科尔沁沙地典型玉米农田土壤呼吸特征及其影响因素

以科尔沁沙地典型玉米农田为研究对象,采用动态密闭气室法(Li-6400,USA)测定分析了土壤呼吸速率日动态和季节动态变化及其影响因素。结果表明:(1)土壤呼吸速率日动态在晴朗天气条件下表现为平缓的单峰曲线,最大值和最小值分别出现在14:00~18:00和2:00~6:00;季节动态最高值出现在雨热同期的夏季,日平均值达到7.490μmolCO2·m-2·s-1。(2)指数模型能较好的描述温度对于土壤呼吸日动态和季节动态的影响。(3)土壤呼吸速率与近地表气温的相关性最强,对15cm土壤温度的变化最敏感。(4)生物因子对土壤呼吸的季节变化起着重要作用,根系生物量与土壤呼吸速率呈三次关系(R2=0.880,P0.05)。     

不同利用方式下呼伦贝尔草甸草原土壤呼吸动态特征及影响因素

探究天然草原不同利用方式下土壤呼吸动态特征及影响因素，对草原生态系统碳平衡研究具有重要意义。文中于2022年生长季(6—9月)测定了呼伦贝尔草甸草原围封、刈割、轮牧和自由放牧4种利用方式下土壤呼吸速率及相关环境因子，结果表明：1) 4种利用方式下土壤呼吸速率日动态差异较小，月动态差异显著，前者基本表现为昼高夜低的“单峰型”变化特征，后者表现为7月最高，9月最低，生长季土壤呼吸速率均值刈割(2.24μmol·m^-2·s^-1)>围封(2.08μmol·m^-2·s^-1)>轮牧(1.61μmol·m^-2·s^-1)>自由放牧(1.58μmol·m^-2·s^-1);2)土壤温度和土壤湿度是土壤呼吸速率的主要影响因素，二者的最优复合模型可解释土壤呼吸速率变异的82.7%～92.1%;3)分段式结构方程模型分析表明，在围封、刈割和自由放牧样地，植被因素对土壤呼吸速率独立解释力最高；在轮牧样地，土壤环境对土壤呼吸速...     

毛乌素沙地不同类型生物土壤结皮-土壤呼吸的季节变化特征

2018年以毛乌素沙地西南部发育良好的苔藓结皮和藻类结皮为研究对象,以流沙作为对照,采用土壤碳通量测定,系统观测了不同季节生物土壤结皮-土壤呼吸的日动态,探讨了生物土壤结皮-土壤呼吸与环境因子之间的关系,分析了季节变化对生物土壤结皮-土壤CO2释放量和温度敏感性的影响。结果表明:(1)不同季节生物土壤结皮-土壤呼吸速率均呈"单峰"曲线,但其峰值出现的时间存在差异,春季和夏季不同类型生物土壤结皮-土壤呼吸速率峰值出现时间均为13:00左右,但冬季和秋季,藻类结皮-土壤和流沙呼吸速率出现时间为15:00左右,滞后于春季和夏季2 h。(2)不同季节,不同类型生物土壤结皮-土壤CO2日释放量:苔藓结皮藻类结皮流沙,且达到显著水平(P0.05)。(3)春季至冬季,生物土壤结皮-土壤CO2日释放量呈先增加后降低的趋势,主要表现为:夏季春季秋季冬季,且达到显著水平(P0.05)。(4)通过对不同季节生物土壤结皮-土壤呼吸速率与环境因子的主成分分析,与5 cm土壤温度相比,2 cm土壤温度是不同季节生物土壤结皮-土壤呼吸的主要影响因子,其次为近地层空气湿度。(5)不同季节生物土壤结皮-土壤呼吸速率与2 cm土壤温度的关系均可用指数模型较好的描述,以该函数为基础计算呼吸的温度敏感性,发现温度敏感性的变化范围为1.33～3.85;随季节的变化,温度敏感性呈先降低后升高的趋势:冬季秋季春季夏季,即温度越高,生物土壤结皮-土壤呼吸的温度敏感性越低。     

