物理性环境因素对淮北地区杨树人工林土壤呼吸的影响

以河南西平县杨树人工林为研究对象,对环境因素与土壤呼吸之间的关系进行了研究。结果表明,土壤呼吸与各环境因子之间均显著相关,其中主要的影响因素为土壤温度（ Soil＿T）、空气温度（ Ta）和土壤含水量（ Soil＿VWC）等,土壤呼吸与空气温度呈指数关系,且随着空气温度的升高土壤呼吸逐渐增加;不同层（5 cm、20 cm、45 cm）的土壤温度与土壤呼吸变化趋势一致,土壤呼吸随着土壤温度的升高呈递增趋势,且二者最大值出现的时间一致;土壤含水量与土壤呼吸之间呈正相关关系,但二者之间相关系数并不高;土壤呼吸Q10（土壤温度每升高10℃时土壤呼吸增加的倍数）值为2.796。由此可见,土壤呼吸的主要影响因素为温湿度。     

土壤水分对土壤呼吸的影响

土壤呼吸是陆地生态系统碳循环的重要环节,在维持全球碳平衡中发挥着十分重要的作用.全球气候变暖会改变大气环流和全球水文循环,进而导致全球的降水格局发生变化,其最直接的影响就是改变土壤的水分状况,关于土壤水分状况对土壤呼吸的影响机理的研究对于预测未来土壤碳储量变化具有重要意义.本文总结了国内外关于土壤水分对土壤呼吸的影响方面的研究,系统分析了土壤水分是怎样影响土壤呼吸的各组成部分的,并简单介绍了土壤水分对Q10值的影响,最后针对当前相关研究存在的问题,对今后的研究方向加以展望.     

不同桉树人工林土壤呼吸旱雨季变化特征

以雷州半岛气候背景条件下具有良好培育前景的5种桉树人工林(湿加松林为对照)为研究对象,测定并分析各个林分土壤呼吸速率在旱季和雨季的差异,以揭示其与土壤温、湿度的关系.结果表明:土壤呼吸速率在旱季表现为先减后增变化趋势,在雨季表现为先增后减或逐渐减小变化趋势,旱、雨季变化特征明显.6个林分旱、雨季土壤呼吸速率均值分别为1.63~3.32μmol·m-2·s-1和2.55~4.36μmol·m-2·s-1.旱季土壤温、湿度共同促进土壤呼吸作用,雨季土壤温度促进土壤呼吸,土壤湿度抑制土壤呼吸作用.     

不同采伐强度柳杉人工林的夏季土壤呼吸日变化

利用CI-340光合仪的CID-301SR土壤呼吸室,对不同采伐强度(30%、50%、70%)柳杉人工林1a后夏季土壤CO2的日排放速率进行测定,结果表明,不同采伐强度和未采伐(ck)柳杉人工林夏季土壤呼吸速率的日变化均呈单峰曲线,与地温的日变化趋势相似,最大值均出现在12:00-14:00,最小值均出现在20:00-22:00;不同采伐强度柳杉人工林夏季土壤呼吸速率及其土壤呼吸速率的日变化幅度都随采伐强度的增大而增大,从大到小的排序为采伐强度70%[(5.39±0.51)～(6.78±0.33)μmol·m-2·s-1]、500%[(3.90±0.46)～(4.95±0.49)μmol·m-3·s-1]、30%[(3.32±0.32)～(4.23±0.37)μmol·m-2·s-1]、ck[(2.87±0.38)～(4.18±0.35)μmol·m-2·S-1];不同采伐强度的柳杉人工林夏季土壤呼吸日变化速率与不同土层温度呈明显的指数相关,但与土壤含水率不相关.     

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%。     

土壤呼吸的时空变化特征研究进展

土壤呼吸的研究早在20世纪之前就已经开始了,国外的研究比国内起步早,目前,有许多研究发现土壤呼吸具有很大的时空变化,为了更加准确了解与探讨土壤呼吸时空变化的规律,本文通过对国内外相关文献的查阅、整理、归纳、总结了其变化特征.时间变化主要有日变化、季变化和年际变化.空间变异主要包括群落水平、景观水平、区域尺度和生物区系尺...     

