岩溶区石漠化土壤 CO2 浓度和地表 CO2 通量研究

【目的】探讨我国南方喀斯特石漠化地区 CO2 浓度分布和时空排放规律及岩区土壤有机碳含量、 土壤温度及土壤含水率等环境因子对 CO2 浓度及释放速率的影响。【方法】采用静态密闭箱 - 气相色谱法,对 2017 年 1~12 月重庆市南川石漠化治理示范区岩溶碳汇试验区坡改梯及对照区非坡改梯的土壤 CO2 浓度和地表 CO2 通量进行原位监测。【结果】非坡改梯地区土壤 CO2 浓度比坡改梯地区大,坡改梯和非坡改梯地区土壤 CO2 浓度大多数随着土壤深度增加呈下降趋势;非坡改梯地区地表 CO2 释放通量高于坡改梯地区;土壤 CO2 浓度及 释放通量均随季节有明显变化,在一定范围内土壤温度及土壤含水率都与地表 CO2 释放通量呈显著正相关关系, 在个别月份出现显著变化,表现为巨大的源与汇。【结论】土壤 CO2 浓度主要受土壤有机碳、土壤温度、土壤 含水率、土壤微生物及人为因素共同影响,地表 CO2 通量变化与植被覆盖、人类活动及土壤 CO2 浓度密切相关。     

寒温带大兴安岭渐伐林森林土壤CH4通量的研究

利用静态箱-气相色谱法对寒温带大兴安岭兴安落叶松渐伐林生长盛季的地表CH4通量进行原位观测和研究.结果表明:在生长盛季该地区森林土壤总体表现为大气CH4的吸收汇,CH4日平均通量为(Mean±SE)-0.05±0.01 mg·m-2·h-1,且峰值出现在0:00和16:00左右.在生长盛季整体上原状林地土壤和无凋落物覆盖不同处理对土壤CH4通量的影响无显著差异,但在变化幅度和时间分布上有一定差异,无凋落物处理下土壤的CH4吸收通量变化幅度大干原状林地土壤.观测期闻土壤CH4通量与温度具有一定的正相关关系,但线性相关系数较小,而与湿度相关性不显著,表明该地区在生长盛季土壤温度在控制土壤CH4通量中表现出重要性.     

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。     

冬闲田稻草覆盖的环境效应

稻草覆盖和裸田休闲是我国南方双季稻区的两种主要的冬季休闲模式.以湖南红壤丘陵双季稻作区为研究区域,以耕层土壤温度、湿度、田间冬季杂草生长、CO2气体排放为主要指标,研究了稻草覆盖与裸田越冬两种冬季休闲模式对稻田土壤温、湿度和碳通量的影响.结果表明,冬季稻田覆盖稻草能显著提高0～5 cm表层土壤温度和0～15 cm耕层土壤的水分含量,抑制冬季田间杂草生长,并显著提高向大气的CO2排放通量,致使冬闲稻田由大气CO2汇转变为CO2源.但是,如果考虑覆盖稻草输入的有机碳量,覆盖休闲则可增加土壤碳的库容量.     

降雨和凋落物对人工杨树林土壤温室气体通量的影响

本研究以科尔沁沙丘-草甸梯级生态系统中人工杨树林为研究对象,于2017年5—10月采用静态箱-气相色谱法,对CO_2、CH_4和N_2O进行了原位观测,探究降雨和凋落物对森林生态系统土壤温室气体通量的影响,实验共设3个处理:"Ⅰ-去除凋落物"、"Ⅱ-维持原状"和"Ⅲ-加倍凋落物"。结果表明:土壤状态较干燥的5月23日及7月20日雨后CH_4吸收值在短时间内均有所增加,土壤温度较高的7月20日雨后CH_4吸收值增长率远大于土壤温度较低的5月23日,土壤状态较湿润的8月4日雨后CH_4吸收值呈明显降低趋势;降雨前后CH_4通量均表现为吸收,且其吸收强度表现为:处理Ⅰ处理Ⅱ处理Ⅲ。生长季N_2O排放与CH_4吸收之间呈现显著的线性负相关关系(P0.05)。Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ处理后生长季CO_2通量平均值分别为243.47、357.14、406.36 mg·m~(-2)·h~(-1),去除凋落物使土壤CO_2通量显著降低30.81%,加倍凋落物则使CO_2通量显著提高13.78%,去除凋落物处理对土壤CO_2通量的降低幅度远大于加倍凋落物对土壤CO_2通量的提高幅度;生长季土壤CO_2的温度敏感性(Q10)表现为:处理Ⅰ(1.070)处理Ⅱ(1.046)处理Ⅲ(1.011),不同凋落物处理下林地土壤CO_2通量对土壤温度响应的差异不显著。     

