华西雨屏区常绿阔叶林土壤呼吸对模拟氮沉降的响应

【目的】研究华西雨屏区常绿阔叶林土壤呼吸对模拟氮沉降量的响应,分析二者的关系。【方法】从2013年12月至2014年11月,通过野外原位试验,采用LI-8100土壤碳通量分析系统测定对照(CK,0g/(m~2·a))、低氮(L,5g/(m~2·a))、中氮(M,15g/(m~2·a))和高氮(H,30g/(m~2·a))4个氮沉降水平的土壤呼吸速率,分析土壤呼吸速率与10cm土壤温度和含水量的关系,以及氮沉降处理对土壤微生物生物量碳、氮含量的影响。【结果】华西雨屏区常绿阔叶林土壤呼吸速率具有明显的季节动态变化,呈单峰型,在夏季较高,冬季较低。模拟氮沉降处理4次后,各氮沉降处理开始表现出对CO_2释放的抑制作用,在夏季抑制作用最明显,且氮沉降量越大抑制作用越强,全年L、M和H氮沉降处理的CO_2释放量分别比CK降低6.88%,15.76%和28.17%。模拟氮沉降使得土壤呼吸Q_(10)值减小,CK、L、M和H处理的Q10值分别为2.77,2.60,2.45和2.40,这表明随氮沉降量增大土壤呼吸的温度敏感性降低。单因素回归方程分析结果表明,与土壤温度相比,土壤含水量对土壤呼吸速率的影响较小。经过连续1年氮沉降后,L、M、H处理土壤微生物生物量碳和氮分别比CK降低9.65%,14.51%,25.47%和11.40%,19.51%,23.31%,且均与CK差异显著。【结论】在氮沉降持续增加和全球气候变化的背景下,氮沉降使得华西雨屏区天然常绿阔叶林向大气中排放的CO_2量减少。     

华西雨屏区光皮桦林土壤呼吸对模拟氮沉降的响应

从2008年1月至12月,对华西雨屏区光皮桦(Betula luminifera)林进行了模拟氮沉降试验,应用LI-8100土壤碳通量分析系统和气压过程分离(Barometric Process Separation,BaPS)技术分别研究了4个氮沉降水平0(CK)、5(L)、15(M)、30(H)gN·m-2·a-1下土壤呼吸的日变化和月动态.结果表明,土壤呼吸具有明显的季节动态,各处理土壤呼吸最高值均出现在7月份;氮沉降初期,各处理土壤呼吸差异不明显,5月份以后各氮沉降处理土壤呼吸开始表现出抑制效应,随着施氮浓度的增加,抑制效应愈加明显(CK>L>M>H);土壤呼吸日变化基本呈现单峰曲线,呼吸速率最高值一般出现在14:00-16:00.随着氮沉降的增加,对土壤呼吸产生的抑制效应增强,这可能与光皮桦林土壤本身的氮素状态有关.各处理土壤呼吸速率与土壤温度呈极显著指数正相关关系,对土壤呼吸与土壤温度和湿度的偏相关分析得出,温度能解释土壤呼吸的大部分变异(50.1%～79.8%),是影响光皮桦林土壤呼吸的主导因子.随着氮沉降浓度的增加,土壤呼吸的Q10值减小,表明氮沉降可能降低了土壤呼吸的温度敏感性.     