祁连山青海云杉林温度变化对土壤呼吸的影响

据方精云等(2001)研究,我国土壤CO2的释放通量为4.2 PgC·a-1,约占全球土壤CO2释放通量的5.6%～8.4%.然而,在我国已经开展的一系列与全球变化相关的研究中,对土壤呼吸的研究还比较少.目前已报道的研究工作都集中在东部地区特定的森林生态系统或农田内,而西部地区土壤呼吸以及土壤呼吸沿海拔梯度(自然条件下海拔梯度和人类干扰下土地利用方式)变化的研究报道并不多见.土壤呼吸是陆地生态系统碳循环的重要环节,由于土壤呼吸对温度变化相当敏感,CO2又是主要的温室气体,在全球变暖的情况下,通过土壤呼吸从土壤释放到大气中的CO2量会随着地球表面温度的升高而增加,这是全球变化的一个正反馈效应.     

寒温带兴安落叶松林土壤呼吸特征

碳是一切有机体的基本成分,也是构成生物体的主要元素.自工业革命以来,由于人类大量燃烧化石燃料和过度采伐森林等原因,导致大气中的CO2浓度不断升高,严重威胁着全球生态系统和人类自身的生存与发展,已经引起国际社会的高度关注.     

广州长岗山土壤原生动物群落结构及季节变化

对广东省广州市长岗山地区的青皮(Vatica mangachapoi)林、尾叶桉(Eucalyptus urophylla)林、粉单竹(Bambusa chungii)林和湿地松(Pinus elliottii)林4种林型进行了为期1 a的逐月采样调查,研究城市森林中土壤原生动物的群落结构特征以及季节变化。共观察到原生动物7纲22目62科102种,其中撕拉虫属(Tillina)、四鞭虫属(Tetramitus)、吴氏虫属(Woodruffia)和小胸虫属(Microthorax)4个属为优势属,占总数的77.71%。土壤原生动物密度的季节变化较为复杂,总体呈现夏冬季密度大且波动大,春秋季密度小且较平稳的规律。从土壤原生动物的垂直分布来看,占总数94.99%的土壤原生动物集中在凋落物层,呈现很强的"表聚性"特点;不同林地土壤原生动物群落相似性系数都在中等不相似至中等相似,这种分布情况表明土壤原生动物的分布不是随机的,随着小生境的变化,种类分布有很大差异。     

洞庭湖区滩地杨树人工林土壤呼吸动态分析

采用LI-8100土壤呼吸仪对洞庭湖区滩地杨树人工林土壤呼吸日变化和季节变化进行野外测定,分析了土壤呼吸速率日变化和季节变化与温度和土壤含水量的相关性。结果表明：土壤呼吸速率的日变化和季节变化比较明显,其动态与地表温度和土壤温度（5cm）的变化大体一致,均表现为单峰型。夏季日变化最高出现在下午15：00—17：00,其它3个季节高峰值均出现在中午11：00—13：00,最低值都出现在凌晨5：00左右;季节变化呼吸速率大小依次是夏季〉春季〉秋季〉冬季。滩地杨树人工林地的土壤呼吸作用与地表温度和土壤温度（5cm）均有较好的指数关系,与土壤含水量呈线性关系,说明温度和水分是影响土壤CO2排放通量变化的关键因子。     

