寒温带冻土区火烧木管理方式对土壤呼吸及其组分的影响

【目的】研究大兴安岭冻土区兴安落叶松林火烧迹地不同火烧木管理方式对土壤呼吸速率及组分的影响,探讨土壤呼吸与土壤温度和含水率的相关性,旨在为火烧后森林恢复与重建提供理论依据。【方法】以寒温带冻土区兴安落叶松林2009年火烧迹地为对象,使用LI-8100土壤呼吸速率测定系统,于2016和2017年生长季观测土壤呼吸速率,同时测定10 cm深处土壤温度和含水率季节变化,比较不同火烧木管理样地(火烧木皆伐,2009C;火烧木择伐,2009S;火烧木未伐,2009N)与对照样地(未火烧未采伐,2009CK)的土壤温度和含水率变化对土壤呼吸速率的影响。【结果】观测期内,4类样地土壤呼吸速率(R_S)与土壤异养呼吸速率(R_H)表现为2009S2009N2009CK2009C;土壤自养呼吸速率(R_A) 2016年表现为2009N2009S2009CK2009C,2017年表现为2009CK2009N2009S2009C。4类样地均呈土壤异养呼吸速率贡献率(C_H)大于自养呼吸速率贡献率(C_A)。C_A在对照样地最大(23.75%),在火烧木皆伐样地最小(16.04%),表现为2009CK2009N2009S2009C。4类样地R_S及其组分与10 cm深处土壤温度(T_(10))极显著正相关(P0.01)。火干扰降低了R_S及其组分与10 cm深处土壤温度的敏感系数。【结论】在冻土区兴安落叶松林,火烧增加了R_S与R_H,火烧木择伐进一步增加了R_S和R_H(P0.05)。火烧木皆伐会降低R_S及其组分,且2009C样地的土壤R_A显著低于2009CK(P0.05)。火干扰降低了土壤自养呼吸速率贡献率,火烧木采伐对此进一步降低,且采伐强度越大时降低越多。4类样地土壤呼吸速率及其组分与10 cm深处土壤温度显著正相关(P0.01)。3类火烧木管理样地的土壤呼吸速率及其组分对温度的敏感度均低于对照样地。火烧迹地土壤呼吸速率及其组分与10 cm深处土壤含水率的正相关性不显著。     

长期施氮对暖温带油松林土壤呼吸及其组分的影响

【目的】比较长期施氮下不同氮水平间暖温带油松天然林土壤呼吸速率、自养呼吸速率和异养呼吸速率差异,揭示土壤呼吸各组分变化的主要影响因子,以期为评价区域森林长期施氮对土壤呼吸的影响提供科学依据。【方法】在山西太岳山油松天然林进行10年(2009—2018)的氮添加试验,设置4个氮添加处理:对照(CK,0 kg N·hm-2a-1)、低氮(LN,50 kg N·hm-2a-1)、中氮(MN,100 kg N·hm-2a-1)和高氮(HN,150 kg N·hm-2a-1),于2016—2018年生长季对土壤呼吸速率、自养呼吸速率和异养呼吸速率进行监测。【结果】在长期(8～10年)施氮下,相比对照,LN、MN和HN处理的年均土壤呼吸速率分别降低21.9%、27.3%和29.1%,年均异养呼吸速率分别降低21.8%、36.6%和31.4%,而土壤自养呼吸速率未改变,土壤p H值下降0.07、0.37、0.78个单位,微生物生物量碳含量下降了11.3%、14.5%、14.7%,但长期施氮未改变土壤有机碳、全氮和细根生物量;异养呼吸速率与土壤微生物生物量碳及自养呼吸速率与细根生物量均呈显著的线性正相关(P0.01);不同处理下土壤自养呼吸速率和异养呼吸速率与土壤温度均呈显著的指数正相关(P0.05);长期施氮可提高土壤自养呼吸的温度敏感性(Q10)(CK=2.19、LN=2.90、MN=2.86、HN=2.34),但会降低土壤异养呼吸的Q10值(CK=2.72、LN=2.23、MN=2.12、HN=2.27);土壤呼吸速率与土壤湿度的关系不显著;土壤温度和土壤湿度双因子模型可分别解释自养呼吸速率和异养呼吸速率的28.7%～42.0%(P0.05)和64.9%～78.1%(P0.001)。【结论】长期施肥未明显改变土壤自养呼吸速率。长期施氮通过抑制土壤异养呼吸使土壤总呼吸降低。长期氮添加对自养呼吸和异养呼吸Q10的影响不一致,而呼吸底物的可利用性和土壤微生物活性的变化是主要因素。为提高土壤呼吸及其组分预测模型的精度,应综合考虑细根生物量及呼吸底物的长期变化。     

