不同土地利用方式下的土壤CO2排放研究——以福州市大学城为例

利用Li-8100测定福州市大学城周边地区不同土地利用方式下的土壤CO2通量,同时测定其土壤理化性质,利用SPSS 17.0软件对数据进行统计分析。结果表明：不同土地利用方式下,土壤CO2的排放量存在差异,土壤呼吸的日差较小,不同土地利用方式中土壤呼吸速率的均值大小为：草坪（7.696μmol·m-2·s-1）〉苗圃（4.419μmol·m-2·s-1）〉甘蔗园（3.842μmol·m-2·s-1）〉果园（3.185μmol·m-2·s-1）;草坪的呼吸速率与其他三者的差异较大,说明不同的土地利用方式对土壤呼吸速率有较大的影响;影响土壤呼吸的主要因子因土地利用方式的不同而有所差异。     

高CO2浓度对稻田CO2排放影响的初步分析

大气CO2浓度升高显著增加作物生物量,从而使进入土壤的有机碳增加,这势必会影响土壤碳的稳定和积累。此项研究主要通过高CO2浓度对作物生物量的直接影响,利用δ13C技术间接地初步分析土壤呼吸CO2排放不同来源贡献的差异。研究表明,在水稻生长季,高CO2浓度降低田间CO2的排放,但不显著;种有水稻,根系对土壤总的呼吸影响主要体现在成熟期之前,且有相互消长的现象。在种有水稻的情况下抽穗期之前分解新有机质为主;高CO2浓度促进土壤原有有机质的分解,在水稻生长的中后期分解更为明显,且高N水平对老有机质的分解有促进作用。鉴于此项研究中的不足之处,将会不断得到完善。     

不同耕作措施对冬小麦田CO_2排放通量的影响

在甘肃省石羊河绿洲灌区连续4 a冬小麦保护性耕作田间定位试验的基础上,用静态箱-气相色谱法研究了5种耕作措施下,冬小麦田从前季灌浆期到后季分蘖期期间CO2排放通量的变化规律.结果表明:不同耕作措施下,CO2排放通量在观测期内呈现"高-低-高"的双峰型变化曲线;秸秆翻压处理CO2排放通量最高,传统耕作CO2排放通量介于免耕不覆盖处理和秸秆翻压处理之间;传统耕作与免耕不覆盖两处理CO2排放通量间差异性显著;CO2排放通量与耕层(0~30 cm)土壤温度和土壤含水量呈显著正相关,其中土壤含水量对CO2排放通量的影响大于土壤温度对其的影响.     

施氮量对烟田CO2排放及土壤温度和水分的影响

为了深入了解氮肥施用量对烟田碳排放的影响,采用大田试验方法设置了不同地区不同烟草品种的氮肥试验。结果表明,施氮量为75 kg/hm~2时,烟田CO_2的排放速率和硝态氮含量明显提高;氮肥施用对土壤温度的影响较小,对土壤水分基本没有影响,两地土壤含水量的变化主要是与当地降雨有关;总体上,土壤CO_2排放与土壤温度在高氮肥施用处理下(75 kg/hm~2)显著相关,与土壤水分含量相关性较差。     

金沙江干热河谷不同土地利用方式的土壤水分特征

[目的]研究金沙江干热河谷地区不同土地利用方式下的土壤含水量的变化特征,为干热区脆弱生态环境的生态恢复、物种选择提供依据。[方法]以金沙江干热河谷典型区云南省元谋县的6种土地利用类型为例,采用TRIME-PICO-IPHTDR每月定期测定土壤水分,每个样地设3个重复,定期分别测定0～20、20～40、40～60、60～80、80～100cm处的土壤含水量。[结果]罗望子纯林土壤含水量相对稳定,且含水量较高;银合欢间伐林土壤含水量高于银合欢与其他物种组合的人工林;在草本植物较多的人工林内,土壤含水量均较低。土壤0～20cm含水量变异系数最大,40～60和60～80cm处变异系数旱季比雨季略大。不同林分组合对土壤水分影响明显,Ⅱ和Ⅵ为代表的用地类型土壤含水量较高,Ⅳ和Ⅴ中的20～60cm土壤含水量均下降,Ⅰ和Ⅲ中的80～100cm深度范围内土壤含水量均有小幅下降。[结论]土壤含水量随土壤深度的增加而增加,雨季含水量明显高于旱季,雨季土壤含水量变化速率高于旱季,植被郁闭度、草本层盖度是影响土壤含水量的主要因素。     

