滴灌水量在短时间内可以调节土壤温度;2种水肥处理土壤水分动态变化规律具有一致性,土壤水分含量主要受滴灌量的影响较大,CI处理土壤水分变化范围为15%～35%,PI处理土壤水分变化范围为5%～20%,CI处理各土层土壤水分明显高于PI处理;PI处理较CI处理增产13.3%,节本增效3.12万元/hm~2。     

温室黄瓜产量和土壤微生物随土壤水分的变化特征

在日光温室盆栽条件下,研究了土壤含水量对黄瓜产量和土壤微生物数量的影响,结果表明:(1)初花期,土壤水分为田间持水量80%~90%的处理土壤细菌数量最多,土壤水分为田间持水量70%~80%的处理和90%~100%的处理土壤细菌数量少,且二者差异不大,黄瓜初瓜期和盛瓜期当从土壤水分低变高时细菌数量增加,相反细菌数量减少,黄瓜生育后期当土壤水分从高变低时细菌数量增加,水分稳定不变或从高变为中等水平或从低变为中等水平时细菌数量减少。土壤真菌数量在土壤水分含量低时和土壤水分相对稳定的情况下增加,相反减少。土壤放线菌在黄瓜初花期和初瓜期各处理数量差异不大,盛瓜期各处理土壤放线菌的数量增加,生育后期多数处理土壤放线菌的数量有所下降。(2)初花期和初瓜期土壤水分为田间持水量的80%~90%、盛瓜期90%~100%、生育后期90%~100%的处理产量最高,为389.65g/株,比整个生育期低水、中水和高水的处理分别增产27.74%、18.21%、12.51%。     

干旱区农田土壤呼吸与土壤温湿度的关系

[目的]研究土壤温湿度对土壤呼吸的影响。[方法]利用LI-cor8100土壤呼吸观测系统,连续观测2012年6月18~30日张掖绿洲农田的土壤呼吸速率和土壤温湿度;分析了土壤呼吸速率的日变化规律及土壤呼吸与土壤温湿度之间的关系;评价了现有的土壤呼吸模型。[结果]张掖绿洲农田的土壤呼吸具有明显的日变化规律,该区域土壤呼吸速率与4 cm深度土壤温湿度的相关性最好;土壤呼吸速率与土壤温度之间的相关性要远远好于土壤呼吸速率与土壤水分之间的相关性。[结论]在土壤呼吸模型中,同时考虑土壤温度和土壤水分的土壤呼吸模型的模拟结果要好于只考虑土壤温度或土壤水分的土壤呼吸模型。     

艾比湖流域土壤呼吸日变化及水热因子影响

为研究干旱区植物群落土壤呼吸日变化特征及影响因子,利用开路式土壤碳通量测量系统LI-8100测定艾比湖流域四种植物群落土壤呼吸速率日变化,结合实测的温度、湿度因子,分析土壤温度、湿度,大气温度、空气相对湿度对土壤呼吸速率的影响.结果表明:胡杨、梭梭、芦苇、盐节木四种群落土壤呼吸速率日变化基本都呈单峰曲线.在日时间尺度上,胡杨群落、梭梭群落、盐节木群落、芦苇群落土壤呼吸速率与地上10和150cm高度处气温均表现为显著正相关.各群落土壤呼吸速率与不同深度土壤温度并没有固定的相关关系.不同的植物群落,对土壤呼吸起首要作用的温度因子不相同,且气温通过土壤温度对土壤呼吸的间接影响不相同.可用一元或二元线性函数来描述温度与土壤呼吸速率关系.各群落的土壤呼吸速率与地上10和150cm处空气相对湿度均呈显著负相关.在日变化尺度上,土壤温度、土壤湿度、气温、空气相对湿度共同影响了土壤呼吸速率,由温度和湿度共同拟合出的模型能解释土壤呼吸速率变化78;以上的原因.     

辽西北沙地流动沙丘土壤水分时空变化特征研究

以辽西北沙地流动沙丘为对象,研究了土壤水分运动的时空变化特征。结果表明:流动沙丘土壤含水率的时间变化与降雨有密切关系,春季土壤含水率较低,为0.1%～3.1%;夏季土壤含水率较高,为2.5%～5.1%;秋季土壤含水率略高于春季,为2.2%～3.6%。土壤含水率垂直变化位为:0～10cm土壤含水率变异程度较大,受降雨和蒸发影响强烈;10cm～80cm变异程度相对小些;80cm～120cm土壤含水率比较稳定。流动沙丘不同部位的土壤含水率受干沙层厚度频繁变化和降雨量影响显著,阴坡底含水率>阳坡底>阳坡中>丘顶>阴中。     

基于Globe-Logging TDR系统的棉花土壤水分与温度研究

[目的]研究基于Globe-Logging TDR系统的棉花土壤水分与温度的变化规律.[方法]在棉花土壤中分10、20、30以及40 cm土层深度水平埋装一根Globe-Logging TDR测量探针,通过无线网络在线监测7月棉花土壤水分和土壤温度的变化规律.[结论]在不降雨或不灌水的情况下,深层土土壤水分要高于浅层土,深层土的土壤含水率与土壤温度呈反比例关系;当土壤温度高于最低气温时,土壤温度随着土层深度的增加而升高.[结果]该研究可为Globe-Logging TDR系统的推广应用提供参考.     

东北地区几种不同林分土壤呼吸组分的差异性

利用壕沟隔断法对老山实验基地的4种主要林分(落叶松、红松、樟子松和白桦)的土壤呼吸进行了研究,探讨了组成土壤呼吸各组分间的差异。结果表明：微生物呼吸占整个土壤呼吸的比例最高。平均在60％以上;根系呼吸在土壤呼吸中所占的比例次之,平均为20％～30％;枯枝落叶的呼吸速率占的比例较小。约为10％。不同处理下的土壤呼吸在季节变化上基本一致,与温度呈指数相关,但与土壤湿度的相关性较差。有、无根系土壤呼吸的Q10平均值分别为3．35和2．81。     

玉树隆宝湿地土壤水热变化特征及对地表反照率的影响

利用青海玉树隆宝湿地2011年10月～2012年11月的观测资料,分析了该地区土壤湿度、土壤温度、土壤热通量、感热通量和潜热通量的年变化特征,以及地表反照率的日变化特征和地表反照率随土壤湿度的变化关系.结果表明,玉树隆宝湿地土壤湿度和土壤温度均呈夏秋季（融化期）高、冬春季（冻结期）低的特点;土壤热通量在10月～次年2月为负值,3～9月为正值;感热通量的年变化幅度较小,潜热通量的值呈现夏秋季高、冬春季低的特点,地表反照率冬季高夏季低,在春季和秋季土壤冻结和融化期间地表反照率的值上午高下午低,12月份地表反照率日平均值最高,为0.44,6月份地表反照率日平均值最低,为0.24,地表反照率年平均值为0.32;冻结和融化期间,地表反照率随土壤湿度的增大而减小.     

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.