毛乌素沙地油蒿灌丛生态系统的土壤呼吸特征

【目的】探究毛乌素沙地半干旱区典型油蒿灌丛生态系统土壤呼吸速率特征,揭示土壤温湿度对土壤呼吸速率的影响,以期为预估半干旱区土壤碳排放提供科学依据。【方法】在宁夏盐池选取典型油蒿群落,采用切根法剖分土壤呼吸组分,于2014年4—10月利用自动气室法对切根处理与对照样地的土壤呼吸速率进行连续观测,采用指数方程拟合土壤呼吸组分对土壤温度的响应,并运用线性回归分析温度响应函数残差(观测值/预测值)与土壤含水率间的关系。【结果】在日尺度、自养呼吸速率最大值出现时间(11:00)早于土壤温度最大值出现时间(15:00),而异养呼吸速率最大值出现时间基本与土壤温度最大值出现时间一致;在生长季中期(6—8月),土壤总呼吸速率,自养呼吸速率和异养呼吸速率的温度敏感性(Q10)分别为1.51,1.40和1.88;自养呼吸速率对温度的响应受水分的影响,当土壤含水率小于8%时,土壤温度仅能解释自养呼吸速率季节变异的36%(Q10=1.10),自养呼吸速率的温度响应函数残差随土壤含水率升高而增加(R2=0.59,P0.05);当土壤含水率大于8%时,自养呼吸速率随土壤温度升高呈指数增加(R2=0.75,Q10=1.88),自养呼吸速率的温度响应函数残差与土壤含水率无显著关系;与自养呼吸速率不同,异养呼吸速率对温度的响应受水分的影响较小,在不同土壤水分条件下均随土壤温度升高呈指数增加(R20.65);自养呼吸贡献率(自养呼吸速率/土壤总呼吸速率)在日尺度上存在中午降低的现象;在季节尺度,RA/RT呈现出明显的季节性波动,在5—8月平均为54%,9—10月平均为69%。【结论】在日尺度,自养呼吸速率受土壤温度的影响较小,而异养呼吸速率主要受土壤温度调节;在季节尺度,异养呼吸速率主要受土壤温度调节,其Q10高于自养呼吸速率;而自养呼吸速率对温度的响应受水分的调节,其Q10随土壤含水率升高而增大;自养呼吸贡献率在日尺度与季节尺度的动态变化很可能来源于呼吸组分对环境因子的差异响应。     

毛竹林土壤呼吸及组分对氮磷添加的非对等响应

【目的】探究毛竹林土壤呼吸及组分对氮添加、磷添加及其二者交互效应的响应差异，揭示生物和非生物因子在调控土壤呼吸中的作用，为评价养分添加影响毛竹林土壤碳排放过程及模型预测提供科学依据。【方法】以缺磷型毛竹林为对象，2017年6月采用林下喷施方式隔月进行氮(10 g·m^-2a^-1)和磷(10 g·m^-2a^-1)添加，设置对照(CK)、单一氮添加(N)、单一磷添加(P)和氮磷共添加(N+P)4个处理，2017年9月—2018年8月采用Li-8100土壤碳通量系统测量土壤总呼吸速率和异养呼吸速率，并测定土壤温度(T)、湿度(SM)、细根和土壤化学性质、细根生物量及土壤微生物特征。【结果】氮磷添加均未改变毛竹细根生物量，对土壤自养呼吸速率无显著影响，氮添加显著增加土壤可利用氮含量、磷添加降低土壤真菌和细菌生物量比值分别是氮磷添加抑制土壤异养呼吸速率的主要原因。氮磷添加对土壤自养呼吸速率和异养呼吸速率均存在交互作用。氮磷添加的交互效应对土壤总呼吸速率无显著影响，但磷添加显著增加土壤总呼吸速率。模型R=ae     

