太岳山油松人工林土壤呼吸组分及其影响因子

采用挖壕法测定无根和有根样地的土壤呼吸,确定太岳山油松人工林群落土壤呼吸中异养呼吸和根系自养呼吸的贡献率及其影响因子。结果表明:对照与挖壕样方土壤温度和湿度均呈显著的季节变化;2010和2011年土壤呼吸速率和异养呼吸速率均值分别为2.71和2.22μmol·m-2s-1,2010和2011年异养呼吸速率比土壤呼吸速率分别下降了13.7%和21.1%;2010—2011年土壤自养呼吸速率为0.01～0.89μmol·m-2s-1,自养呼吸速率均值为0.49μmol·m-2s-1,2年间自养呼吸速率贡献率为0.2%～37.7%,年均自养呼吸速率贡献率为20.2%;土壤呼吸速率、异养呼吸速率与土壤2,5和10cm深处土壤温度均呈显著指数相关(P0.001),而土壤呼吸速率、异养呼吸速率与5cm深处土壤湿度的相关性并不显著(P0.05);利用2cm深处土壤温度拟合土壤呼吸速率和异养呼吸速率时,异养呼吸速率的温度敏感系数Q10值略高;土壤温度和湿度的双变量模型可以很好地解释土壤呼吸速率和异养呼吸速率的季节变化,拟合方程的R2值为0.70～0.78。     

第二代桉树人工纯林和混交林土壤呼吸及其组分研究

以广西凭祥中国林业科学研究院热带林业实验中心第二代桉树人工纯林(PP2)及其与降香黄檀混交的混交林(MP2)为研究对象,采用壕沟法,利用LI-8100土壤呼吸测定系统,对两种林分土壤呼吸组分进行分离研究。结果表明:PP2和MP2土壤呼吸速率及其各呼吸组分季节变化与土壤5 cm处的温度季节变化相似,峰值出现在6—8月份,谷值出现在12月底至次年1月初,土壤呼吸速率与土壤含水量无关;PP2全年土壤总呼吸为1 147.41 g·m-2,比MP2(844.07 g·m-2)增加了26.44%,MP2的自养呼吸(RR)累积量(136.87 g·m-2)比PP2(506.72 g·m-2)降低72.99%,而其异养呼吸(RH)累积量(707.21 g·m-2)却比PP2(640.69 g·m-2)增加了10.38%。纯林和混交林的细根生物量差异以及土壤有机质含量、凋落物有机质含量、土壤C/N、凋落物量和凋落物C/N的不同是导致自养呼吸和异养呼吸产生差异的主要原因。     

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     

环境与生物因子对土壤呼吸及其组分的影响

生态系统呼吸中土壤呼吸的不确定性最大。文中阐述了环境与生物因子如土壤温度、湿度、理化性质、大气CO₂浓度、生物因子及人类活动对土壤呼吸及其组分产生的影响, 并对未来相关领域的研究进行了展望。     

集约经营雷竹林土壤呼吸年动态变化规律及其影响因子

在浙江临安市雷竹主产区定位监测1年内土壤各组分呼吸动态。结果表明:雷竹林地土壤总呼吸速率、土壤生物异养呼吸速率及根系自养呼吸速率的年平均值分别为5.42,2.24和2.89μmolCO2·m-2s-1;1年中分别在2和7月出现土壤呼吸峰值;雷竹林地土壤年释放CO2量为73.40t·hm-2a-1,其中林地异养呼吸和自养呼吸分别占总呼吸的45.67%和54.33%;土壤呼吸、土壤生物异养呼吸和土壤根系自养呼吸均与土壤温度呈明显的指数关系,以土壤5cm深处温度为依据得到的温度系数(Q10值)分别为1.70,1.86和1.48,土壤总呼吸与土深5cm处土温、8:00气温、土壤水溶性有机碳含量和土壤总有机碳含量呈显著正相关(P<0.01),而土壤含水量、8:00大气相对湿度和土壤水溶性有机碳含量与土壤呼吸无显著相关性。     

