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。     

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。     

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。     

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。     

科尔沁沙地不同环境条件下植物叶凋落物CO2释放研究

采用可以有效控制环境因子的室内土壤培养试验,对不同生境土壤、土壤水分及温度作用下叶凋落物释放CO2的情况进行了初步研究。结果表明:①在培养的前4 d,土壤水分含量越高,叶凋落物释放CO2的速率越快;而从整个培养期来看,沙地中较低的含水量对叶凋落物释放CO2的速率无显著的影响。②在流动沙地和半流动沙地的生境中,凋落物释放CO2的总量高于丘间低地和固定沙地。③叶凋落物释放CO2速率与环境温度呈显著的正相关(F=0.7316,P<0.01)。在10℃,20℃以及30℃条件下,CO2的释放速率均较为平稳,而在40℃时0~16 d呈现出明显逐步加快的趋势,在17~24 d则缓缓下降并趋于平稳。     

半干旱区草地土壤动物多样性的季节变化及其与温湿度的关系

在中国科学院奈曼沙漠化研究站附近选择不同程度封育草地为研究样地,通过调查不同季节降雨、温度、土壤温度和水分以及土壤动物特征,分析了土壤动物季节变化及其对降雨和温度的响应特征。结果表明:研究样地共获得土壤动物11目13个类群,螨类和鞘翅目幼虫为优势类群,存在于3个季节中;常见类群随季节变化发生更替。夏季大型土壤动物个体数多,种类丰富,多样性较高,而春季和秋季均较低。中小型土壤动物密度表现为春季>夏季>秋季,Shannon指数和均匀度指数表现为夏季较高,而春季和秋季均较低。相关分析表明,土壤含水量季节变化是影响大型土壤动物群落个体数季节分布的主要因素,而中小型土壤动物个体数、类群数、Shannon指数和均匀度指数与土壤含水量和温度间均无显著相关关系(P>0.05)。说明夏季"雨热同季"对大型土壤动物多样性影响较大,而对中小型土壤动物多样性影响相对较小。     

准噶尔盆地盐穗木群落土壤CO2释放规律及其影响因子

采用LI-8100自动土壤碳通量测量系统,于2006年5～10月对分布于准噶尔盆地西北缘的盐穗木群落的土壤呼吸速率进行了(北京时间8:00～20:00)测定,并分析了温度和水分对土壤呼吸的影响.结果表明:土壤CO2释放速率具有明显的日变化和季节变化规律,均呈单峰曲线.日最大释放速率出现在14:00～16:00时,最小释放速率在8:00时,日变幅最大值为0.977 μmol/(m2·s)、最小值为0.549 μmol/(m2·s);土壤CO2释放速率的变化顺序为6月＞7月＞5月＞8月＞9月＞10月,平均速率为0.436±0.061 μmol/(m2·s).土壤呼吸速率日变化与温度的相关性分析表明,呼吸速率与气温、地表温度和5 cm土层温度呈极显著和显著正相关关系,土壤呼吸速率与其之间的线性回归关系为Y=-0.034 0.045 X气温 0.011 X地表温度-0.044X5 cm,(R2=0.734,P＜0.001).土壤呼吸速率与20～30 cm,30～40 cm土层的含水量具有显著的相关性.     

西安南郊不同深度土壤CO_2浓度变化研究

利用红外CO2监测仪对西安南郊不同深度条件下的土壤CO2浓度进行了多次昼夜观测。观测结果表明:在一昼夜内土壤CO2浓度具有从低到高再到低的变化规律,这种变化特点与昼夜温度变化基本一致;土壤CO2浓度从总体来看具有白天高,夜间低,夏季高,秋季低的特点;浅层土壤CO2浓度昼夜变化幅度明显大于深层土壤CO2浓度变化幅度;在厚层黄土的150cm深度范围内,土壤CO2浓度随着深度的增加而增加,在150~600cm深度范围内CO2浓度基本恒定,显示出与薄层土CO2浓度变化明显不同。     