不同强度采伐5年后杉阔混交人工林土壤呼吸速率差异

【目的】比较不同采伐强度下闽北杉阔混交人工林土壤及其各组分的呼吸速率差异,揭示土壤总呼吸速率季节变化的主要影响因子,以期为区域森林采伐对土壤呼吸速率的影响研究提供科学依据。【方法】以闽北杉阔混交人工林为研究对象,2011年8月实施了不同蓄积量采伐强度(中度择伐34.6%、强度择伐48.6%、极强度择伐67.6%、皆伐)作业试验,并与未采伐对照;2016年7月—2017年7月运用Li-8100 A土壤碳通量自动测量系统,对土壤及其各组分的呼吸速率、土壤5 cm深处的温度和湿度开展了为期1年的定位观测。【结果】未采伐和各种强度择伐5年后,土壤总呼吸速率最大值都出现在7月份,最小值出现在1—3月份;皆伐5年后,土壤总呼吸速率最大值出现在6月份,最小值出现在11月份;各种强度采伐林地的矿质土壤呼吸速率与未采伐林地无显著差异( P >0.05);各种强度择伐林地的凋落物和根系呼吸速率都与未采伐林地无显著差异( P >0.05),而皆伐林地的凋落物和根系呼吸速率都显著低于未采伐林地( P <0.05),分别比未采伐林地(1.45和1.11 μmol ·m^-2 s^-1 )减少了0.93和0.53 μmol ·m^-2 s^-1;各种强度择伐林地的土壤总呼吸速率与未采伐林地无显著差异( P >0.05),而皆伐林地的土壤总呼吸速率显著低于未采伐林地( P <0.05),比未采伐林地(4.39 μmol ·m^-2 s^-1 )减少了1.64 μmol ·m^-2 s^-1;中度、强度和极强度择伐林地5 cm深处的土壤温度与未采伐林地没有显著差异( P >0.05),而皆伐使林地土壤温度显著升高( P <0.05),比未采伐林地(18.52 ℃)增加了4.7 ℃;中度、强度择伐林地的5 cm深处土壤湿度与未采伐没有显著差异( P >0.05),而极强度择伐和皆伐使林地土壤湿度显著降低( P <0.05),分别比未采伐林地(30.67%)减少了2.17%和3.98%;土壤总呼吸速率的土壤温度指数模型拟合效果最优,能解释未采伐和各种强度择伐林地土壤总呼吸变化的77.8%~83.3%以及皆伐林地土壤呼吸变化的35.5%;未采伐、中度、强度和极强度择伐林地土壤总呼吸的温度敏感性参数Q 10 为1.77~2.72,皆伐林地的 Q 10 为1.49。【结论】不同强度采伐5年后,各种强度择伐林地土壤及其各组分的呼吸速率与未采伐林地没有显著差异;皆伐使凋落物呼吸速率、根系呼吸速率和土壤总呼吸速率都显著降低;各种强度择伐没有改变土壤总呼吸速率的季节变化规律,但皆伐使土壤总呼吸速率最大和最小出现时间有所提前;研究区土壤温度是土壤总呼吸速率季节变化的主要影响因子。     