长白山阔叶红松林土壤呼吸对氮沉降增加的响应1）

通过原位模拟氮沉降的试验研究了长白山阔叶红松林土壤呼吸及其对氮沉降的响应。分别在6、7、8月的月初采用喷洒尿素进行施氮处理,处理水平为对照、低氮（23 kg· hm－2· a－1）、中氮（46 kg· hm－2· a－1）和高氮（69 kg· hm－2· a－1）（以氮素质量计）,每月用红外分析法测定各处理水平的土壤呼吸速率3、4次。结果显示：在生长季内长白山阔叶红松林土壤呼吸有明显的季节变化,10月份最低（0．72μmol· m－2· s－1）,7月份最高（2．27μmol· m－2· s－1）;低、中氮处理提高了土壤呼吸速率,分别比对照高出55．4％和60．3％,高氮则降低了土壤呼吸速率,比对照低21．7％;模拟氮沉降没有改变土壤呼吸的昼夜变化趋势,其变化趋势与土壤温度一致,土壤呼吸速率与5cm 土壤温度呈显著的指数关系;模拟氮沉降增加改变了土壤呼吸对温度的敏感性,对照、低氮、中氮和高氮处理的Q10值分别为1．93、2．34、2．94和1．54。结果表明,在我国北方温带森林地区,未来氮沉降增加会促进土壤呼吸排放,并增加呼吸的温度敏感性,但过高的氮沉降会抑制土壤呼吸并降低呼吸的温度敏感性。     

氮沉降对杉木人工林土壤呼吸与土壤纤维素酶活性的影响

为研究森林土壤呼吸速率和纤维素酶活性对氮沉降增加的响应,以福建三明沙县官庄林场12年生杉木人工林为研究对象,设置了N0、N1、N2和N3四个水平,N沉降量以氮素计依次为0、60、120、240 kg.hm-2.a-1,对其林地土壤表层(0-20 cm)、中层(20-40 cm)和底层(40-60 cm)土壤进行了为期3 a的模拟氮沉降试验。结果表明:氮沉降抑制了林地表层土壤的呼吸作用,但明显促进了中层和底层土壤的呼吸作用。在N1、N2和N3处理下,林地表层土壤呼吸速率分别降低了28.34%、2.04%和15.31%,而中层土壤土壤呼吸速率分别增加了53.44%、62.22%和20.20%,底层土壤呼吸速率分别增加了117.46%、42.72%和72.86%。氮沉降在初始的2 a内使森林土壤纤维素酶活性提高,而在第3年,N1和N2处理对土壤纤维素酶活性的促进作用减弱,N3处理则显著降低了土壤纤维素酶活性。总体上看,经N1、N2处理后,土壤呼吸速率与土壤纤维素酶活性存在正相关性,而N3处理下两者的关系不显著。     

模拟氮沉降对滇中云南松林湿干季土壤特性和土壤呼吸的影响

【目的】研究氮沉降背景下湿干两季土壤理化性质、微生物特征和酶活性变化对土壤呼吸影响,为亚热带森林生态系统碳循环及物质循环、能量流动提供科学依据。【方法】选择滇中亚高山云南松林为研究对象,研究模拟氮沉降下(对照CK 0 g/(m²·a)、低氮LN 10 g/(m²·a)、中氮MN 20 g/(m²·a)、高氮HN 25 g/(m²·a))湿干两季土壤理化性质、酶活性、土壤微生物数量、微生物量碳(MBC)、微生物量氮(MBN)以及土壤呼吸变化特征,阐明氮沉降下土壤呼吸的季节变化特征以及土壤呼吸与土壤特性之间的响应关系,并探讨其耦合机制的相关性。【结果】(1)与CK相比,各氮处理下土壤TN、NH4+-N均显著增加。(2)在湿干季时,脲酶在HN显著增加了16.38%～67.95%;蔗糖酶在HN显著降低了19.65%～35.65%;过氧化氢酶在LN、MN和HN显著增加了11.11%～100.00%;多酚氧化酶在MN、HN显著降低了8.69%～25.00%;(3)土壤微生物数量、MBC在LN、MN下均显著增加(...     