长期施氮与灌溉对毛白杨人工林土壤硝态氮分布与积累的影响

目的 研究灌溉和施氮对硝态氮在毛白杨林地土壤中积累与分布的影响,为毛白杨速生丰产林科学精准施肥和减少硝态氮淋失提供依据。 方法 在华北平原毛白杨适生地河北威县,利用"十二五"毛白杨大径材培育研究长期试验地,研究了通过灌溉保持不同土壤水分状况（田间持水量45%、60%、75%）和施氮量（0.0、101.6、203.2、304.8 kg·hm-2）对土壤硝态氮分布与积累的影响。 结果 土壤硝态氮分布具有明显的表聚性,在0200 cm土层呈先下降后上升再下降的"S"型变化趋势,且施氮量越大,硝态氮在60100 cm土层累积的趋势越明显。随着土壤水分的增加,土壤硝态氮的淋洗峰所在土层深度分别在4060、6080、80100 cm。土壤硝态氮累积量随施氮量的增加而增加,随灌水量的增加则呈先增加后减少的趋势;水氮交互作用对硝态氮的分布与积累影响显著。林地不同水氮组合土壤硝态氮积累量为86.11259.29 kg·hm-2。 结论 施氮量与土壤水分含量对毛白杨林地土壤硝态氮的分布与积累影响显著,在0200 cm土层内,随着施氮量的增加,硝态氮的积累量呈上升趋势;随着土壤含水量的增加,硝态氮积累峰所在的土层呈逐渐下移的趋势。与农田生态系统相比,试验林地0200 cm土层内硝态氮积累量较低,林地生态系统庞大林木根系对硝态氮吸收作用值得重视。同时,为了减少硝态氮的淋失,建议减少氮肥的施用,并将田间持水量控制在60% 75%。     

氮沉降对土壤呼吸影响研究进展

土壤呼吸是全球碳循环的重要组成部分, 土壤呼吸动态变化直接制约全球碳收支状况。近几十年来, 全球氮沉降的增加对土壤呼吸产生了深刻影响。文中从土壤呼吸的组成及影响因素入手, 综述了土壤呼吸对氮沉降响应的3种结果, 即促进、抑制和无影响; 从光合作用、凋落物分解、微生物及细根方面阐述了氮沉降影响土壤呼吸的机理, 指出未来该领域的研究方向。     

森林土壤呼吸对降雨脉冲的响应研究进展

森林生态系统的土壤碳储量是陆地生态系统碳库的重要组成部分。土壤呼吸则是土壤碳库参与陆地碳循环的主要方式,其受到诸多生物和非生物因子的综合调控。偶发性降雨会引起森林土壤湿度的瞬间增加,进而导致土壤呼吸速率的快速提高。文中介绍了森林土壤呼吸及其组分,综述了降雨脉冲效应的特征和诱导机制（包括物理替代机制、微生物代谢机制、土壤养分限制机制及光化学调控机制等）,分析了当前降雨脉冲研究存在的不足并展望了未来的研究重点,认为森林生态系统是未来开展降雨脉冲效应研究的重要方向,探究森林土壤呼吸不同组分对降雨脉冲的响应差异与机制也是潜在的重要研究方向。     

施氮对杉木苗期生长的影响

采用田间小区试验对不同施氮水平对杉木苗生长的影响进行了研究,结果表明,随着施氮量的增加,杉木苗的苗高、地径、根长、生物量、分枝数、分枝总长、根蘖数等生长指标上均有不同程度的增加,且施N量均以150kg/hm~2时最高,但当施N量≥225kg/hm~2时又逐渐减小。     

施氮对樟树林土壤微生物碳源代谢的影响

以亚热带地区樟树林为研究对象,设置3个氮添加水平,即0(对照)、5(低氮)和15 g·m -2(高氮),采用BIOLOG-AN,FF,Gen Ⅲ和YT 4种微孔板,对施氮1年后土壤微生物群落碳源利用进行研究。结果表明：1)施氮后土壤微生物群落代谢活性均不同程度地降低,而且氮添加水平越高,土壤微生物代谢活性越弱;2)施氮可影响微生物群落多样性,施氮后,4种微生物群落丰富度增强,均匀度降低,厌氧菌、真菌和革兰氏菌的优势度降低;3)碳源利用分析表明,施氮后,糖类虽然仍是4种微生物群落主要利用的碳源,却相应地提高了其他几类碳源的利用程度,土壤真菌和厌氧菌的碳源利用受氮添加影响较大,而革兰氏菌和酵母菌碳源利用受氮添加影响相对较小。     