择伐对生长季针阔混交林土壤分室呼吸的影响

采用LI-8100土壤CO2排放通量全自动测量系统和与之配套的土壤温度、湿度传感器,对小兴安岭带岭林业局东方红林场观测样地不同强度择伐后,测定林地生长季土壤分室呼吸速率以及10 cm土深处的温度和湿度,探讨生长季土壤各分室呼吸的年际变化.结果表明:枯枝落叶层土壤呼吸速率生长季平均值呈逐年增加的趋势,观测期内枯枝落叶层土壤呼吸速率均值与采伐强度呈二次相关的关系(R2=0.806);根系呼吸速率生长季平均值逐年变化较复杂,差异较大,观测期内根系呼吸速率均值与采伐强度亦呈二次相关的关系(R2=0.415);矿质土壤呼吸速率生长季平均值呈逐年增加的趋势,与采伐强度相关性不显著.土壤温度和湿度是影响土壤分室呼吸速率变化的2个重要因素.枯枝落叶层和矿质土壤层是控制择伐后林地土壤呼吸变化的关键组分.为降低择伐后林地CO2排放增加速率,应选用中小强度(52%以下)的择伐作业.     

暖温带山地天然次生林演替序列根系呼吸速率对林地增温的响应

【目的】通过增温对比试验观测天然次生林演替序列森林内不同层次植物根系呼吸速率生长季的变化,揭示森林演替和模拟增温及其交互作用对根系呼吸速率的影响,为森林更新过程中土壤碳循环对气候变暖响应机制的研究提供数据支持。【方法】以关帝山4种天然次生林(杨桦林、油松林、华北落叶松林和白杄林)为对象,采用野外定点对比试验,以林下地面搭建温室模拟林地增温和用去根试验结合差减法区分根系呼吸组分。于2016—2019年利用Li-6400便携式分析仪观测根系呼吸速率。【结果】增温提高了4种林型细根生物量和根系总呼吸(土壤自养呼吸)的生长季碳通量;增温显著提高了灌木层和草本层根系呼吸速率,提高幅度分别为8.37%～15.26%和10.88%～14.00%,降低了根系呼吸速率的温度敏感性(Q₁₀)。但增温没有改变根系呼吸的生长季单极值变化特征。各林分细根生物量和根系呼吸速率均随演替进程而降低,而根系呼吸速率Q₁₀的值则升高。【结论】灌木和草本层根系呼吸速率对增温和演替及其交互作用的响应程度显著,而乔木层根系呼吸速率对增温和增温与演替的交互作用响应程度不显著。随林地温度...     

内蒙古大青山华北落叶松成熟林生长季土壤呼吸研究

以内蒙古大青山华北落叶松成熟林为研究对象,对生长季林地土壤呼吸速率及土壤温度、湿度进行定位监测,分析了土壤呼吸速率变化特征与土壤水热因子之间的相互作用规律。结果表明:(1)林地土壤呼吸速率有明显的季节动态变化和日变化规律。生长季5～9月土壤呼吸速率大小表现为:7月﹥8月﹥9月﹥5月﹥6月;月平均呼吸速率值区间在1.272～3.702μmol·m^-2 s^-1,平均值为2.323μmol·m^-2 s^-1。生长初期5月、中期7月和末期9月的单日呼吸速率变化均呈单峰曲线,峰值在12:00～16:00出现,最小值在03:00～06:00出现。(2)生长季林地土壤呼吸速率对土壤湿度的敏感性高于土壤温度,与土壤0～15 cm层湿度之间具有极显著的指数相关关系(P﹤0.01),与温度之间存在显著的线性关系(P﹤0.05)。土壤呼吸速率与土壤温度、湿度之间具有极显著的复合线性关系(P﹤0.01),线性模型对生长季土壤呼吸碳通量的预测具有参考意义。     