模拟氮沉降和磷添加对杉木林土壤呼吸的影响

  目的  模拟氮沉降和磷添加对杉木Cunninghamia lanceolata林土壤呼吸的影响,对调控杉木林土壤碳循环提供科学依据。  方法  以10年生杉木林为研究对象,共设置9个处理水平[对照(ck)、低氮(N₃₀:30 kg·hm?2·a?1)、高氮(N₆₀:60 kg·hm?2·a?1)、低磷(P₂₀:20 mg·kg?1)、高磷(P₄₀:40 mg·kg?1)、低氮低磷(N₃₀+P₂₀)、低氮高磷(N₃₀+P₄₀)、高氮低磷(N₆₀+P₂₀)、高氮高磷(N₆₀+P₄₀)],探讨了大气氮沉降和磷添加对杉木林土壤呼吸的影响。  结果  施加氮磷没有改变杉木林土壤呼吸的季节性变化。单独施氮促进了杉木林土壤呼吸作用,高氮水平(N₆₀)对土壤呼吸的促进最显著(P＜0.05);单独施磷促进了杉木林土壤呼吸作用,高磷水平(P₄₀)对土壤呼吸的促进最显著(P＜0.05);氮磷复合作用下低氮高磷(N₃₀+P₄₀)对杉木林土壤呼吸的促进作用最为显著(P＜0.05)。相关分析发现:土壤呼吸速率与土壤温度呈极显著正相关(P＜0.01),与土壤湿度呈极显著负相关(P＜0.01),低氮低磷水平下(N₃₀+P₂₀)土壤温度敏感性系数(Q₁₀)高于对照。  结论  氮沉降和磷添加均对杉木林土壤呼吸有促进作用,氮磷复合作用下对杉木林土壤呼吸的促进作用更为显著,其中高氮低磷的促进作用最为显著。图1表2参46     

草地土壤微生物及酶活性对氮沉降的响应研究进展

区域性的氮沉降增加近年来受到广泛关注,有研究预测在未来的几十年内陆地表面的活性氮沉降量会不断增加。 草地作为陆地生态系统分布最广的植被,更易受氮沉降增加的干扰。土壤微生物能够影响土壤生态系统的结构、功能及过程,是维持土壤生产力的重要组分。因此,本文综述了氮沉降增加对草地土壤微生物及细胞外酶活性的影响研究进展,并对未来研究进行展望,以期为未来相关研究提供一些参考。     

生物炭和氮沉降对落叶松人工林土壤呼吸及其理化性质的影响

为了探讨氮沉降下施用生物炭在短期内对土壤呼吸和土壤理化性质的影响,以神农架林区落叶松(Larix gmelinii)人工林为研究对象,设置对照(CK)、添加氮素(处理1)、添加生物炭(处理2)以及添加氮素和生物炭(处理3)共4个处理.2019年5月—9月采用Li-8100A土壤碳通量测量系统测定土壤呼吸速率,9月底采集土壤样品测定理化性质,分析施肥对落叶松人工林土壤呼吸的影响.结果表明:落叶松人工林土壤呼吸速率(Rs)的变化趋势与土壤温度(T)的变化趋势一致,呈现明显的季节动态.处理1的Rs在7月份和8月份均显著高于CK(P<0.05),分别比CK增加189.84％和95.70％;处理2的Rs在7月份显著高于CK(P<0.05);处理3的Rs在7月份和8月份均显著高于CK(P<0.05).4种处理的Rs与T都呈极显著的指数关系.与CK相比,处理1和处理3的Q10值明显增大,而处理2的Q10值没有明显变化.处理3的土壤有机碳(SOC)和土壤全氮(TN)质量分数均显著高于其他处理(P<0.05),SOC质量分数为52.98 g·kg-1,分别比CK、处理1和处理2提高26.48％、22.88％和17.30％;土壤TN质量分数为2.88 g·kg-1,分别比CK、处理1和处理2提高13.24％、13.41％和15.99％;处理1、处理2和处理3的土壤全磷(TP)质量分数均显著高于CK(P<0.05),分别比CK提高9.99％、6.92％和8.90％.土壤温度是该地区落叶松人工林生长季土壤呼吸的主要影响因素,模拟氮沉降下添加生物炭有助于该地区土壤碳汇和氮汇的增加.     

