旱区灌溉棉田土壤呼吸昼夜变化特征及其与土壤温度的关系

本试验以裸地为对照,通过对土壤剖面CO2浓度的监测,研究了旱区灌溉棉田土壤呼吸的昼夜变化规律及其与土壤温度的关系。主要结果如下:(1)土壤及根际呼吸均呈"V"型昼夜变化特征,最小值出现在16∶00~17∶00之间,而土壤微生物呼吸昼夜变化趋势与之相反;(2)土壤微生物呼吸产生的CO2通量在土壤升温阶段略高于降温阶段,相对的,根际呼吸在土壤升温阶段产生的CO2通量低于降温阶段,并形成一个明显的逆时针圆圈;(3)棉花根际呼吸对土壤呼吸的平均贡献率为47%。以上结果说明,在建立土壤呼吸与土壤温度相关关系模型的过程中,需要区分根际呼吸和土壤微生物呼吸,充分考虑土壤温度变化对土壤呼吸各组分影响的差异性。     

(土娄)土不同发生层铬(Ⅵ)吸附特性及还原容量研究

研究了(土娄)土对Cr(Ⅵ)的吸附特性、影响因素及还原容量.结果表明:①(土娄)土不同土层对Cr(Ⅵ)的吸附量大小顺序为粘化层＞犁底层+老耕层＞耕层＞钙积层;土壤对Cr(Ⅵ)的吸附量与土壤中Fe2O3、粘粒含量和Ph有关;②(土娄)土中Cr(Ⅵ) 被吸附的主要形态是HCrO4-;③土壤对Cr(Ⅵ)的等温吸附可以用Langmuir模型和Freundlich模型较好描述.根据Langmuir模型求得土娄土粘化层对Cr(Ⅵ)的最大吸附量最高,为228.3 μg/g;④(土娄)土各土层的测定还原容量在9 323～17 318 mg/kg之间,与土壤有机质有关;(土娄)土各土层对Cr(Ⅵ)的有效(条件)还原容量只有其测定还原容量的1/1844-1/3586.     

黄河源玛多县退化草地土壤温湿度变化特征

土壤水热状况变化是退化草地土壤的主要特征,对退化草地生态系统具有重要的影响。研究青藏高原退化草地的土壤温湿度变化规律,可以对高原草地在各季节、各时段的土壤温度和湿度变化进行动态预测,同时,对于退化草地的恢复和改善环境具有指导意义。选择青藏高原玛多地区典型退化草地,利用一年的观测数据,计算土壤温度、土壤湿度及土壤热通量的季节变化和年变化特征,分析土壤温度和湿度及热通量之间的相互关系。结果表明：在季节变化上,土壤温度和湿度在夏季均为最大值,土壤温度在各季节的变化趋势较一致,土壤热通量变化幅度比温度和湿度大,日振幅达到102 W•m^-2;在年变化上,土壤湿度在6月出现最大值,12月出现最小值,极值年较差为12.6％。春季和夏季的土壤热通量均大于0 W•m^-2,冬季均小于0 W•m^-2。青藏高原退化草地土壤温湿度及热通量存在明显的季节变化和年变化特征,就土壤湿度而言,夏季是高原的湿润期,春季和秋季为干旱期。青藏高原地区土壤从11月开始冻结,次年4月开始解冻。土壤热通量在春季和夏季均为正值,说明这一时段热量由大气向土壤传递;冬季则相反,热量由土壤向大气传递。整体而言,土壤温度和湿度及土壤热通量之间的关系呈显著正相关。     

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。     

丰雨年旱作农业区不同耕作措施麦豆地N_2O、CH_4的排放

采用静态箱-气相色谱法采集丰雨年旱作农业区不同耕作措施春小麦-豌豆地排放气体并计算通量,研究耕作措施、土壤温度和土壤含水量对春小麦-豌豆地N2O和CH4排放的影响,其中,耕作措施包括免耕秸秆覆盖(NTS)、免耕不覆盖(NT)和传统耕作+秸秆还田(TS)以及传统耕作不覆盖(T)四种。研究结果表明:不同措施麦豆地均为N2O的排放源,春小麦地通量波动范围0.018~0.146 mg·m-2·h-1,豌豆地通量波动范围0.024~0.210 mg·m-2·h-1,全生育期春小麦地N2O平均排放通量大小顺序:TTSNTNTS,而豌豆地大小顺序:TNTSNTTS;不同耕作措施麦豆地均表现为CH4的吸收汇,春小麦地吸收通量的波动范围0.051~0.212 mg·m-2·h-1,豌豆地的波动范围0.057~0.193 mg·m-2·h-1,全生育期春小麦地CH4平均吸收通量大小顺序:NTSNTTST,豌豆地大小顺序:NTSTSNTT;不同耕作措施对N2O和CH4全生育期通量有明显的影响,TS、NT和NTS三种耕作措施较T措施而言,有效地减少了N2O的排放且增加CH4的吸收;丰雨年,土壤温度和土壤含水量对旱作农业区N2O和CH4排放综合影响权重有所降低。     