华北山区非主要生长季典型人工林土壤呼吸变化特征

2005年11月至2006年3月,利用Li-8100土壤呼吸自动观测系统及AR-A-ECH土壤温度湿度自动观测系统,观测了华北山区30年生侧柏和25年生栓皮栎林土壤呼吸速率与土壤温度及湿度,分析了非主要生长季土壤呼吸变化特征.结果表明:(1)晴或多云条件下,2种人工林林地土壤呼吸速率都明显高于阴天,但日变化均不明显;整个非主要生长季,土壤呼吸速率(SRR)呈现出明显的日际变化特征;2005年11月至2006年1月,SRR呈显著降低的趋势,在2月份,维持在相对较低水平,进入3月中旬则迅速回升,降雪使SRR均有不同程度的增加;整个非主要生长季,侧柏林地与栓皮栎林地的平均SRR分别为0.61、0.39μmol·m-2·s-1.(2)2种人工林林地地表及地下5、10、15、20 cm深处土壤温度与SRR都存在显著的指数相关关系(p《0.01),且5cm深处的土壤温度与SRR的相关性最好,侧柏和栓皮栎在该深处的Q10值分别是2.280和1.602;侧柏、栓皮栎林地SRR与土壤含水量分别呈显著的线性相关关系、多项式相关关系(P《0.01).这2种人工林林地SRR与5cm深处的土壤温度和土壤含水量均有很好的复相关关系(P《0.01),且比较偏相关系数表明:影响2种林地土壤呼吸速率的最主要土壤环境因子都是土壤温度.     

模拟气候变暖和林内穿透雨减少对干旱年暖温带锐齿栎林土壤呼吸的影响

[目的]研究土壤呼吸对气候变暖和干旱的响应,阐明全球气候变化与土壤碳排放之间的反馈关系。[方法]采用红外辐射增温和林内穿透雨减少技术模拟气候变暖和干旱,通过LI-8100土壤CO2通量测定系统对生长季土壤呼吸速率进行观测,分析了干旱年不同处理(对照、增温+减雨、增温、减雨)对土壤呼吸速率的影响。[结果]显示:生长季,以上4种处理的土壤呼吸速率分别为1.78、1.84、2.02和2.01μmol·m~(-2)·s~(-1),5 cm土壤温度和土壤湿度分别可以解释土壤呼吸速率变异的68.2%87.5%和51.0%66.6%。干旱期,以上4种处理的土壤呼吸速率均低于生长季,增温处理降低了土壤呼吸速率与土壤温度的相关性,但增加了土壤呼吸速率与土壤湿度的相关性。[结论]干旱年内,土壤温度和湿度是影响该区土壤呼吸速率的主要环境因子,干旱期增温处理引起土壤湿度对土壤呼吸的限制作用削弱了气候变暖与土壤碳排放之间的正反馈作用。     

川西亚高山川滇高山栎林火烧迹地土壤呼吸特征及其影响因素

【目的】探究川西亚高山森林火烧迹地土壤总呼吸速率(Rs)和异养呼吸速率(Rh)的季节动态及其影响因素,比较火烧迹地与对照样地Rs和Rh的变化,为火干扰条件下森林土壤碳循环及其碳排放估算提供依据。【方法】以火烧8年后的川滇高山栎林火烧迹地和对照原始林为研究对象,于2010年9月—2011年12月采用LI-8100A土壤碳通量自动测量系统,通过挖壕沟方法测定Rs及Rh,同时测定5 cm深处的土壤温度(T5)和土壤体积含水量(W5),分析Rs和Rh与非生物因子的关系。【结果】休眠季火烧迹地Rs和Rh均显著高于对照样地(P0.05),而生长季和全年Rs和Rh与对照无显著差异(P0.05);T5与Rs和Rh呈极显著的指数正相关关系(P0.01);W5仅在生长季与对照Rs和Rh相关性不显著(P0.05),其余时间均对Rs和Rh产生显著影响(P0.05),即W5低于25.8%时对Rs和Rh产生显著影响(P0.05),超过37.7%时其影响作用不显著(P0.05);T5和W5双因子与Rs和Rh的拟合模型明显优于单因素模型,表明该区域土壤碳排放受T5和W5的协同影响;不同季节火烧迹地的温度敏感性(Q10)均低于对照样地,且Rh的Q10最小,Rs的Q10最大;火烧迹地土壤硝态氮、轻组有机碳和颗粒有机碳含量对Rs和Rh的影响大于对照;火烧迹地Rs和Rh年累积量相比对照样地分别高13.9%和1.8%。【结论】火烧迹地土壤碳排放对温度变化的敏感性低于未过火林地,在评估和构建川西亚高山土壤碳排放模型时,应考虑火干扰林地和土壤底物代谢水平。     