氮沉降和降水变化对华西雨屏区天然常绿阔叶林土壤呼吸的影响

【目的】探究氮沉降和降雨变化对华西雨屏区天然常绿阔叶林土壤呼吸的影响。【方法】通过野外原位试验,设置氮沉降(N)、减少降雨(R)、增加降雨(W)和对照(CK)4个处理,对天然常绿阔叶林土壤呼吸速率、0~10cm土层土壤温度和土壤体积含水量进行为期1年的观测,并对以上3项指标的相关性进行分析,然后在试验处理的第13个月测定微生物生物量C、N含量。【结果】(1)N、R和W处理的平均土壤呼吸速率分别比CK降低了29.53%,12.26%和21.18%,各处理均显著抑制了常绿阔叶林土壤呼吸速率(P0.05)。(2)N、R、W和CK的土壤呼吸年通量分别为1 489.85,1 854.85,1 666.32和2 114.11g/m2,N、R和W处理均显著减少了土壤呼吸年通量(P0.05)。(3)N、R、W和CK的Q_(10)(土壤呼吸对温度的敏感系数)值分别为2.37,2.98,2.43和2.53。减少降雨可能使土壤呼吸的温度敏感性升高,氮沉降和增加降雨则降低了土壤呼吸的温度敏感性。(4)分别采用指数模型和一元二次项方程拟合土壤呼吸速率与温度和体积含水量间的回归方程,表明土壤温度能解释土壤呼吸月动态变化的83.08%~94.67%,土壤体积含水量能解释土壤呼吸月动态变化的63.06%~67.30%。(5)与CK相比,N、R、W处理的微生物生物量C、N含量均显著降低。【结论】氮沉降、增加降雨和减少降雨处理均显著抑制了华西雨屏区天然常绿阔叶林的土壤呼吸。在模拟氮沉降和降水变化下,与土壤水分相比,土壤温度是该区常绿阔叶林土壤呼吸的主要影响因素。     

不同水分条件天鹅湖高寒湿地土壤线虫群落结构对氮沉降的响应

为探究氮沉降对干旱区高寒湿地土壤线虫群落结构的影响,本研究以天山中部的巴音布鲁克天鹅湖高寒湿地为样地,选取2个不同水分条件区域,分别喷施3个不同浓度氮素,开展野外原位模拟氮沉降控制试验,研究不同水分条件土壤线虫群落结构对氮沉降的响应。结果表明：地表季节性积水条件土壤线虫群落的优势属主要为前矛线属（Prodorylamus,29.30%）,地表常年干燥条件土壤线虫群落的优势属是前矛线属（Prodorylamus,18.69%）、Laimydorus（20.21%）和螺旋属（Helicotylenchus,33.48%）;在土壤水分和氮添加的共同作用下,杂食/捕食类线虫（OP）和食真菌类线虫（FU）丰度升高,植物寄生类线虫（PP）丰度降低;地表常年干燥条件下,氮添加对土壤线虫群落各生态指数影响不显著。在地表季节性积水条件下,随着氮添加浓度上升,富集指数（EI）和成熟度指数（PPI）先下降后上升,但氮添加对土壤线虫群落香农威尔指数（H）和优势度指数（λ）无显著影响,20 kg·hm^-2·a^-1氮添加会促进干旱区高寒湿地土壤有机质分解途径由细菌向真菌分解途径发展。土壤含水量、土壤电导率和碱解氮是影响土壤线虫群落结构的主要因素。研究表明,氮沉降增加会影响土壤线虫群落中不同营养类群的丰度,但对土壤线虫群落结构多样性和干旱区高寒湿地土壤生态系统稳定性影响较小。     

林木根系呼吸及形态对氮的反应研究概述

根系呼吸对研究全球碳循环和全球变暖等都具有非常重要的意义,但我国有关林木根系呼吸的研究很少。总结了林木根系呼吸的影响因子,尤其对氮对根系呼吸的影响进行了详细的研究和分析,并对今后的研究提出了几点建议。     