不同施氮模式和施氮量对福建柏幼苗生物量分配和根系生长的影响

【目的】探究不同施氮模式和施氮量对福建柏幼苗生物量分配和根系生长的影响,旨在为福建柏幼苗合理施用氮肥提供理论依据。【方法】以1年生福建柏幼苗为对象,设置平均施氮(相同间隔时间内施用等量氮素)、指数施氮(依据氮素指数添加)和对照(CK) 3种处理,分析不同施氮量对福建柏幼苗根、茎和叶生物量分配及根系形态变化的影响;运用洛伦兹模型和抛物面模型拟合2种施氮模式下根系生物量与苗高、地径的生长变化关系,并通过主成分分析方法综合评价最佳施氮模式和施氮水平。【结果】在平均施氮和指数施氮模式下,氮素施入对1年生福建柏幼苗生物量均具有显著影响; 2种施氮模式对生物量分配的影响程度存在差异,但根、茎和叶生物量均表现出随施氮量提高先增加后减少的变化趋势;在指数施氮模式下,福建柏幼苗的根、茎生物量高于平均施氮处理;在平均施氮和指数施氮模式下,总根长、总根表面积、总根体积、根平均直径和比根长指标均高于CK,表现出各指标均随施氮量提高先增加后减少的变化趋势,指数施氮处理下福建柏根系各形态指标均高于平均施氮处理;抛物面模型具有较高的R2(0.922～0.978)和较低的RSS(0.234～0.841),拟合结果优于洛伦兹模型,能够精确预测不同施氮处理下的根系生物量以及苗高、地径的生长变化。【结论】平均施氮和指数施氮均能促进福建柏幼苗的生物量积累和根系生长,其中指数施氮模式优于平均施氮,最佳施氮水平为每株600 mg氮素。     

氮对水曲柳幼苗根系呼吸的影响

通过水培试验,对水曲柳幼苗进行氮素浓度和氮素形态处理,同时利用Li-7000 H2O/CO2分析仪闭路系统（LI-COR inc.）连接自制的根系呼吸室测定不同处理水曲柳幼苗的根系呼吸。结果表明：在氮素浓度处理下,水曲柳幼苗在生长季节（7月和8月）,根系呼吸达到极其显著水平（P〈0.01）,而在幼苗的生长初期（5月）和生长末期（9月）,氮素浓度对根系呼吸的影响不显著（P〉0.05）,不同氮素浓度处理之间Q10值差异也不显著（P〉0.05）;在氮素形态处理下,5—9月,以单位表面积计算的根系呼吸速率呈现出规律性的变化趋势,基本上随着硝态氮比例的增加而增加,而以单位体积计算的根系呼吸速率变化趋势较单位表面积根系呼吸速率不明显,以单位表面积计算的Q10值随着NO3--N所占比例的升高而升高,但不同处理之间差异并不显著（P〉0.05）。     

模拟氮沉降对云冷杉红松林土壤呼吸的影响

2011年5月至2011年10月在黑龙江省小兴安岭云冷杉红松林内进行模拟氮沉降试验,使用便携式土壤CO2通量观测仪LI-8100测定不同氮沉降浓度CK(0)、TL(50 kg.hm-2.a-1)、TM(100 kg.hm-2.a-1)和TH(150 kg.hm-2.a-1)对土壤呼吸的影响。结果表明,氮沉降未显著改变土壤呼吸的日变化和季节性变化规律;对比CK,TL、TM和TH处理,分别使土壤日呼吸速率提高了13.72%、23.22%和5.12%,年呼吸速率提高了13.98%、18.26%和1.12%;土壤呼吸与温度呈极显著的指数相关(P<0.001),与土壤湿度无显著相关;CK,TL、TM和TH处理下,土壤呼吸温度敏感系数Q10分别为4.77、5.71、6.62和5.49,氮沉降处理提高了小兴安岭云冷杉红松林的土壤呼吸速率和温度敏感性。     

氮添加对辽东山区落叶松人工林土壤碳氮的影响

在工业发达、农业集约化程度较高的区域氮沉降增高仍然很突出。为明晰氮沉降类型及其强度对土壤碳氮的影响,研究了多形态、多水平氮添加下落叶松人工林的土壤碳排放及土壤碳氮的变化。结果表明,NH_4~+-N添加低、中、高3种水平每年土壤碳排放量分别比对照增加了253.81、17.15和5.69 g C·m~(-2); NO_3~--N添加低、中氮两种水平分别比对照增加了203.37和111.06 g C·m~(-2),而高氮水平减少了47.14 g C·m~(-2)。两种形态氮素添加下土壤铵态氮含量变化微小,而硝态氮含量则在逐年升高,土壤微生物生物量碳呈现出降低的趋势,而土壤微生物生物量氮表现出升高的规律。双因素方差分析显示氮素形态对土壤铵态氮及微生物量碳、氮含量均有显著的影响,而氮添加水平仅对土壤硝态氮含量有显著的影响。     