不同耕作方式下旱作玉米田土壤CO2排放量及其与土壤水热的关系

为探讨不同耕作方式对旱作玉米田土壤CO_2排放量的影响,设置深松耕(DT)、翻耕(PT)和免耕(NT)3个处理,分析3种耕作方式下土壤CO_2排放量的动态变化及其与土壤温度和土壤水分间的关系。结果显示:2010-2011年夏玉米生长季,3种耕作方式下土壤CO_2排放量均呈先增后降的变化趋势,表现为DTPTNT,且不同处理间差异显著(P0.05);耕作方式可显著影响夏玉米生育前期土壤温度,且土壤CO_2排放量对不同耕作方式下土壤温度的敏感性不同,土壤温度分别可以解释PT、DT和NT处理土壤CO_2排放量季节变化的50.72%~53.90%、48.10%~59.63%和13.31%~19.90%;土壤水分和温度共同分别可以解释旱作夏玉米田DT和PT处理下土壤CO_2排放量季节变化的57.61%~76.83%和56.62%~67.12%。土壤温度和水分是影响旱作农田DT和PT处理下土壤CO_2排放量的关键因素。     

不同耕作措施对冬小麦农田土壤水分和温度的影响

在多年田间定位试验的基础上,研究了内陆河绿洲灌区不同耕作措施对冬小麦农田土壤水分和温度的影响.结果表明,冬小麦返青至成熟,0～150 cm土层深度范围内免耕秸秆覆盖处理土壤平均含水量较免耕和传统耕作处理高0.21%和0.23%,免耕对土壤含水量影响不明显;冬小麦收获后,0～150 cm土层深度范围内土壤含水量平均值的高低顺序为:免耕秸秆覆盖＞免耕＞传统耕作.冬小麦返青至成熟期间,无论晴天还是阴天,0～25 cm土层深度范围内免耕秸秆处理土壤温度均低于免耕和传统耕作处理,免耕秸秆覆盖和免耕处理土壤温度平均值较传统耕作分别低2.8℃和2.6℃,免耕秸秆覆盖处理可以稳定土壤温度.相关分析表明,土壤含水量与土壤温度存在显著负相关关系.     

干旱区退化湿地恢复过程中的土壤呼吸特征研究

精河入湖口湿地是典型干旱区湖泊湿地艾比湖湿地的重要组成部分。本研究采用空间序列代替时间序列的方法分析了艾比湖精河入湖口退化湿地恢复中土壤呼吸的变化特征。结果表明:(1)随着恢复期的延长,土壤CO2通量的日变化有由单峰型向双峰型转变的趋势;(2)恢复期较短的湿地(1 a),季节变化具有单峰型特点,峰值在秋季,恢复期较长的湿地(3~5 a),季节变化呈现双峰型,且春季高于秋季;(3)退化湿地在植被恢复过程中土壤呼吸速率逐渐增强;(4)在退化湿地的不同恢复阶段,近地面10 cm土壤温度与土壤CO2通量的关系最密切。因此,只要水源充足,精河入湖口退化湿地在恢复过程中土壤呼吸速率随恢复时间延长而逐渐提高,经4~5 a即可恢复到未退化状态。     

宁夏黄土丘陵区冬小麦农田土壤呼吸特征及影响因素分析

土壤呼吸是陆地碳循环研究的关键环节,是大气CO2的重要来源,文中以冬小麦农田为研究对象,利用ACE土壤呼吸自动监测系统,研究了冬小麦农田土壤呼吸、土壤温度、土壤水分和光合有效辐射的变化特征、相互关系以及碳释放量。结果表明:1)土壤呼吸日变化呈现"单峰型",最大值出现在13:00左右,最小值出现在夜间;2)土壤呼吸日变化表明土壤呼吸与土壤温度(0-10cm)和光合有效辐射呈显著正相关关系(P<0.01),与土壤水分的关系不确定;3)土壤呼吸季节变化表明土壤呼吸与土壤温度呈显著正相关关系(P<0.01),与土壤水分和光合有效辐射无显著相关关系;4)冬小麦农田碳释放量168gC·m-2·a-1。     