不同牧草对农牧交错带土壤呼吸作用的效应研究

通过对林西县内不同牧草地的土壤进行土壤原位呼吸及土壤微生物指标的测定和分析,研究了不同牧草对农牧交错带土壤呼吸作用的效应。结果表明,含水量较高的牧草地,土壤原位呼吸速率与温度间呈正相关关系;在土壤水分含量较低的牧草地,土壤温度持续上涨,土壤微生物的呼吸作用受到抑制,土壤原位呼吸速率降低,所以土壤原位呼吸速率随地温的升高而变小。在不同牧草地,冰草和无芒雀麦草地土壤表现出较高的微生物生物量和较低的呼吸商。与其他牧草地相比,冰草和无芒雀麦草地表现出更好的土壤微生物指标。混播草种以后的盐荒地土壤有良好的微生物指标;退耕以后的苜蓿草地与荞麦农田相比,土壤微生物指标有所好转。     

贵州喀斯特山区花椒林小生境类型与土壤环境因子的关系

以贵州西南部典型喀斯特山区花椒林下不同小生境类型为研究对象,系统地研究了小生境类别与土壤环境因子的对应关系,结果表明：与一般土壤相比,石坑和石沟小生境土壤有机碳、活性有机碳、全氮、碱解氮和基质底物诱导呼吸量增加明显,并体现出良好的正向累积效应,而石洞、石缝和石槽则相反;土壤活性有机碳占总有机碳比例变幅范围在12.61%~15.73%之间,以石槽最高,石沟次之,一般土壤最低;不同小生境类型下,土壤团聚体均以大团聚体为主,<0.25 mm粒级团聚体含量极为低下,不足5%。通径分析结果显示,影响基质诱导呼吸作用最重要的因素是土壤有机碳含量,土壤活性有机碳含量次之,其通径系数分别可达1.530和0.869。总体上,花椒林下小生境可划分沟坑型、一般土及槽缝型三类,与槽缝型相比,沟坑型生境类型土壤有机碳、底物诱导呼吸、全氮、碱解氮、活性有机碳分别可高出73.38%、110.26%、37.01%、44.44%和59.73%。沟坑型小生境对喀斯特山区生态恢复及农业生产的可持续发展具有一定现实意义。     

不同森林类型土壤氮矿化的研究

采用野外潜伏法。通过对不同森林类型土壤铵态氮。硝态氮季节变化的研究,系统分析了不同森林类型土壤氮素矿化水平,结果表明：不同林型铵态氮和硝氮含量,均随管筒潜伏期的延长而递增。铵态氮含量大于硝态氮含量。     

长期不同施肥下新疆灰漠土土壤呼吸特征研究

[目的]探讨长期不同施肥下新疆灰漠土的土壤呼吸变化特征,为西北干旱区灰漠土农田土壤碳通量的计算以及灰漠土固碳潜力的评估提供依据.[方法]在连续定位施肥22 a灰漠土长期试验的12个处理中选择5个处理,利用英国ACE土壤碳通量测量仪,对其呼吸速率进行24 h的连续监测.同时监测试验区气温和5 cm地表温度等相关气象数据.[结果]长期施用有机物料(NPKM、M、S)的土壤呼吸速率总体高于不施用有机物料(NPK、CK)的处理,以单施有机肥(M)处理对土壤呼吸速率的影响最为显著,秸秆还田处理其次.NPKM处理的土壤呼吸速率小于M和S,说明化肥配合有机肥的施肥方式能够减缓农田CO2的释放,长期施用有机物料处理的土壤呼吸速率对环境温度的敏感性大于不施用有机物料的土壤,陈NPKM处理外,其余处理与地表温度间存在线性关系.[结论]从农业固碳减排和土壤肥力培育的角度,有机无机配合施用是实现新疆农田地力提升和环境友好双赢的重要培肥措施.     