土壤温度和水分对长白山3种温带森林土壤呼吸的影响

为了研究土壤温度和土壤含水量对阔叶红松林(山地暗棕壤)、云冷杉暗针叶林(山地棕针叶林土壤)和岳桦林(生草森林土)的土壤呼吸的影响,于2001年9月在长白山进行了土壤实验。利用增加土壤样柱的含水量,将土壤含水量分为9%,、21%、30%、37%和43%5个等级,土壤样品分别在0、5、15、25和35的温度下保持24小时。阔叶红松林土壤在0~35范围内,土壤呼吸速率与温度呈正相关。在一定的含水量范围内(21%~37%),土壤呼吸随含水量的增加而升高,当含水量超出该范围,土壤呼吸速率则随含水量的变化而降低。土壤温度和水分对土壤呼吸作用存在明显的交互作用。不同森林类型土壤呼吸作用强弱存在显著差异,大小顺序为阔叶红松林>岳桦林>云冷杉暗针叶林.红松阔叶林土壤呼吸作用的最佳条件是土壤温度35,含水量37%;云冷杉暗针叶林下的山地棕色针叶土壤呼吸作用的最佳条件是25,21%;岳桦林土壤呼吸作用的最佳条件是35,含水量37%。但是,由于长白山阔叶红松林,云冷杉林和岳桦林处在不同的海拔带上,同期不同森林类型土壤温度各不相同,相差4~5,所以野外所测的同期的山地棕色针叶林土呼吸速率应低于暗棕色森林土呼吸速率,山地生草森林土呼吸速率应高于山地棕色针叶林土的呼吸速率。图2表1参25。     

锐齿栎林土壤呼吸对土壤水热变化的响应

按照5个土壤含水量(0.20、0.25、0.30、0.35、0.40 kg·kg-1)和5个温度(15、20、25、30、35 ℃)梯度设计试验,对取自北亚热带-暖温带过渡区锐齿栎(Quercus aliena var. acuteserrata)天然林中0～20 cm的原状土柱进行恒温培养和呼吸速率测定.结果表明:土壤温度、含水量及二者的交互作用都对土壤呼吸速率产生显著影响(P＜0.01); 土壤呼吸速率与土壤温度呈正相关,随土壤含水量增高的变化规律为单峰曲线,含水量为0.20～0.35 kg·kg-1 时土壤呼吸速率随含水量的增加而增加,0.35 kg·kg-1时土壤呼吸速率最高,0.35～0.40 kg·kg-1时随含水量的增加土壤呼吸速率下降,是对土壤呼吸产生抑制的土壤含水量临界点;锐齿栎林土壤呼吸Q10值的变化范围为1.36～3.10,平均为2.13,Q10随土壤温度的升高而下降,随含水量增加的变化趋势与土壤呼吸速率一致;土壤含水量0.35 kg·kg-1和土壤温度35 ℃结合下的土壤呼吸速率最高; 回归关系表明土壤呼吸速率与土壤温度呈显著的指数函数关系(P＜0.01),与土壤含水量呈二次函数关系(P＜0.10),土壤温度与含水量可以分别解释呼吸速率变化的73.26%与21.85%,共同解释能力为86.40%,土壤温度对呼吸速率的影响大于土壤含水量.     

长白山区水曲柳根呼吸的季节动态及影响因子

为了探讨林木呼吸的季节动态及影响因素,采用LI-COR-6400-06测定并研究长白山红松针阔混交林中天然水曲柳根系呼吸的季节变化规律,分析根系呼吸与土壤温度、土壤湿度和土壤全氮含量等因子的关系。结果表明:天然水曲柳不同径级根系呼吸速率在生长季节均有明显的季节动态,其中7月最高,10月最低,呈单峰曲线,呼吸速率在1.02～9.27μmol·g-1s-1之间;水曲柳根系呼吸速率与10cm深处土壤温度季节变化一致,二者呈显著指数相关(P<0.05);根系呼吸与土壤湿度呈二次曲线相关,即当土壤湿度在一定范围内时根系呼吸速率与其成正比,而当土壤湿度超过一定值时根系呼吸速率则与土壤湿度成反比;根系呼吸速率与土壤N含量呈线性相关,并且随树木年龄的增加呼吸速率下降;不同径级根系呼吸温度系数Q10值在2.21～2.71之间变化,且Q10值随根系径级增大而降低,表明细根对土壤温度的敏感性高于粗根。     