施氮对油松幼苗生长及生理特性的影响

通过分析不同施氮量对油松幼苗生长及生理指标变化的影响规律,以筛选出油松育苗中适宜的氮肥施用量处理,为其育苗中科学施肥提供理论参考。试验在田间条件下,设置4个处理,氮肥施用量分别为0 g/株(对照,YS1)、6 g/株(YS2)、12 g/株(YS3)、18 g/株(YS4),小区试验设计,重复3次。结果表明:施用氮肥促进了油松株高增加,YS3与对照相比提高了20. 68%;叶绿素含量YS4最高,YS3与YS4之间无显著差异;根系活力YS3,YS4显著高于对照和YS2处理,YS3与YS4之间无显著差异; 5—9月,YS3可溶性蛋白含量分别高于对照40. 20%,70. 80%,72. 03%,75. 27%,87. 60%;可溶性糖含量YS4与YS3之间无显著差异,6—9月YS3均显著高于对照和YS2处理。综合分析认为,3年生油松苗适宜的氮肥施用量为12 g/株。     

灌水次数与施氮量对香料烟品质的影响

在云南保山潞江坝对香料烟不同灌水次数和施氮水平对烟叶品质和有关经济指标影响的试验表明,以烟苗移栽后25d第1次灌水,移栽50d后第2次灌水,施纯氮60kg/hm2的处理烟叶品质和综合经济指标最好。     

华西雨屏区巨桉中龄林土壤呼吸对模拟氮沉降的响应

2009年3月至2009年11月,对华西雨屏区巨桉中龄林进行了模拟氮沉降试验,氮沉降水平分别为对照(0kg N.hm-2.a-1)、低氮(50 kg N.hm-2.a-1)、中氮(150 kgN.hm-2.a-1)和高氮(300 kgN.hm-2.a-1)。每月下旬,采用红外CO2分析法测定土壤呼吸速率,并定量地对各处理施氮(NH4NO3)。结果表明:各处理土壤呼吸速率最大值均出现在7月份,最小值出现在5月份;巨桉林土壤呼吸速率12 h平均值均表现为对照低氮中氮高氮;各处理土壤呼吸速率与10 cm土壤温度呈极显著指数正相关关系;利用温度单因素模型可以解释土壤呼吸速率的大部分;模拟氮沉降使得巨桉中龄林土壤呼吸Q10值增大,表明氮沉降增强了巨桉中龄林土壤呼吸的温度敏感性。     

不同林龄的木麻黄林下土壤异养呼吸特征

以中国亚热带木麻黄沿海防护林为研究对象,在2006年5月-2007年4月,利用LI-8100土壤呼吸自动观测系统对不同林龄（幼林、中林、成林）木麻黄人工林生态系统的土壤异养呼吸特征进行了监测。结果表明,不同林龄木麻黄林地土壤异养呼吸季节动态均呈单峰曲线,最大值出现在6～7月份,最小值则出现在12～1月份。土壤温度和水分对土壤异养呼吸的季节变化存在显著影响,并有明显的交互作用,进行单因素方差分析发现,土壤异养呼吸季节变化与5cm深的土温存在着较好的指数相关关系（p〈0.05）,与土壤表层含水量存在较好的线性相关关系（p〈0.05）。双因素模型模拟结果显示,5cm土温和土壤表层含水量能够共同解释土壤异养呼吸变异的68.9%～91.9%（p〈0.05）。不同林龄下土壤异养呼吸速率差异显著（p〈0.05）,其平均土壤异养呼吸速率呈现为中林〉成林〉幼林。随着林龄的增大,土壤异养呼吸对土壤温度的敏感性增强。土壤异养呼吸对土壤总呼吸的贡献在幼林、中林、成林中分别达到71.89%、71.02%和73.53%。幼林、中林、成林样地土壤异养呼吸CO2年释放量分别为29.072、38.964和30.530t&#183;hm^-2&#183;a^-1。     

林火干扰对土壤氮组分及微生物氮循环影响研究进展

林火干扰作为森林生态系统中能量传递和养分循环的重要因子,对于研究火烧迹地植被更新与快速恢复可提供一定的数据理论支撑,而林火干扰对土壤微生境及微生物氮循环的影响机制一直是广大学者研究的热点。文中从火烧强度、恢复时间、火烧木管理方式等3个方面总结国内外林火干扰对土壤氮组分及氮循环的影响研究进展,揭示了林火干扰和全球气候变化对土壤氮循环的短期及长期影响机制,探讨不同生物技术在林火干扰下土壤微生物氮循环基因丰度变化中的应用;提出未来林火干扰对森林生态系统土壤氮循环影响的研究展望:1）全面比较研究不同林火干扰模式对土壤氮组分、微生物氮循环的影响;2）研究评价不同林火干扰模式下土壤氮库的稳定性;3）加强高通量测序、定量PCR技术、宏基因组学、稳定同位素探测等技术在林火干扰与气候变化对森林生态系统影响研究中的应用。研究结果对火烧迹地植被更新、土壤氮库的重建与功能发挥具有重要意义。