模拟氮沉降对农田大型土壤动物的影响

采用喷施氮肥模拟氮沉降的方法,分对照(CK,不施氮)、低氮(T50,50 kg.hm-2.a-1)、中氮(T100,100 kg.hm-2.a-1)、高氮(T150,150 kg.hm-2.a-1)4个梯度对温郁金农田生态系统进行氮沉降处理,5个月后调查其田间大型土壤动物分布情况。结果表明:①调查共获得大型土壤动物19类485只,优势类群2类、常见类群8类、稀有类群9类;类群数和个体数均以0<土壤深度h≤5 cm层最高。②氮沉降改变了土壤动物个体数的表聚特征,在高浓度氮处理下土壤动物表现出向深层趋避;氮沉降降低了大型土壤动物的个体数,0T100>T150。③氮沉降对土壤动物类群数的垂直分布无明显影响,但能够减少土壤动物的类群数,0T100>T150。④各处理下的大型土壤动物的Shannon-W e iner多样性指数H′、P ielou均匀性指数J和S inpson优势度指数C基本一致,表现为T100>T50>CK>T150,表明低氮处理对大型土壤动物多样性有促进作用,而在高氮处理时表现为抑制,存在阈值作用。⑤大型土壤动物多样性与杂草地上部分鲜质量显示出较好的正相关(r=0.74),而杂草地上部分鲜质量与农作物温郁金地上部分鲜质量显示较好的负相关(r=-0.79),土壤动物对氮沉降的响应受到杂草和农作物的影响,可能是一个更为复杂的过程。     

干旱区农田土壤呼吸与土壤温湿度的关系

[目的]研究土壤温湿度对土壤呼吸的影响。[方法]利用LI-cor8100土壤呼吸观测系统,连续观测2012年6月18~30日张掖绿洲农田的土壤呼吸速率和土壤温湿度;分析了土壤呼吸速率的日变化规律及土壤呼吸与土壤温湿度之间的关系;评价了现有的土壤呼吸模型。[结果]张掖绿洲农田的土壤呼吸具有明显的日变化规律,该区域土壤呼吸速率与4 cm深度土壤温湿度的相关性最好;土壤呼吸速率与土壤温度之间的相关性要远远好于土壤呼吸速率与土壤水分之间的相关性。[结论]在土壤呼吸模型中,同时考虑土壤温度和土壤水分的土壤呼吸模型的模拟结果要好于只考虑土壤温度或土壤水分的土壤呼吸模型。     

荒漠-绿洲区不同土地利用类型土壤呼吸对温湿度的响应

加强确定荒漠-绿洲过渡区内的土壤呼吸和其温湿度的敏感性特点,对掌握半干旱以及干 旱地区的土壤碳循环发挥着尤为重要的意义。本篇文章对荒漠-绿洲区不同土地利用类型土壤呼吸 对温湿度的响应进行了分析,希望为更多的业内人士带来有价值的借鉴与参考作用。     

艾比湖流域土壤呼吸日变化及水热因子影响

为研究干旱区植物群落土壤呼吸日变化特征及影响因子,利用开路式土壤碳通量测量系统LI-8100测定艾比湖流域四种植物群落土壤呼吸速率日变化,结合实测的温度、湿度因子,分析土壤温度、湿度,大气温度、空气相对湿度对土壤呼吸速率的影响.结果表明:胡杨、梭梭、芦苇、盐节木四种群落土壤呼吸速率日变化基本都呈单峰曲线.在日时间尺度上,胡杨群落、梭梭群落、盐节木群落、芦苇群落土壤呼吸速率与地上10和150cm高度处气温均表现为显著正相关.各群落土壤呼吸速率与不同深度土壤温度并没有固定的相关关系.不同的植物群落,对土壤呼吸起首要作用的温度因子不相同,且气温通过土壤温度对土壤呼吸的间接影响不相同.可用一元或二元线性函数来描述温度与土壤呼吸速率关系.各群落的土壤呼吸速率与地上10和150cm处空气相对湿度均呈显著负相关.在日变化尺度上,土壤温度、土壤湿度、气温、空气相对湿度共同影响了土壤呼吸速率,由温度和湿度共同拟合出的模型能解释土壤呼吸速率变化78;以上的原因.