华北石质山区刺槐人工林的土壤呼吸

2006年1-12月,利用Li-8100土壤呼吸自动观测系统及AR5土壤温度湿度自动观测系统观测土壤呼吸速率、土壤温度及湿度,分析华北石质山区35年生刺槐林土壤呼吸速率时间变化规律及其影响机制.结果表明:1)刺槐林土壤呼吸速率日内变化特征不明显,但日际及季节变化明显,全年呈现出单峰变化趋势,且与土壤温度的日际及季节变化趋势基本一致.具体表现为: 1-3月土壤呼吸速率较低,日际变化略有波动,从4月开始逐渐上升 ,直至7月达到最大值,而后开始逐渐下降,直至11月约降低至1-3月时的水平,并保持到1 2月.全年土壤呼吸速率平均值为2.50 μmol·m-2s-1,主要生长季(4-10月 )土壤呼吸速率明显高于非主要生长季(1、2、11及12月),二者分别为3.63与0.90 μmo l·m-2s-1 .2) 刺槐林地土壤呼吸速率与表层0 cm、地下5、10、15和20 cm 深度处土壤温度都存在极显著的指数相关关系(p<0.01),且与土深20 cm处温度的相关性最好.上述不同深度处的Q10值分别是2.20、2.28、2.34、2.40和2.48. 3)刺槐林地土壤含水量与土壤呼吸速率的相关关系不明显.     

采伐对幕布山区毛竹林土壤呼吸的影响

利用LI-COR-8100土壤CO2通量自动测量系统测定了湖北赤壁幕布山区采伐毛竹林土壤表面CO2通量及5 cm深度的土壤温度、湿度,研究了采伐对毛竹林土壤呼吸的影响,并用壕沟法区分各组分呼吸。结果表明:采伐显著增加了毛竹林的土壤温度,但对土壤湿度无显著影响;采伐能增加土壤呼吸、凋落物呼吸与矿质呼吸,但降低了根系呼吸;土壤总呼吸及组分呼吸与土壤温度呈指数相关(R2=32.63%84.50%),与土壤湿度呈线性相关(R2=40.60%93.50%),运用土壤温度、湿度复合模型能提高预测土壤呼吸的准确性(R2=41.40%96.20%)。采伐毛竹林土壤呼吸的增加主要因为采伐后土壤温度升高所致。     

喀斯特原生乔木林和次生林土壤呼吸研究

研究喀斯特森林土壤呼吸对探索陆地生态系统碳循环有重要意义。对喀斯特原生乔木林和次生林土壤呼吸速率的非生长季动态变化及对温度变化的响应和不同凋落物处理下土壤呼吸的变化进行了研究,结果表明:喀斯特次生林和原生乔木林土壤呼吸速率非生长季动态变化与土壤温度、林内温度变化总体一致;两演替群落土壤温度能解释95.1%~96.8%,91.3%~92.8%的土壤呼吸变化。去除、添加凋落物处理对土壤呼吸影响有显著差异(P<0.05),分别使土壤呼吸降低了21.29%~54.03%和增加了13.79%~98.41%。不同土壤深度土壤呼吸的Q10值次生林为4.62~4.71、原生林为4.01~4.31。随着土壤深度的增加而增加,去除和添加凋落物处理引起土壤呼吸的Q10值不同,从大到小均表现为去除、对照、添加。两演替群落比较,土壤呼吸因小生境、森林植被不同而存在差异,次生林土壤呼吸速率高于原生乔木林,次生林呼吸速率与土壤温度的相关程度略高于原生乔木林,次生林土壤呼吸对温度的敏感性更强。     