华山松人工林土壤碳密度及其影响因子

探讨华山松人工林土壤有机碳含量和有机碳密度以及土壤有机碳密度的主要影响因子,为科学评估华山松人工林固碳能力提供依据。在云南玉溪磨盘山森林公园内选择处于中林龄、近成熟林和成熟林的华山松人工林,设置样地并记录样地信息,并取0-60cm土层土样,在实验室测定不同土层的有机碳含量及碳密度。运用主成分分析对华山松林地内的植被因子、地形因子和土壤理化因子进行评价。华山松人工林由中龄林-近熟林-成熟林的发育进程中,土壤有机碳含量和有机碳密度都表现为近成熟林(28.76g·kg-1,128.87t·hm-2)>中林龄(25.70g·kg-1,124.34t·hm-2)>成熟林(25.61g·kg-1,117.49 t·hm-2)。3种林分土壤有机碳含量和有机碳密度都是随土壤深度的增加而逐渐降低。主成分分析表明林木的平均胸径、平均树高、海拔、碳氮比和全氮含量是影响土壤有机碳密度的主导因子。华山松人工林土壤有机碳具有明显的表聚现象,减少人为的不必要干扰,在一定程度上有利于土壤固定更多的碳。     

水位对巴音布鲁克天鹅湖高寒湿地土壤呼吸的影响

以新疆维吾尔自治区天山中部巴音布鲁克天鹅湖高寒湿地为研究区域,结合室内水位控制试验,初探土壤水位对土壤呼吸的影响,结果表明:1)土壤呼吸与土壤水位呈现显著的负相关性(r=-0.997;p=0.003),5cm、0cm、-10cm、-20cm水位梯度下土壤呼吸速率平均值分别为1.27、2.49、4.60、6.21μmol·m~(-2)·s~(-1)。2)不同水位处理下土壤碳排放量差异性达到极显著水平(p<0.01),5cm、0cm、-10cm、-20cm水位条件下土壤碳排放量分别为0.11、0.22、0.40、0.54mol·m~(-2)·d~(-1)。3)不同水位条件下土壤呼吸速率与5cm土壤温度均表现为显著正相关关系,淹水条件下水温与土壤呼吸速率表现为显著正相关性,且随着土壤水位的下降水温与土壤呼吸的相关性系数减弱。各水位梯度土壤呼吸速率与5cm土壤温度均呈显著的指数函数关系,水位降低显著提高了土壤呼吸温度敏感性系数(Q10)(p<0.05)。     

灌溉水矿化度对棉田土壤呼吸速率的影响

为探究不同灌溉水矿化度对棉田土壤呼吸速率的影响,设置了4个灌溉水矿化度,分别为0.85 g·L^-1(CK,当地灌溉水矿化度)、3 g·L^-1(S1)、5 g·L^-1(S2)和8 g·L^-1(S3),在新疆进行了膜下滴灌棉花大田试验。在棉花生育期,每月采集两次土壤呼吸速率值(R_s),并同时监测土壤温度(ST)、含水率(SWC)、电导率(EC)、硝态氮含量(NO₃^--N)、铵态氮含量(NH₄⁺-N),运用通径分析研究了灌溉水矿化度下土壤参数对土壤呼吸速率的影响。结果表明：微咸水灌溉(S1和S2)在一定程度上提高了土壤含水率、电导率和铵态氮含量;咸水灌溉(S3)显著增加了土壤水分和盐分,并降低了土壤硝态氮含量;灌溉水矿化度的增加会减弱土壤呼吸速率。土壤的水分和温度与呼吸速率的相关性,随灌溉水矿化度的增加而呈减弱趋势。通过运用二次函数式来表示0～10 cm的土层温度对土壤呼吸速率的响应(R^...     

祁连山不同海拔梯度和放牧强度土壤呼吸变化特征

分析青海云杉林、灌丛林、放牧草地三者的呼吸速率差异性以及放牧强度对土壤呼吸速率的影响,结果表明:①云杉林、灌丛林和放牧草地在16:00之前的呼吸速率大小顺序为:灌从林>云杉林>草地;16:00之后顺序为:云杉林>灌丛林>草地.②土壤呼吸速率和日均温有Y=10.342e-0.0002x,R2=0.0002的线性关系.这一线性关系可以解释很多土壤呼吸的变化情况.③放牧直接影响土壤含水量,放牧强度与土壤含水量呈负相关,土壤含水量与土壤呼吸速率呈正相关.土壤含水量为:重度放牧区>过度放牧区>极度放牧区;土壤呼吸速率为:重度放牧区>过度放牧区>极度放牧区.④温度是影响土壤呼吸的主要因子,与土壤呼吸速率呈正相关,呼吸速率日均最大值出现在6～7月,为8.66umoL/(m2·s);最小值出现在5月,为0.37umol/(m2·s).     