大兴安岭重度火烧迹地植被恢复过程中甲烷通量及其影响因素

为研究大兴安岭重度火烧迹地在植被恢复过程中甲烷通量变化及其影响因素,采取时空替代法,运用静态箱-气相色谱法,对不同恢复年限的兴安落叶松人工林甲烷通量进行了原位观测。结果表明,大兴安岭重度火烧迹地经过植被恢复后生长季期间均为CH₄的汇。植被恢复年限越长吸收CH₄的总量越大,恢复了28 a的兴安落叶松人工林土壤对CH₄每个生长季的吸收量（238.340 mg·m^-2）超过了天然次生林（201.128 mg·m^-2）;重度火烧迹地在植被恢复过程中土壤CH₄通量与土壤温度之间存在显著的相关性（P<0.05）;该区域大气温度不是影响土壤CH₄通量的主要影响因子,气温与土壤CH₄通量之间不存在显著的相关性。     

苏北盐沼环境梯度上甲苯通量变化特征研究

2004年4月至2005年1月在苏北盐沼沿环境梯度采用静态箱技术原位测定了甲苯气体通量。为确定高等植物对通量的贡献,进行了高等植物地上部分去除实验。结果表明:环境梯度上,在生长季(4—10月)盐沼整体上表现为甲苯的净汇,消耗率变化范围为2.50～17.45μmol/(m2.d),其中,互花米草带消耗率最高。在非生长季(11月至次年3月)表层冻结的植被带表现为甲苯的弱源,通量变化范围为5.15～10.76μmol/(m2.d)。光滩全年均表现为排放甲苯。由于盐沼消耗率大于排放率,生长季长于非生长季,所以海岸带盐沼全年表现为消耗甲苯。高等植物地上部分是甲苯的重要汇,但是消耗机制还不清楚。盐沼甲苯净消耗率与土壤温度、光照强度、土壤可溶性盐含量、土壤有机质、硫酸盐含量和大气中甲苯浓度呈正相关关系。     

小兴安岭不同沼泽CO2、CH4和N2O排放通量的相互关系研究

利用静态箱-气相色谱法连续两个生长季(2007—2008年)对小兴安岭典型修氏苔草(Carex schmidtii)沼泽和油桦(Betula ovalifolia)-修氏苔草灌木沼泽CO_2、CH_4和N_2O的排放通量进行野外原位观测。结果表明,除2008年灌木沼泽为N_2O的弱汇外,其他均为温室气体的排放源。除苔草沼泽生长季初期,CH_4与N_2O具显著负相关外,CO_2与CH_4、CO_2与N_2O及CH_4与N_2O均呈正相关,但显著性水平视不同湿地类型以及不同季节而定。     

马占相思人工林土壤温室气体排放日变化规律研究

【目的】探索马占相思Acacia mangium人工林土壤温室气体排放日变化规律,确定最佳观测时间。【方法】采用静态箱-气相色谱法,对华南地区马占相思人工纯林土壤3种温室气体CO_2、CH_4、N_2O通量进行连续观测。【结果】马占相思人工林土壤3种温室气体具有明显的日变化特征,马占相思人工林土壤为CO2和N2O的排放源及CH_4的吸收汇,其通量日变化幅度分别为:401.33~555.59 mg·m~(-2)·h~(-1)、24.50~34.72μg·m~(-2)·h~(-1)和-10.96~-41.88μg·m~(-2)·h~(-1)。地表CO_2、CH_4通量和5 cm深土壤温度呈极显著(P0.01)或显著(P0.05)相关,地表N_2O通量同温度的相关性不显著。【结论】通过对矫正系数分析,综合考虑3种温室气体以及取样的可操作性,华南地区马占相思人工林雨季的最佳观测时间为09:00时左右。     