西双版纳高檐蒲桃群落土壤呼吸的季节动态及主要影响因子分析

以西双版纳高檐蒲桃群落为研究对象,采用Li-6400-09便携式测定系统对土壤呼吸速率进行连续定位测定。结果表明:(1)高檐蒲桃群落土壤呼吸速率呈现明显的单峰型时间变化模式,波动范围为3.33~5.7 2μmol·m~(-2)s~(-1),变异幅度为2.39;(2)土壤呼吸具有较大的温度敏感性,它与3个土层(0~5、5~10、10~15 cm)土壤温度拟和的Q_(10)值分别为2.4、2.55和3.06;土壤温度与土壤呼吸显著正相关(P0.01),它可以解释87.8%~91.4%的土壤呼吸变化;(3)土壤呼吸速率与土壤水分具有显著的正相关关系(P0.01),土壤水分可以解释土壤呼吸变化的73.7%~74.5%;(4)土壤呼吸速率与土壤有机质、土壤易氧化有机碳、水解氮、铵态氮及pH值均达极显著的正相关(P0.01),且与土壤全氮、硝态氮、微生物生物量碳呈显著的正相关关系(P0.05)。因此,土壤温度是西双版纳高檐蒲桃群落土壤呼吸时间变化的主要决定因素,但微生物生物量碳、水分及C/N养分等土壤环境因子对土壤呼吸具有重要影响。     

马尾松人工林根呼吸的季节变化及影响因子

2007年1月至2008年12月,以长沙天际岭国家森林公园马尾松群落为研究对象,采用挖壕法研究马尾松群落去除根系后土壤呼吸速率动态及其与土壤温、湿度的相关关系。结果表明:马尾松群落和去除根系处理的土壤呼吸年变化范围分别为0.29～3.19,0.25～2.33μmol·m-2s-1,年均分别为1.56,1.03μmol·m-2s-1。去除根系土壤呼吸速率比对照降低12.2%～55.1%,根呼吸年均贡献率为28.3%。马尾松群落和去除根系的土壤呼吸速率与5cm土壤温度之间均呈显著指数相关,温度敏感系数Q10值分别为2.10和1.82,估算出根呼吸的Q10值为2.94。马尾松群落和去除根系的土壤呼吸速率与土壤湿度之间相关关系均不显著(P﹥0.05),但根呼吸与土壤湿度之间呈显著线性相关(P=0.023)。     

模拟氮沉降下不同凋落物处理对太岳山华北落叶松林土壤呼吸的影响

土壤呼吸是全球碳循环的重要组成部分,氮沉降会影响土壤中碳储量变化。为阐明模拟氮沉降和不同凋落物处理对土壤呼吸速率的影响,本研究在山西太岳山好地方林场进行氮沉降模拟试验,并对林地表面进行对照(C)、去凋(B)、去根去调(A)处理。结果表明:土壤呼吸速率的季节变化主要受土壤温度和含水量影响,氮沉降并没有改变土壤呼吸速率的季节变化规律。整个观测期内,模拟氮沉降促进了不同凋落物处理下土壤呼吸速率,且均在高氮水平下达到显著(P0.05);高氮促进生长季凋落物层的呼吸;去凋和去根去凋处理抑制了土壤呼吸速率,且低氮和中氮水平降低了抑制土壤呼吸的幅度。土壤温度敏感性随着氮水平的增加而增加。土壤呼吸速率与土壤湿度拟合关系不显著(P0.05),而与土壤温度的拟合关系极显著(P0.001)。相比于单因子模型,土壤温度与水分双因子复合模型(RS=aeb TWc)能更好地解释土壤呼吸季节变化。     

长沙樟树人工林生长季土壤呼吸特征

用LI-COR-6400-09测定并研究湖南长沙樟树人工林生长季节土壤呼吸速率的日变化及季节变化规律,分析土壤呼吸与土壤水热因子的关系.结果表明:樟树林生长季土壤呼吸速率日变化呈单峰曲线,与5 cm深处土壤温度日变化相一致,2者呈显著指数相关,P=0.003;樟树林土壤呼吸速率季节变化显著,呈不规则曲线波动,平均呼吸速率为4.0 μmol CO2·m-2s-1,与5 cm深处土壤温度之间呈显著指数相关,拟合方程为Y=O.324 2e0.1064x,R2=0.903,P=0.001,与5 cm土壤湿度呈显著二次曲线相关,模拟方程为Y=-0.026 1w2 1.869w-28.406,R2=0.436,P=0.05,土壤温度和湿度可以分别解释土壤呼吸变化的90.3%和43.6%;由拟合的指数方程计算出樟树林生长季节的Q10值为2.9,4-6、7-8和9-10月Q10.值分别为3.08,1.59和2.72,呈现Q10.值随土壤温度升高而下降的趋势;土壤呼吸速率同时受土壤湿度的影响,当土壤湿度小于35.8%时,土壤呼吸与土壤湿度呈正相关,但当土壤含水量超过35.8%这个阈值,土壤湿度就成了土壤呼吸的抑制因子.     