白桦天然次生林土壤有机碳的空间分布特征

为了了解冀北地区白桦天然次生林土壤有机碳的分布特征,以承德市围场县、丰宁县和张家口赤城县白桦天然次生林为研究对象,对其土壤有机碳含量进行了测定分析。结果表明:4个地区的白桦天然次生林各层土壤有机碳含量由高到低顺序依次为赤城县黑龙山、围场县孟滦、丰宁县四岔口、围场县燕格柏,其0~10cm的土壤有机碳含量依次为108.07g/kg、65.61g/kg、52.33g/kg和30.04g/kg;土壤有机碳含量有随海拔升高而上升的趋势;各地区白桦天然次生林的土壤有机碳含量都以表层最高,随着土层深度的增加,土壤有机碳含量呈现逐渐降低的趋势,且随深度的增加,土壤碳含量下降速度逐渐趋缓。     

温度对杉木林土壤呼吸的影响(英文)

Soil samples collected from the surface soil (0(10 cm) in an 88-year-old Chinese fir (Cunninghamia lanceolata) forest in Nanping, Fujian, China were incubated for 90 days at the temperatures of 15°C, 25°C and 35°C in laboratory. The soil CO2 evolution rates were measured at the incubation time of 2, 5, 10, 15, 20, 25, 30, 35, 40, 50, 60, 70, 80 and 90 days. The results showed that CO2 evolution rates of soil samples varied significantly with incubation time and temperature during the incubation period. Mean CO2 evolution rate and cumulative amount of CO2 evolution from soil were highest at 35°C, followed by those at 25°C, and 15°C. Substantial differences in CO2 evolution rate were found in Q10 values calculated for the 2nd and 90th day of incubation. The Q10 value for the average CO2 evolution rate was 2.0 at the temperature range of 15-25°C, but it decreased to 1.2 at 25- 35°C. Soil CO2 evolution rates decreased with the incubation time. The cumulative mineralized C at the end of incubation period (on the 90th day) was less than 10% of the initial C amounts prior to incubation.     

浙江凤阳山不同林地类型土壤微生物季节动态

在浙江凤阳山自然保护区选取7个不同林地类型(常绿阔叶林、针叶林、针阔混交林、杉木林、毛竹林、柳杉林以及灌草林)采集土壤样品,分析了土壤细菌、真菌、放线菌在不同林地类型、不同土层及不同季节间的变化规律.结果表明:在不同林地类型间土壤微生物数量差异较大,三大类群微生物数量关系为细菌＞放线菌＞真菌;不同林地间,细菌数量以毛竹林土壤为最高,针叶林的最低;真菌数量以毛竹林最高,针阔混交林最低;放线菌数量以杉木林为最高,针叶林为最低.不同季节各林地土壤微生物类群数量的差异很大,其数量变化具有一定的季节性,细菌、放线菌表现出夏季＞秋季＞春季＞冬季的规律,而真菌则表现为秋季＞夏季＞春季＞冬季的规律.在土壤剖面上,随土层深度加深,土壤微生物类群数量呈现出减少的规律,表层土壤微生物含量最高.     

西藏色季拉山天然林分土壤昼夜呼吸特征

利用 LI -8100A 土壤碳通量自动测量系统,于2013年7月和11月对西藏色季拉山两种最典型天然林分（急尖长苞冷杉和林芝云杉）的土壤呼吸进行了测定,分析了土壤水热因子对土壤昼夜呼吸速率的影响。结果表明：两种林分土壤昼夜呼吸速率日变化呈现单峰曲线,昼高夜低。高峰值出现的时间在午后14：00-16：00之间,最低值出现在凌晨4：00-6：00之间。急尖长苞冷杉、林芝云杉7月、11月土壤呼吸速率日变幅分别为1.64,0.75,1.22,0.11μmol/（m2·s）。夏季（7月）土壤呼吸速率平均值高于冬季（11月）,急尖长苞冷杉群落土壤呼吸速率高于林芝云杉群落。急尖长苞冷杉夏季（7月）土壤昼夜呼吸速率差异极显著,而冬季差异不显著。昼夜间土壤呼吸速率之间的关系可以用以夜间呼吸速率为自变量构建的幂函数方程（7月）和三次曲线方程（11月）来描述。土壤昼夜呼吸速率与地表下5 cm 处土壤温度之间的关系可以用指数曲线方程来描述,与土壤水分之间的关系可以用三次曲线方程来进行描述。     

