CO2浓度升高对森林碳平衡及碳氮耦合的影响

森林碳平衡及碳氮耦合对大气CO2浓度升高的响应存在着诸多不确定性,现有研究主要集中在温带地区,并体现在光合作用、生产力及分配、枯落物分解以及土壤碳库等各个方面,研究结果表明:CO2浓度升高(1)短期内增强了森林的光合能力,长期条件下由于氮供应与叶氮含量的下降,就会产生光合下调与适应现象;(2)提高了森林净初级生产力(NPP)并影响其在各组分之间的分配,但却没有促进土壤氮矿化作用,土壤氮有效性降低,限制了森林NPP的持续上升;(3)增加了森林枯落物的数量,刺激了微生物的氮吸收与同化以及植物对有效氮的利用,从而影响分解过程;(4)增强了森林土壤的碳汇功能,但同样会受到氮有效性的直接限制与支持氮固定的其它养分的间接限制。由于热带、亚热带地区的环境因素与温带地区存在较大差异,未来应加强这些区域的相关研究,进一步揭示森林生态系统对CO2浓度升高的响应机制。     

森林土壤N_2O产生与排放影响因子研究进展

影响森林土壤N2O产生和排放的主要因子为土壤理化性质(如土壤温度、土壤含水量、pH值以及土壤C/N等),同时,森林类型以及环境干扰(如氮沉降、土地利用/土地覆被变化等)也会影响土壤N2O产生和排放。文中首先论述了土壤N2O产生机制,然后综述了目前国内外关于上述影响因子对土壤N2O产生和排放影响的研究结果,最后提出未来应重点研究的方向。     

中亚热带森林转换对地表CH4氧化的影响

利用静态箱-气相色谱法对中亚热带常绿阔叶天然林与杉木人工林地表CH4氧化速率进行17个月的定位观测研究.结果表明:在观测期间(2009 - 04-2010 - 08),天然林与人工林均表现为大气CH4汇,天然林与杉木人工林地表CH4年均氧化速率分别为32.01和25.31 μg·m -2h-1,天然林地表CH4氧化速率为10.83 ～75.02μg·m -2h-1,人工林地表CH4氧化速率为7.66 ～46.40 μg·m-2h-1;地表CH4氧化速率受土壤温度、含水量及其交互作用的影响,土壤体积含水量显著影响地表CH4氧化速率,而土壤温度对地表CH4氧化速率的影响则因土壤体积含水量和土壤深度而异.     

米槠人促更新林皆伐火烧后初期土壤CO2通量动态

[目的]为科学评价皆伐、火烧对中亚热带常绿阔叶林不同深度土壤有机碳吸存的影响,[方法]以福建省中亚热带36年生米槠人促更新林为研究对象,采用非散射红外CO₂浓度探测仪和Licor-8100土壤碳通量系统,并结合Fick扩散法计算并分析0~80 cm不同深度土层CO₂通量的日动态特征。[结果]表明:(1)火烧地(RB)和皆伐地(RR)不同土层CO₂浓度均出现明显下降,其中,对照(CK)地土壤CO₂浓度值(0~80 cm)分别是RB和RR的1.9、1.3倍;(2)各试验地土壤CO₂通量(0~80 cm)表现为RB(1.99 μmol·m²·s^-1)>RR(0.99 μmol·m²·s^-1)>CK(0.96 μmol·m²·s^-1),除2040 cm土层外,RB土壤各层CO₂通量均显著高于RR和CK(P<0.05);(3)试验地不同土层CO₂通量(0~80 cm)日变化幅度表现为RB>RR>CK,其中,RB土壤各层的变化幅度均显著大于RR和CK(P<0.05),而RR与CK间的差异表现在0~5、10~20、20~40 cm土层(P<0.05);(4)拟合分析表明,各试验地不同深度土壤CO₂通量与土壤温度呈显著相关,且 RB的决定系数(R²)显著高于RR和CK;不同试验地各土层温度、含水量的双因素模型拟合效果均优于单因素模型;Q₁₀值显示,皆伐、火烧后初期土壤各层的温度敏感性得到明显提高。     

关于城镇垃圾污染问题的环境经济学分析

从环境经济学的角度分析了城镇垃圾污染的表征、危害、产生的根源及其解决途径.     

玉米条带少耕作业驱动式破茬刀设计与试验

针对东北玉米垄作区耕整地动土量大和春季降雨量低时土壤墒情不佳、耕作阻力大等问题,提出一种条带式少耕的作业方式,并设计了驱动式破茬刀。通过对驱动式破茬刀的作业工况进行受力分析得出,当破茬刀的滑切角大于或等于与其接触的根茬或土壤的摩擦角时,破茬刀耕作阻力降低。结合根茬与土壤滑动摩擦角的测量和破茬刀的运行速度取值,确定了刀片的刃口曲线方程;进一步通过分析根茬受力状态及测定物料间摩擦角,确定驱动式破茬刀的作业半径为230 mm;最后通过确定刀片的几何尺寸、刀轴和刀盘参数得到驱动式破茬刀。有限元模态分析与强度、刚度校核结果表明,所设计的驱动式破茬刀性能良好、满足设计要求。离散元仿真对比试验表明,所设计的驱动式破茬刀比驱动式圆盘刀组的耕作阻力降低了19.78%、土壤抛起数量降低了13.95%,其耕作阻力与动土量性能均较优。     