东北季节性冻融农田土壤CO2、CH4、N2O通量特征研究

为了评估季节性冻融交替对土壤温室气体排放的影响,采用静态暗箱-气相色谱法,监测了东北松嫩平原两种典型农田生态系统(稻田和玉米田)非生长季土壤CO_2、CH_4和N_2O通量变化。研究表明:三种温室气体排放在土壤冻结期、覆雪期、融雪期和解冻期具有明显的季节动态特征。冻结期和融雪期对温室气体排放贡献最大,这两个时期内稻田和玉米田CO_2排放量分别占非生长季总累积排放量的74.9%和68.6%,稻田CH_4排放占非生长季总排放的95.7%,尽管玉米田土壤CH_4以吸收为主,但在融雪过程中存在明显释放峰,短暂的融雪期内N_2O呈集中爆发性释放,稻田和玉米田N_2O通量峰值分别是冻结前的40倍和99倍,排放量占到总累积排放量的73.9%和80.7%,覆雪期土壤CH_4和N_2O存在弱的吸收。另外,土壤温室气体排放存在土地利用方式间的差异,表现在稻田土壤比玉米田(非生长季)具有更高的温室气体排放潜力。稻田土壤CO_2、CH_4和N_2O累积排放量均高于玉米田,表现为净排放(源),而玉米田土壤CH_4通量表现为净吸收(汇);稻田土壤CO_2和CH_4平均排放速率显著高于玉米田;除覆雪期外,其他时期内三种温室气体平均通量在两类农田之间也存在显著差异。总之,在评价季节性冻土区温室气体排放时需要重视土壤冻结和融化过程,同时需要考虑不同土地利用方式间的差异。     

土壤二氧化碳通量原位测定方法及装置

该文介绍了一种土壤二氧化碳通量原位测定的方法及装置。根据土壤圈与大气圈之间对流和扩散的原理,设计了一条土壤二氧化碳通量测定的技术路线和装置,并用于野外实地观测。该装置由箱体和气体分析仪两部分组成,用软管连通。该方法和装置可用于区域内、多地点、多样地（点）土壤表面二氧化碳通量的测定,具有便于携带、成本低、易操作,测定数据可靠、直接、快速等优点。      

黑土区耕作措施对春季耕层温度的影响

本文通过长期定位试验,分析了免耕、少耕和旋松三种耕作措施下耕层黑土土壤容积热容量、土壤热通量、净辐射的变化,进而阐明了耕作措施对耕层土壤温度日变化的影响.研究表明:各处理)0cm和5cm处土壤温度变化与净辐射通量变化存在极显著相关关系.5cm处土壤热通量日变化各处理均表现为"S"型波动曲线,日变化相对较大,10cm处相对较小.免耕秸秆覆盖日净辐射平均值为0.58MJ/m2,比少耕和旋松小0.04MJ/m2,受净辐射、容积热容量和5cm处热通量影响,0 cm和5cm处土壤温度日变化较大,且有波动现象;受深层较低地温、容积热容量和10cm处热通量影响,10cm和15cm处土壤温度变化较小,且较平稳.所有耕作措施土壤温度随深度的增加出现滞后现象.免耕秸秆覆盖措施各耕层相对于其他处理地温均较低,影响春季地温的升高.     

植被和坡向对土壤温度与土壤热通量变化的影响

土壤温度是森林气候的重要因素,与植物的生长关系密切.不同坡度和坡向的林分,光照条件的差异使林内的土壤温度和土壤热通量发生相应的变化.为研究试验区不同林分水热平衡规律,本试验监测了林木生长季土壤和大气温度.结果表明:整个生长季的平均地温林外＞阳坡＞阴坡,6-10月不同土层温度的变化规律是先下降后上升;土壤不同土层间温度极...     

冷型小麦灌浆期农田土壤热通量的分析

根据农田土壤温度资料 ,分析了冷型小麦陕 2 2 9和对照品种 9430的土壤温度 ,用热平衡台站规范方法计算了土壤热通量。结果表明 ,在灌浆期冷型小麦陕 2 2 9比 9430品种 0～ 0 .2 0 m土温偏低 0 .2～ 3.5℃ (8:0 0和 2 0 :0 0地面温度除外 ) ,偏低值以午后最大 ,地面达 2 .5～ 3.5℃ ,地下 0 .0 5 ,0 .10 ,0 .15和 0 .2 0 m分别达 1.5～2 .2 ,0 .9～ 1.6 ,0 .7～ 1.5和 0 .6～ 1.5℃。通过地面的土壤热通量陕 2 2 9比 9430偏低 10 .80～ 13.2 4J/ (m2· s) ,0～0 .2 0 m土层的热含量偏低 11.0 2～ 13.6 7J/ (m2· s) ,即冷型小麦的 0～ 0 .2 0 m土壤环境具有偏冷的特征     