准噶尔盆地南缘梭梭群落春季融雪期的土壤呼吸动态

积雪对温带中高纬度地区早春土壤温度和水分具有调控作用,并对土壤呼吸具有重要影响。利用箱式法观测2012年早春积雪融化阶段古尔班通古特沙漠南缘典型温带荒漠梭梭群落内土壤呼吸的动态变化。结果表明：春季融雪期梭梭群落土壤呼吸变异极大,变化范围为0.2~1.2 μmol•m-²•s^-1,日平均土壤呼吸速率变化呈先增后减趋势,但土壤最大呼吸速率随土壤含水量的减少而减少。融雪期灌丛内外土壤呼吸变化规律相同,梭梭灌丛内土壤呼吸速率显著高于灌丛外。融雪期土壤含水量与最大土壤呼吸具有显著的相关关系,但在日尺度上土壤温度与土壤呼吸具有显著的相关关系。研究表明：积雪融化对土壤呼吸具有显著的激发效应,早春积雪变化对土壤呼吸速率将产生重要影响。     

民勤退耕区不同年限退耕地土壤理化性质及酶活性

以民勤不同年限(1、2、4、8、13 a)退耕地为研究对象,以当年耕地作为对照,采用时空替代法及通径分析法研究不同年限退耕地土壤理化性质、土壤酶活性变化特征及二者的相关关系。结果表明:(1)随着退耕年限的增加土壤速效钾含量表现为缓慢上升趋势,在退耕13 a达到峰值(411 mg·kg~(-1));其余理化指标均在退耕13 a时降至最低,分别为砂粒含量59%、土壤容重1.285 g·cm~(-3)、土壤有机质含量7.9 g·kg~(-1)土壤全氮含量0.1 g·kg~(-1)、速效磷含量0.329 mg·kg~(-1)。土壤含水率、土壤容重均表现为深层(20～40 cm)土壤高于表层(0～20 cm)土壤,土壤砂粒含量、有机质、速效钾、全氮、速效磷均表现为表层高于深层。(2)4种土壤酶活性随退耕年限的增加表现为先升高再下降的波动趋势,除了过氧化氢酶活性整体表现为较高水平外,其余土壤酶活性均为表层土壤大于深层土壤,且差异性显著(P0.05),其中过氧化氢酶活性值最高达到了0.828 mL·g~(-1)·20 min~(-1),磷酸酶活性值最低为0.0036 mg·g~(-1)·d~(-1)。(3)退耕地磷酸酶、脲酶活性与速效钾含量相关系数分别达到-0.949、-0.966,呈极显著负相关。(4)经通径分析可知,表层(0～20 cm)土壤速效钾含量是影响磷酸酶活性、蔗糖酶活性的直接主要因子,有机质含量间接影响4种土壤酶活性;深层(20～40 cm)土壤有机质含量为影响磷酸酶活性、过氧化氢酶活性直接主要因子,全氮含量间接影响4种土壤酶活性。     

重构土体土壤呼吸及其水热影响因子日变化特征

选取荒石滩地4种重构土体作为研究对象,应用土壤碳通量测量系统(LI-8100),对重构土体土壤呼吸和水热影响因子进行原位监测,分析了重构土体土壤呼吸的日变化情况。结果表明,4种重构土体土壤呼吸在观测期间的日变化均呈现单峰曲线,最低值出现在6∶00或20∶00,最高值出现在10∶00、12∶00或14∶00。4种重构土体土壤呼吸值在8月份和12月份分别达到试验观测期间最大值和最小值,其中,添加蛭石、页岩、沙和砒砂岩重构土体的最大值分别为9.88、10.47、14.94μmol·m~(-2)·s~(-1)和12.19μmol·m~(-2)·s~(-1),最小值分别为0.11、0.08、0.10μmol·m~(-2)·s~(-1)和0.00μmol·m~(-2)·s~(-1),4种重构土体日变化幅度的排序为添加沙页岩砒砂岩蛭石。4种重构土体土壤温度(指数模型)、土壤体积含水量(二次曲线模型)单因素以及土壤温度和含水量双因素(幂-指数模型)均能够解释土壤呼吸的日变化,但是解释能力不同,双因素模型解释能力一般高于50.0%,单因素模型中温度的解释能力显著高于水分;3种模型拟合下,添加蛭石重构土体水热影响因子对土壤呼吸日变化的解释能力最低,为77%～97%,指数模型和幂-指数模型下添加蛭石的重构土体土壤水热影响因子对土壤呼吸日变化的解释能力最低,分别为41%～96%和77%～97%,二次曲线模型模拟下添加页岩重构土体土壤体积含水量对土壤呼吸日变化的解释能力最高,为28%～53%。