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。     

不同水肥条件对绿洲农田土壤N2O排放的影响北大核心CSCD

研究土壤干湿变化对绿洲农田土壤氧化亚氮（N2O）排放的影响,可优化绿洲农田灌溉施肥措施、减少绿洲农田土壤N2O排放。基于室内培养试验,将100 g风干土置于730 m L马氏瓶中,放入25℃培养箱内培养,采用称重法严格控制施氮量和土壤含水量,通过注射器连接三通阀抽取瓶内气体,测定不同施氮量和干湿变化下绿洲农田土壤N2O排放量,结果表明：（1）土壤干湿变化显著影响农田土壤N2O排放,未施氮情况下,干燥处理下土壤N2O累积排放量是湿润处理下土壤N2O累积排放量的1.28倍;（2）与未施氮处理相比,施氮显著促进了土壤N2O排放,施肥土壤N2O排放速率在施氮后0-4 d内出现排放高峰,随后显著降低;（3）施氮后湿润土壤N2O排放速率显著高于干燥条件下的土壤N2O排放速率（P〈0.05）,湿润土壤N2O累积排放量为2.07 mg·kg^-1,是干燥条件下土壤N2O累积排放量的1.16倍。因此,在绿洲农田滴灌施肥期间,适当增加滴灌施肥的时间间隔调控土壤干湿状况,可有效减少绿洲农田土壤N2O的排放。     

近51a西安气候变化的R/S分析

运用R/S(Rescaled Range Analysis)方法,对西安市1951~2001年过去51年的气温、降水量、相对湿度、水汽压等气候指标的年平均、冬季、夏季进行了分析计算,通过计算,各指标的Hurst指数H值均大于0.5,说明4个气候指标存在明显的Hurst现象,反映出西安过去51年的气候变化趋势,并预测了西安市气候未来的发展趋势,证明了城市化效应已经对西安产生了显著影响。     

基于CRU资料的中亚地区气候特征

基于中亚地区1971-2000年的CRU资料,利用一元线性回归法,分析中亚地区30 a的气候变化特征。结果表明：土库曼斯坦和乌兹别克斯坦的沙漠地区是中亚最为干旱的地区,也是气温最高的地区。塔吉克斯坦和吉尔吉斯斯坦冬季和春季降水多,夏季和秋季降水少,气温变化幅度相对较小。哈萨克斯坦的降水呈现西多东少,且主要集中在夏季,气温变化幅度较大,且西暖东冷。中亚地区气温年较差较小。新疆与中亚五国的气候有明显差异,新疆降水主要集中在夏季的天山山区,气温增暖明显,最高和最低气温与中亚西部的变化趋势相反。     

1960—2019年黄河源区气候变化时空规律研究

黄河源区是气候变化敏感区及生态环境脆弱区,也是黄河的主要产流区,其气候变化问题备受关注。利用黄河源区均一化气温和降水观测数据,系统分析了近60 a黄河源区平均气候与极端气候事件的变化特征。结果表明:1960—2019年黄河源区年平均气温、平均最高及最低气温表现出增温趋势的一致性,且源区东部增温幅度高于西部;黄河源区年均气温在2000年前后发生突变转折,转折后升温速率达0.61℃·(10a)^-1,高于1960—2019年的增温率0.37℃·(10a)^-1。1960—2019年黄河源区年降水量总体呈微弱增加趋势[7.6 mm·(10a)^-1],2003年后进入降水偏多阶段,近10 a(2010—2019年)源区平均年降水量达到610 mm;春、夏、冬季降水增多,秋季降水减少;其中源区东部夏、秋季降水减少明显,阶段性干旱风险加剧。近10 a源区平均气温、降水量均为60 a来最高值,总体处于最暖湿阶段。受持续暖湿化影响,1960—2019年黄河源区平均极端气温阈值呈显著的增大趋势,而霜冻日数减少;年最大3日降水量和强降水日数增多,降水强度增大,其中尤以夏季最为显著,对源区生态保护和水资源利用乃至黄河全流域高质量发展均可能带来风险挑战。     