Prescribed burning and mechanical thinning effects on belowground conditions and soil respiration in a mixed-conifer forest,California

Soil respiration (R_S) is a major carbon pathway from terrestrial ecosystems to the atmosphere and is sensitive to environmental changes. Although commonly used mechanical thinning and prescribed burning can significantly alter the soil environment, the effect of these practices on R_S and on the interactions between R_S and belowground characteristics in managed forests is not sufficiently understood. We: (1) examined the effects of burning and thinning treatments on soil conditions, (2) identified any changes in the effects of soil chemical and physical properties on R_S under burning and thinning treatments, and (3) indirectly estimated the changes in the autotrophic soil respiration (R_A) and heterotrophic soil respiration (R_H) contribution to R_S under burning and thinning treatments. We conducted our study in the Teakettle Experimental Forest where a full factorial design was implemented with three levels of thinning, none (N), understory thinning (U), and overstory thinning (O; September to October 2000 for thin burn combination and June and July 2001 for thin only treatments) and two levels of burning, none (U) and prescribed burning (B; fall of 2001). R_S, soil temperature, soil moisture, litter depth, soil total nitrogen and carbon content, soil pH, root biomass, and root nitrogen (N) concentration were measured between June 15 and July 15, 2002 at each plot. During this period, soil respiration was measured three times at each point and averaged by point. When we assumed the uniform and even contribution of R_A and R_H to R_S in the studied ecosystem without disturbances and a linear relationship of root N content and R_A, we calculated the contributions of R_A to R_S as 22, 45, 53, 48, and 45% in UU, UO, BN, BU, and BO, respectively. The results suggested that after thinning, R_S was controlled more by R_H while after burning R_S was more influenced by R_A. The least amount of R_S variation was explained by studied factors under the most severe treatment (BO treatment). Overall, root biomass, root N concentration, and root N content were significantly (p < 0.01) correlated with soil respiration with correlation coefficients of 0.37, −0.28, and 0.29, respectively. This study contributes to our understanding of how common forestry management practices might affect soil carbon sequestration, as soil respiration is a major component of ecosystem respiration.     

中国南方喀斯特石漠化地区3种经济林土壤呼吸日动态特征

喀斯特石漠化作为一个脆弱生态系统,对全球气候变化和碳循环具有重要影响。为阐明中国南方喀斯特石漠化生态治理工程背景下土壤呼吸作用的时空动态变化特征及其影响因素,选取贵州省贞丰县北盘江镇查耳岩村的核桃林Julans regia、花椒林Zanthoxylum bungeamum和关岭县花江镇峡谷村的枇杷林Eriobotrya japonica3种特色经济林作为研究对象,采用英国ADC Bioscientific公司生产的Lcpro+便携式土壤呼吸仪对土壤呼吸进行了监测。结果表明:1)土壤温度能预测土壤呼吸速率变异83%～89%的信息,是影响土壤碳排放量变异的主要因素;2)3种经济林中土壤呼吸的温度敏感性(Q10)有所差异,Q10为4.34～6.40;3)喀斯特石漠化地区冬季土壤的月平均碳排放量达到了63.46 g·m-2;4)土壤呼吸速率的偏离程度变化较大,在-56%～83%之间;5)花椒林在09:00、15:00、21:00,核桃林0:00、11:00,枇杷林在12:00土壤的呼吸速率与日平均值偏离程度较小(<10%),为最佳观测时间;6)各土壤特征因子中,全钾是影响土壤呼吸速率变异的主要因素。