土壤湿度对亚高山草地土壤夏季CO2排放日变化的影响

以具有代表性的新疆典型亚高山草地为研究对象,利用静态暗箱法对天然长期处于不同土壤湿度条件下的草地土壤CO2排放进行连续观测.结果表明,高湿度自然草地CO2日排放总量为33.610 g/m2·d,低湿度自然草地CO2日排放总量为36.658 g/m2·d,低湿度比高湿度的多了9.07%;高湿度处理草地CO2日排放总量为21.534 g/m2·d.低湿度处理草地CO2日排放总量为24.427 g/m2·d,低湿度处理比高湿度处理增加了13.43%.CO2排放通量日变化与土水势呈指数相关.     

不同耕作措施下夏玉米生长季农田CO2排放速率及其与土壤温度的关系

采用定位试验,系统研究翻耕(CT)、旋耕(RT)、免耕不覆盖(NT)3种不同耕作措施下土壤CO2排放速率,并对CO2排放速率和10cm土壤温度进行回归模拟。结果表明:夏玉米生育期CO2排放速率表现为翻耕(CT)>旋耕(RT)>免耕不覆盖(NT),平均分别为585.675、457.875和184.95mg·m-2·h-1。并且3种耕作措施之间差异均达到显著水平(P<0.05);各处理夏玉米生育期CO2排放速率与土壤温度呈显著正相关;NT、RT和CT处理CO2排放速率与10cm地温相关系数分别为0.624、0.609和0.606。CO2排放速率和土壤温度呈指数函数关系(P<0.05),利用10cm地温对夏玉米生育期农田CO2排放通量进行估算表明,CT、RT和NT处理CO2排放量分别为1.47、1.15和0.46kg·m-2。     

晋西北不同土地利用方式下春季表层土壤水分对风蚀的影响

以晋西北为研究区域,对不同土地利用方式下春季表层土壤含水量、风蚀量及其相关关系进行研究。结果表明,不同地类表层土壤含水量大小表现为樟子松苗圃地>苦荞留茬地>撂荒地>杨树林地>春季翻耕地>柠条灌木地>退耕还草地;随深度增加不同地类表层土壤水分流失量的垂直分布基本呈现减少的趋势,春季翻耕地表层土壤水分流失量最大,为6.52%,其次依次为退耕还草地、柠条灌木地、撂荒地、苦荞留茬地、杨树林地,最小的为樟子松苗圃地,仅有2.00%;各地类土壤风蚀量89.00%集中于近地表0～10 cm高度,春季翻耕地风蚀量最大,为8.93 g,其次依次为苦荞留茬地、退耕还草地、撂荒地、柠条灌木地、杨树林地,最小的为樟子松苗圃地,为0.36 g;农田地与非农田地的表层土壤含水量与风蚀量均呈现线性负相关关系,农田地土壤风蚀量对表层土壤含水量变化响应更敏感。因此,农田地秋收后应实行留茬、覆盖等保护措施,春季翻耕要尽量靠近播种日。     