广州地表能量通量研究

以广州市为研究区域,利用1990和2006 TM数据以及2000 ETM＋数据,借助SEBAL模型反演的地表温度以及地面气象站点数据得到了研究区地表显热及潜热能量通量。这除了对非渗透表面与地表能量通量各分量之间关系的研究具有必要性意义外,对于具有复杂地表的城市的能量蒸散发研究也有重要意义。     

不同沟麦种植方式热量平衡及气象效应

作者利用晴天条件下的实测资料，对沟麦和畦麦（ 对照） 的热量平衡及气象效应进行了研究。结果表明：与对照相比，热量平衡：（１） 农田净辐射、湍流热通量沟麦和对照相差不大；（２） 土壤热通量比对照增加４８ ％ ～１２９ ％ ；（３） 蒸发耗热量减小２ ％ ～７ ％ 。气象效应：（１） 沟麦种植的沟温、垄温具有与畦麦不同的温度效应；（２） 田间蒸发量比对照减小３ ％ ～１１ ％ 。     

有效碳源和氮源对黄土性土壤N2O逸出量的影响

用乙炔抑制原状土柱法 ,就不同碳、氮质量分数对黄土性土壤水稻土和旱地农田土壤反硝化作用的影响进行了研究。结果表明 ,在适宜的氮质量分数和水分条件下 ,两种土壤的反硝化强度随碳质量分数的增大而增加 ,在有效碳源最高加入量 2 0 0 m g/kg时达到最大 ;而在一定的碳质量分数和水分条件下 ,供试土壤的反硝化强度并不随土壤 NO- 3- N质量分数的增加而增加 ,在水稻土和农田土壤上最大反硝化作用的氮源加入量分别为 30 0和 15 0 mg/kg;当氮源为亚硝态氮时 ,两种土壤反硝化强度均随加入土壤亚硝态氮质量分数的增加而增加     

冷型小麦灌浆期农田水分利用状况初探

根据农田土壤湿度和小气候观测资料,分析了冷型小麦陕229和暖型小麦9430的土壤湿度,并用M.И.布德柯法计算了株间水汽通量。结果表明,在灌浆期,冷型小麦0～20cm土层的土壤蒸发较暖型小麦低;冷型小麦在40～50cm土层的蒸腾耗水为暖型小麦的1.98倍;9:00～11:00冷型小麦20cm-2/3株高和2/3株高-冠顶的水汽通量分别比暖型小麦高3.23～24.62mg/(m2·s)和11.46～36.52mg/(m2·s)。表明冷型小麦植株蒸腾作用旺盛,土壤蒸发较少,能有效利用土壤水分。     

不同耕作措施对冬小麦田CO_2排放通量的影响

在甘肃省石羊河绿洲灌区连续4 a冬小麦保护性耕作田间定位试验的基础上,用静态箱-气相色谱法研究了5种耕作措施下,冬小麦田从前季灌浆期到后季分蘖期期间CO2排放通量的变化规律.结果表明:不同耕作措施下,CO2排放通量在观测期内呈现"高-低-高"的双峰型变化曲线;秸秆翻压处理CO2排放通量最高,传统耕作CO2排放通量介于免耕不覆盖处理和秸秆翻压处理之间;传统耕作与免耕不覆盖两处理CO2排放通量间差异性显著;CO2排放通量与耕层(0~30 cm)土壤温度和土壤含水量呈显著正相关,其中土壤含水量对CO2排放通量的影响大于土壤温度对其的影响.     

不同施肥处理对工矿复垦区玉米农田土壤呼吸的影响

以孝义市克俄工矿复垦区田间定位试验为基础,于2010年5月至2011年11月利用LI-8100测定了不同施肥处理试验区玉米田土壤呼吸的季节动态变化,分析不同施肥处理土壤呼吸对土壤温度的敏感性。结果表明:不同施肥处理下,2011年试验区玉米农田土壤碳通量均高于2010年;并且随着玉米生长期的不同,土壤碳通量也发生相应的变化,尤其在玉米出苗、抽穗、灌浆期不同施肥处理间差异显著;不同施肥处理下土壤呼吸对土壤温度的敏感度Q10值也存在明显差异,表现为CK<无机肥<有机肥+无机肥<有机肥。