不同林龄人促天然更新林土壤磷素形态及有效性分析

采用Hedley磷素分级改进方法对福建省顺昌县不同林龄(21年生、31年生、49年生)米槠人促更新林Castanopsis carlesii表层土壤(0~10 cm)磷素有效性和磷素形态变化特征进行研究,结果表明:21年生、31年生、49年生米槠人促更新林土壤总无机磷含量分别为237.53、238.75和251.89 mg/kg;各形态无机磷中,树脂-P、氢氧化钠无机P最大值均出现在49年生米槠林土壤,而碳酸氢钠无机磷、稀盐酸无机磷、浓盐酸无机磷、残留磷变化不大;表层土壤有机磷形态中NaCHO3-Po和NaOH-Po及总有机磷的含量均随着林龄增加而增大,但C.HCl-Po没有变化;土壤有效磷含量亦随着林龄增加而增加,且土壤有效磷与树脂-P、NaCHO3-Po、NaOH-Po呈显著正相关。可见树脂-P可以作为红壤磷素缺乏的一个预测指标,而森林土壤有机磷矿化对土壤磷素有效性具有明显影响。     

基于土芯法的亚热带常绿阔叶林细根空间变异与取样数量估计

树木细根具有高度空间异质性,确定合理的细根取样策略是林木细根研究的前提。通过在福建省三明米槠天然常绿阔叶林内随机钻取96个土芯,分析细根生物量和形态特征的空间变异特征,并估计各指标所需的取样数量。结果表明:(1)随着径级增加,细根各指标变异系数增大,相应的取样数量增加;(2)随着土壤深度增加,单位面积细根生物量变异程度和相应的取样数量均增加。在置信水平为95%、精度为80%的条件下,直径为0-1 mm和1-2 mm的细根,分别采集16和42个样品可以满足测定单位面积细根生物量,采集17和31个样品可以满足测定单位面积细根长度,采集25和33个样品可以满足测定单位面积细根表面积。Shapiro-Wilk检验表明,除表层土壤0-1 mm细根单位面积生物量符合正态分布外,其余细根生物量和形态指标数据均不符合正态分布。研究结果为亚热带常绿阔叶林细根的合理取样提供了科学依据。     

根系隔离对土壤酶活性及其温度敏感性的影响

为探究细根和相关菌根真菌对土壤酶活性及其温度敏感性(Q₁₀值)的影响,在亚热带杉木成熟林中设置未隔离(NE)、隔离细根(ER)、隔离菌根(EM) 3种处理,并在室内设置不同温度梯度(4、10、20、30、40℃)的培养试验,探索根系碳输入改变对土壤酶活性及其温度敏感性的影响。结果表明:与NE处理相比,ER、EM处理下土壤的β-葡萄糖苷酶、β-N-乙酰氨基葡萄糖苷酶和酸性磷酸酶的活性显著下降(P<0.05),ER、EM处理间差异不显著(P>0.05); ER处理下土壤的铵态氮(NH₄⁺-N)、硝态氮(NO₃^--N)、微生物量碳(MBC)和微生物量氮(MBN)含量显著降低(P<0.05),表明本研究中的土壤酶活性可能主要是由植物细根诱导的;不同隔离处理下3种土壤酶的活性均随着培养温度的上升而不断升高,只有ER、EM处理下的酸性磷酸酶活性在30～40℃温度区间开始下降;不同隔离处理下土壤酶的Q₁₀值随温度升高呈先增大后减小的趋势,在20～30℃...     

中亚热带常绿阔叶林不同演替阶段土壤活性有机碳含量及季节动态

为探明不同演替阶段土壤碳吸存潜力,选取演替时间为15a(演替初期)、47a(演替中期)、110a(演替后期)3个中亚热带常绿阔叶林,分析了各演替阶段的土壤有机碳(SOC)含量以及土壤微生物量碳(MBC)、可溶性碳(DOC)和微生物熵(SMQ)的季节变化。结果表明:演替中、后期不同土层的土壤SOC、MBC、DOC含量和SMQ均显著高于演替初期(P<0.05);与演替中期相比,演替后期土壤MBC、DOC含量有所降低,SOC含量和SMQ无显著差异。土壤SOC、MBC和DOC含量随土层加深而显著性降低(演替初、中期DOC除外),并随演替进行逐渐向腐殖质层富集。不同演替阶段MBC、DOC和SMQ均有显著季节变化,最低值出现在秋季,最高值随演替进程由冬季逐步转向夏季。相关分析表明,不同演替阶段土壤活性有机碳含量与土壤有机碳含量极显著相关(P<0.01),且土壤活性有机碳(MBC、DOC)和SMQ对土壤碳库变化更为敏感。