樟子松天然林土壤碳氮含量与水解酶活性坡位差异及月动态

【目的】研究大兴安岭地区樟子松天然林土壤的碳氮含量与水解酶活性的坡位差异和月份动态,探究土壤碳氮含量与水解酶活性的关系,以期为阐明土壤碳氮转化酶学机制及森林土壤可持续利用提供理论依据。【方法】2018年5—10月每月中旬,在大兴安岭漠河地区樟子松天然林坡地设置试验地。分别在试验地上、中、下坡位各设置3块20 m×30 m的樟子松林试验样地,每样地选3个取样点,每取样点清除枯枝落叶层后,记录不同土深(2.5、7.5、15、25 cm)处土壤温度。同时采集每个取样点不同土层(0～5、5～10、10～20和20～30 cm)的土壤样品测定土壤含水率、碳氮含量(有机碳、全氮)及水解酶(脲酶、蛋白酶、蔗糖酶、纤维素酶)活性。【结果】土壤的有机碳及全氮含量随土层加深而降低,随坡位升高而减少,但坡位差异不显著(P0.05);0～5、5～10、10～20和20～30cm土层的有机碳含量分别为68.53～80.38、40.28～46.66、15.86～21.08和11.91～13.79 g·kg~(-1),土壤全氮含量分别为5.34～5.96、2.98～3.68、2.35～2.61和1.54～1.75 g·kg~(-1);土壤脲酶、蛋白酶、蔗糖酶及纤维素酶活性随土层加深而降低;随坡位降低,土壤脲酶及蔗糖酶活性增高,蛋白酶与纤维素酶活性降低;月动态分析显示,土壤有机碳和全氮含量高峰期均为9月,酶活性高峰期集中在7—8月;相关分析表明,土壤碳氮(有机碳、全氮)含量与水解酶(脲酶、蔗糖酶、纤维素酶、蛋白酶)活性和含水率均极显著正相关(P0.01),土壤温度与有机碳含量显著正相关(P0.05)、与全氮含量显著负相关(P0.05)。【结论】大兴安岭地区樟子松天然林土壤碳氮含量与水解酶活性随土层加深而降低,土壤碳氮含量与酶活性的坡位差异不显著(P0.05),有机碳和全氮含量高峰期为9月,土壤水解酶活性高峰期集中在7—8月。土壤碳氮含量与水解酶活性极显著相关(P0.01),土壤温湿度对碳氮含量与酶活性具有显著影响(P0.05)。     

黄土高原地区柠条人工林土壤呼吸

2005—2008年用红外气体分析法测定柠条人工林地的土壤呼吸。结果表明:柠条林地土壤呼吸具有明显的日变化特征,最大值出现在14:00左右,最低值出现在凌晨;柠条林地3—12月的土壤呼吸总量为814.9～1224.7gC·m-2,表现出明显的季节变化和年际变化;土壤呼吸与土壤温度呈显著指数正相关,方程的决定系数R2为0.31～0.67,由拟合的指数方程系数计算出柠条林2005,2006,2007和2008年的Q10值分别为2.02,1.70,1.76和1.75,生长季和非生长季的Q10值分别为0.64和2.11;2005和2006年土壤呼吸速率与土壤水分呈极显著线性相关(P0.01),方程的决定系数R2在0.30左右,而2007和2008年则不显著(P0.05);生长季(5—9月)土壤水分起主要作用,可以解释土壤呼吸季节变化的55%,非生长季土壤温度起主要作用,可以解释土壤呼吸季节变化的37%;4个双因子模型可以解释土壤呼吸季节变化的51%～83%。