黄土区不同土地利用类型下砂质壤土地表CO2通量变化特征——以清凉寺沟流域为例

利用LI-8100A土壤碳通量自动测量系统对晋西北黄土丘陵沟壑区清凉寺沟流域地表土壤CO_2通量进行测量,探讨了CO_2通量时空变化特征、不同土地利用类型下的CO_2通量特征以及环境因子对CO_2通量的影响,对于晋西北黄土丘陵沟壑区小流域地区地表土壤CO_2通量的研究进行补充。结果表明:(1)CO_2通量在生长季呈现单峰变化,于日出前后达单日最低值,在16:00—22:00达到单日最高值;在非生长季则呈现不规律变化。(2)农耕地的CO_2通量相较于荒草地以及枣林地的CO_2通量要低;不同季节的CO_2通量关系为8月CO_2通量最大,5月CO_2通量次之,11月CO_2通量最低。(3)地表土壤CO_2通量与光合有效辐射、大气温度、土壤温度、土壤含水率、土壤有机质、土壤质地等因素密切相关,通过科学的土地利用方式可有效提高土壤的固碳能力。     

秸秆还田对绿洲棉田土壤CO_2时空分布的影响

基于静态箱法和气井法,测定棉花秸秆还田对绿洲棉田土壤CO_2浓度和通量时空分布的影响。结果表明:棉花秸秆还田后土壤CO_2浓度与通量具有明显的时间变化特征,均表现为7月份出现峰值,10月出现低值;与NS(对照组)相比,秸秆还田处理下的土壤CO_2浓度与通量在5月也出现峰值。土壤CO_2浓度随着土壤深度的增加而增加,但秸秆还田对土壤CO_2浓度的垂直分布影响不大。观测期内,NS、HS(半量)、TS(全量)和DS(加倍)处理下的土壤CO_2浓度均值分别为5 946.2、6 837.3、7 717.3 mg·kg~(-1)和10 437.6 mg·kg~(-1),土壤CO_2通量均值分别为110.22、136.84、140.75 mg·m~(-2)·h~(-1)和169.47 mg·m~(-2)·h~(-1),即棉花秸秆还田增加了土壤CO_2浓度和通量;其中,DS处理下的土壤CO_2浓度和通量均显著高于其他处理(P0.05)。此外,NS、HS、TS和DS处理下土壤CO_2浓度与通量之间的相关系数分别为0.30~0.60、0.68~0.72、0.72~0.77和0.85~0.88,相关系数随秸秆还田量增大而增大,即土壤CO_2通量强烈依赖于土壤CO_2浓度。在当前的农业生产水平下,综合评价不同秸秆量还田的效应,应采用全量秸秆还田。     

长安区不同性质土层CO_2释放规律研究

通过对长安双竹村夏、秋季不同性质土层CO2释放量的测定,本文研究了不同性质土层CO2释放规律及其差异。资料表明,从当日早晨到次日早晨,不同性质土层土壤CO2释放量均呈现由低到高再到低的变化规律;土壤CO2释放量与土层性质有密切关系,马兰黄土土层CO2释放量最高,其次是黏性土,释放量最低的是含砾石中细砂土;土层CO2释放量变化与气温的变化呈现负相关。     

阿拉善荒漠功能灌木群的土壤呼吸动态研究

使用LI-8100仪器实测了在生长季阿拉善的梭梭、沙冬青、红砂、华北驼绒藜、珍珠、白刺六种植物群落土壤呼吸速率,使用挖刨面法逐月测定了土壤温度和土壤含水量。结果表明:这六种荒漠植物群落土壤呼吸速率日动态均呈单峰型,最高值皆出现在12:00-14:00,最低值出现在早晨8:00,土壤呼吸速率最大值出现时间先于气温最高值出现的时间。六种植物群落土壤呼吸速率的月变化呈单峰曲线,与近地面气温的变化趋势一致。六种植物群落土壤呼吸速率的日变化与地表温度达到极显著正相关关系,与近地面气温、5cm、10cm温度具有显著相关性。六种植物群落与土壤含水量0-10cm、10-20cm、20-30cm都没有显著相关性。在源与汇的问题上,梭梭、沙冬青、红砂、珍珠、华北驼绒藜、白刺是汇。     

陕西黄土高原中南部土壤CO2释放量变化研究

本文根据 NaOH溶液吸收CO_2的方法 ,对陕西黄土高原中南部4个观测点的土壤CO_2释放量时行了昼夜观测。观测结果表明 ,不同地区、不同气候和不同土质土壤CO_2释放量存在差异 ,冷干地区较暖湿地区土壤CO_2释放量少,凉季较暖季土壤CO_2释放量少;粘性硬质土较松散黄土CO_2 释放量少。长武、洛川、西安南郊土壤CO_2释放量变化再次证明 ,在厚层黄土发育的地区 ,土壤CO_2释放量变化相对于大气温度变化具有滞后性,从当日早晨至次日早晨,CO_2释放量具有由低变高再变低的普遍规律。     