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。     

Effects of irrigation on precipitation in the arid regions of Xinjiang,China

Soil moisture is an important parameter for the interaction between soil and atmosphere.It is the second important factor that influences climate change,next to sea surface temperature(SST).Most previous studies focused on the monsoon regions in East China,and only a few laid emphases on arid environments.In Xinjiang, which is located in Northwest China,the climate is typically arid and semi-arid.During the past 20 years,the precipitation in Xinjiang has shown a significant increasing trend,and it is closely related to oasis irrigation.This paper aims at discussing whether abnormal soil moisture in spring can be the signal to forecast summer precipitation.The effects of abnormal soil moisture due to farm irrigation in spring in arid environments on regional climate are investigated by using a regional climate model(RegCM3).The results indicate that positive soil moisture anomaly in irrigated cropland surface in May led to an increase in precipitation in spring as well as across the whole summer. The impact could last for about four months.The effects of soil moisture on the surface air temperature showed a time-lagging trend.The summer air temperature declined by a maximum amplitude of 0.8oC.The increased soil moisture could enhance evaporation and ascending motion in the low troposphere,which brought in more precipitation.The soil moisture affected regional weather and climate mainly by altering the surface sensible and latent heat fluxes.     

天山北坡经济带42a来气温和降水变化特征分析

根据天山北坡经济带6个气象站点的气温及降水资料,利用线性趋势函数及滑动平均法分析了该区域近42a的气候变化。结果表明:近42a来天山北坡经济带年平均气温、平均日最高气温、平均日最低气温及春、夏、秋、冬季气温均呈上升趋势,其中90年代是气温上升最显著时期。平均日最低气温上升的幅度远大于平均日最高气温的上升幅度,并且冬季增温明显。年平均降水量及春、夏、秋、冬季降水自80年代后出现增加趋势。除春季外,其余各季降水均有上升趋势,从线性拟合看,夏季降水量上升趋势最显著。     

Non-growing season soil CO2 efflux and its changes in an alpine meadow ecosystem of the Qilian Mountains,Northwest China

Most soil respiration measurements are conducted during the growing season.In tundra and boreal forest ecosystems,cumulative,non-growing season soil CO2 fluxes are reported to be a significant component of these systems' annual carbon budgets.However,little information exists on soil CO2 efflux during the non-growing season from alpine ecosystems.Therefore,comparing measurements of soil respiration taken annually versus during the growing season will improve the accuracy of estimating ecosystem carbon budgets,as well as predicting the response of soil CO2 efflux to climate changes.In this study,we measured soil CO2 efflux and its spatial and temporal changes for different altitudes during the non-growing season in an alpine meadow located in the Qilian Mountains,Northwest ChinaField experiments on the soil CO2 efflux of alpine meadow from the Qilian Mountains were conducted along an elevation gradient from October 2010 to April 2011.We measured the soil CO2 efflux,and analyzed the effects of soil water content and soil temperature on this measure.The results show that soil CO2 efflux gradually decreased along the elevation gradient during the non-growing season.The daily variation of soil CO2 efflux appeared as a single-peak curve.The soil CO2 efflux was low at night,with the lowest value occurring between 02:00-06:00.Then,values started to rise rapidly between 07:00-08:30,and then descend again between 16:00-18:30.The peak soil CO2 efflux appeared from 11:00 to 16:00.The soil CO2 efflux values gradually decreased from October to February of the next year and started to increase in March.Non-growing season Q10(the multiplier to the respiration rate for a 10℃ increase in temperature) was increased with raising altitude and average Q10 of the Qilian Mountains was generally higher than the average growing season Q10 of the Heihe River Basin.Seasonally,non-growing season soil CO2 efflux was relatively high in October and early spring and low in the winter.The soil CO2 efflux was positively correlated with soil temperature and soil water content.Our results indicate that in alpine ecosystems,soil CO2 efflux continues throughout the non-growing season,and soil respiration is an important component of annual soil CO2 efflux.