不同耕作措施下温度升高对旱作春小麦农田土壤N2O排放的影响

为探究不同耕作措施下温度升高对旱作春小麦农田土壤N₂O排放的影响效应,基于APSIM模型,结合甘肃省定西旱作春小麦试验区定点连续监测的N₂O排放通量等数据,检验该模型模拟不同耕作措施下N₂O排放的适宜性,并对不同耕作措施下日最高、最低温在0??2℃范围内耦合变化时旱作春小麦农田土壤N₂O排放进行模拟。结果表明：APSIM模型对不同处理下N₂O排放的模拟结果与实测结果较为一致,归一化均方根差（NRMSE）最大值为0.17,决定系数（R²）最小值为0.80,相关性均达到显著水平（P<0.05）,说明该模型可以用来模拟不同耕作措施下旱作麦田N₂O排放;在试验设计范围内,日最高温不变、日最低温升高会增加N₂O排放,增排效果表现为传统耕作（T）>免耕（NT）>传统耕作+秸秆覆盖（TS）>免耕+秸秆覆盖（NTS）,日最低温每升高0.5℃,最大增排幅度为2.41%;日最低温不变、日最高温升高会减少N₂O排放,减排效果表现为T>TS>NT>NTS,日最高温每升高0.5℃,最大减排幅度为1.68%。日最低温升高带来的增排效应大于日最高温升高带来的减排效应。     

植被类型对黄土丘陵区土壤碳氮磷化学计量特征的季节变异

为探讨植被类型及生长季阶段对土壤碳氮磷生态化学计量特征的影响,揭示黄土丘陵区陆地生态系统养分限制及循环规律。以黄土丘陵区典型荒草地（Grassland）、苜蓿（Medicago Sativa）地、沙棘（Hippophae rhamnoides）灌木地、文冠果（Xanthoceras sorbifolium）林地、云杉（Picea asperata）林地为研究对象,分析其0—60 cm土壤有机碳（SOC）、全氮（TN）、全磷（TP）含量及化学计量比特征在植被类型间及生长季阶段内的差异。结果表明：（1）全生长季下乔木林地土壤SOC、TN、TP含量不同程度地显著高于灌草地0.7%~39.7%（P<0.05）,且各植被类型土壤SOC、TN含量均随植被生长而逐渐降低,土壤TP含量在生长季末期有一定的储集;（2）全生长季下5种植被类型土壤化学计量比（C：N、C：P、N：P）均值分别为24.70,77.56,4.26,其C：N、C：P均较全国平均值（12.3,61.0）偏大,而N：P较全国平均值（5.2）小;且该区灌木地土壤化学计量比与荒草地间均存在显著性差异,而乔木林地间土壤化学计量比及草地间土壤C：P、N：P间均无显著性差异;（3）土壤C：N在时间上具有较好的稳定性,同时各植被类型土壤化学计量比在生长季阶段间均表现为生长季旺期>生长季初期>生长季末期,但植被在生长季旺期下N：P （6.37）及生长季末期下C：P （40.84）与全生长季和全国均值的比较趋势相反。植被类型及生长季阶段对土壤养分及化学计量比特征均有一定的影响,同时黄土丘陵区植被生长受土壤N、P养分限制程度为N > P,因此应根据植被类型及生长阶段实际情况,合理施加氮磷肥,进而有助于土壤养分存留,加快生态修复进程。     

黄土丘陵区不同植被类型间土壤CO2释放与模型模拟及敏感性分析

【目的】探究黄土丘陵区3种典型植被(文冠果(Xanthocera ssorbifolium)林地、冰草(Agropyron cristatum)荒草地、沙棘(Hippophae rhamnoides)灌丛)覆盖下土壤CO₂排放规律及影响因素，比较不同植被类型覆盖土壤CO₂排放的差异，为该地区减少土壤CO₂排放选择合适的退耕还林还草植被提供依据。【方法】基于DNDC模型模拟，结合实际土壤CO₂排放通量及土壤影响因子，检验该模型对不同植被类型间土壤CO₂排放模拟的适宜性，并对其进行敏感性分析。【结果】黄土丘陵区3种典型植被覆盖土壤CO₂排放季节变化趋势均呈单峰曲线，与土壤表层(5 cm)温度、含水量变化趋势相似，并且该地区不同植被类型间土壤CO₂排放通量与土壤表层(5 cm)温度、含水量均呈极显著正相关关系(P<0.01)，说明土壤温度、含水量是影响CO₂排放的关键因素；文冠果林地土壤年均CO₂     

黄土丘陵区4种典型植被土壤可溶性氮组分特征

土壤可溶性氮组分是氮循环中最活跃的一环，是联系"植物—土壤氮组分—土壤养分"的关键纽带。为探讨植被类型对黄土丘陵区土壤氮素累计及其有效性的影响，以黄土丘陵区4种典型植被（荒草地、沙棘林地、文冠果林地、云杉林地）为研究对象，分析0—10，10—20，20—40 cm土层可溶性有机氮（SON）、铵态氮（NH₄⁺—N）、硝态氮（NO₃^-—N）含量，密度及其所占TN比例在不同植被间的差异。结果表明：与荒草地相比，0—40 cm土层中SON含量整体表现为云杉林地最高（19.0%），文冠果林地和沙棘林地分别减少7.0%，13.2%，NO₃^-—N含量为沙棘林地最高（20.9%），文冠果林地和云杉林地分别减少5.0%，48.0%，3种植被与荒草地相比NH₄⁺—N含量减少19.0%~29.1%；同样，云杉林地SON密度增加31.17%，沙棘林地与文冠果林地分别减少12.8%，4.3%，沙棘林地NO₃^-—N密度增加21.4%，文冠果林地、云杉林地分别减少3.5%，42.6%，其余植被NH₄⁺—N密度减少16.4%~32.8%；可溶性氮组分占TN比例中，仅沙棘林地NO₃^-—N占TN比例最高，相比于荒草地增加1.2倍。相关分析表明，可溶性氮组分受TN与MBN的影响大于SOC和MBC。综上，不同植被类型对可溶性氮组分含量、密度及占全氮比例有较大影响，并增加氮素的有效性，以云杉、沙棘的提升效果最好。