西安南郊夏秋季不同土壤碳排放量的变化研究

根据NaOH溶液吸收CO2原理,对西安南郊不同土层CO2释放量进行了观测,探讨了土壤CO2释放量的变化规律及其影响因素。资料表明,关中地区夏秋季土壤(厚土层)CO2释放量变化规律,与气温变化规律负相关,CO2释放量存在一定的"滞后性",一般滞后4~6h;而薄土层土壤CO2释放量变化规律,与气温变化规律正相关,CO2释放量不存在"滞后性",且释放量明显小于厚土层;深层土壤释放量波动小,且释放量小与厚土层;土壤CO2释放量的变化与温度和天气密切相关,温度高、天气晴朗时释放量大,反之则小;厚土层CO2释放量白昼小于夜间,白天约占1/3,夜间约占2/3;薄土层CO2释放量白昼大于夜间,白天约占2/3,夜间约占1/3。土层CO2观测揭示了CO2释放量与释放规律与土层厚度、深度有关。     

温度和土壤水分对祁连山青海云杉林土壤呼吸的影响

采用美国Li-cor公司生产的LI6400-09土壤呼吸室和LI6400便携式光合作用测量系统对祁连山云杉林土壤呼吸速率进行野外测定,并通过多元回归对其影响因子进行了分析。结果表明:土壤呼吸总体趋势是夏季高,其它季节低,但季节动态呈现不规律的多峰曲线;气温、地表温度以及5cm、10cm、15cm和20cm的土壤温度均与土壤呼吸速率呈显著的指数关系,温度对土壤呼吸的影响在低温时比高温时更显著;土壤呼吸的平均速率为2.145μmol.m-2.s-1。以气温、地表温度以及5cm、10cm、15cm和25cm的土壤温度为依据得到的Q10值依次为2.67、2.23、4.17、4.32、4.36和4.54;0~10cm和10~20cm土层的土壤含水量均与土壤呼吸速率呈相关关系,当土壤水分含量较低的情况下,随着土壤水分含量的增加,土壤呼吸速率也随着增加,但是当土壤水分含量增加到一定程度时,土壤呼吸速率则表现出降低的趋势。     

沃特多功能保水剂保水性能研究

通过室内实验对沃特多功能保水剂在黄土高原主要类型土壤持水性能及保水作用的研究,结果表明:该保水剂在土壤持水方面,对黑垆土效果最明显,持水性均高于对照。而对土和黄绵土来讲,效果不太明显。但在土壤导水方面,黄绵土的改善效果最明显,饱和导水率随保水剂用量的增多而增大;对黑垆土导水率的提高也有一定的作用;对于土来讲饱和导水率在施入保水剂后反而降低。在土壤抗蒸发方面,保水剂抗蒸发作用明显,随用量的增多而各土壤的蒸发量减少。     

Can soil respiration estimate neglect the contribution of abiotic exchange？

This study examines the hypothesis that soil respiration can always be interpreted purely in terms of biotic processes, neglecting the contribution of abiotic exchange to CO2 fluxes in alkaline soils of arid areas that characterize 5% of the Earth’s total land surface. Analyses on flux data collected from previous studies suggested reconciling soil respiration as organic(root/microbial respiration) and inorganic(abiotic CO2 exchange) respiration, whose contributions in the total CO2 flux were determined by soil alkaline content. On the basis of utilizing meteorological and soil data collected from the Xinjiang and Central Asia Scientific Data Sharing Platform, an incorporated model indicated that inorganic respiration represents almost half of the total CO2 flux. Neglecting the abiotic module may result in overestimates of soil respiration in arid alkaline lands, which partly explains the long-sought "missing carbon sink".     

下辽河平原不同生态系统土壤呼吸动态变化

利用长期定位试验对下辽河平原农田生态系统、人工林生态系统和草地生态系统等土壤呼吸状况进行了分析,探讨了不同生态系统土壤呼吸强度的季节变化规律及其主要影响因素。结果表明:下辽河平原不同生态系统土壤呼吸强度季节动态变化趋势基本一致,土壤呼吸强度高峰首先出现在水、热条件适宜的夏季,而后在秋季由于有机物归还量增加,且水热条件亦较适宜的情况下再一次出现高峰;在农田生态系统中,施肥可明显增强土壤呼吸作用,两年平均土壤呼吸强度NPK+M与NPK分别比CK处理提高70%和40%;在草地生态系统中,有机物料归还和人类活动是影响土壤呼吸的主要因素,其强度变化顺序为:每年收获移出荒地裸地;人工林生态系统虽有一定有机物料输入,但其数量有限,呼吸强度低于农田生态系统和草地生态系统。