不同土地利用方式对陕西黄河湿地土壤水分物理性质的影响

[目的]研究不同土地利用方式对陕西黄河湿地土壤水分物理性质的影响。[方法]以陕西黄河湿地为研究区域,通过对不同土地利用方式下湿地土壤水分物理性质的比较,研究了湿地退化过程中土壤水分物理性质及其变异规律。[结果]在不同土地利用方式下,黄河湿地从河滩湿地、开垦湿地（农田）到因盐碱化最终废弃后的退化过程中,土壤容重均随着土壤深度的增加而增大,土壤容重的平均值分别为1.474、1.522、1.593 g/cm3。土壤变得更紧实;土壤孔隙状况（总孔隙度、毛管孔隙度、非毛管孔隙度）的各项指标也随着土地利用方式的改变有所降低,其中毛管孔隙和总孔隙随着土地利用方式的改变达到极显著水平,非毛管孔隙也达到显著水平。土壤孔隙度状况的改变而改变,加剧了土壤的退化;3种不同土地利用方式下,土壤最大持水量、毛管持水量、非毛管持水量,表现出相同的规律。与湿地土壤相比,开垦湿地（农田）和废弃盐碱地的最大持水量平均值分别减少了5.7%和22.3%。毛管持水量平均值分别减少了0.2%和19.4%。最小持水量平均值分别减少了6.1%和22.2%;3种不同土地利用方式中,河滩湿地的蓄水能力和排水能力均优于开垦湿地（农田）和废弃盐碱地,与河滩湿地相比,开垦湿地（农田）和盐碱化荒地总土壤蓄水能力分别降低了12.4%和15.2%。总的排水能力分别降低了2.7%和15.9%。[结论]采取合理措施安排湿地周边集体林地、农田及湿地资源开发关系对黄河湿地保护区涵养水源,调节水分循环和抵御旱涝灾害的能力具有重要作用。     

施肥对不同品种麦田CO2通量的影响

为探讨施肥对小麦田间CO2释放量的影响,设计以四个不同施肥水平为主处理,以三个不同年代的主栽品种碧玛1号、烟农15号、山农11号为研究对象,采用封闭式静态暗箱技术,应用LI-6400型便携式光合测定仪(美国)在作物生长期测定土壤CO2释放量和光合速率。同时测定了作物的生理生化指标(株高、叶绿素含量、旗叶叶面积)和生物量以及环境影响因素土壤温度和水分等。研究结果表明:(1)施肥有利于增加土壤CO2释放量,且中氮处理水平释放量最多。(2)土壤温度和水分对土壤CO2释放量有一定的影响,土温越高,水分越大,CO2释放越多。     

高纬寒地不同玉米栽培模式对土壤水分、温度及产量的影响

为探究玉米品种相配套的栽培技术,通过玉米在平作、常规垄作和大垄双行三种模式下的栽培试验,研究其对土壤水分、温度及玉米产量的影响。结果表明:平作比垄作具有较好的保墒作用,但增温效果差;大垄双行不但具有良好的保墒和增温效果,还达到了一定的增产效果,是一种适合高纬寒地的栽培模式。     

不同土地利用方式对陕西黄河湿地土壤水分物理性质的影响

[目的]研究不同土地利用方式对陕西黄河湿地土壤水分物理性质的影响。[方法]以陕西黄河湿地为研究区域,通过对不同土地利用方式下湿地土壤水分物理性质的比较,研究了湿地退化过程中土壤水分物理性质及其变异规律。[结果]在不同土地利用方式下,黄河湿地从河滩湿地、开垦湿地（农田）到因盐碱化最终废弃后的退化过程中,土壤容重均随着土壤深度的增加而增大,土壤容重的平均值分别为1.474、1.522、1.593g/cm3。土壤变得更紧实;土壤孔隙状况（总孔隙度、毛管孔隙度、非毛管孔隙度）的各项指标也随着土地利用方式的改变有所降低,其中毛管孔隙和总孔隙随着土地利用方式的改变达到极显著水平,非毛管孔隙也达到显著水平。土壤孔隙度状况的改变而改变,加剧了土壤的退化;3种不同土地利用方式下,土壤最大持水量、毛管持水量、非毛管持水量,表现出相同的规律。与湿地土壤相比,开垦湿地（农田）和废弃盐碱地的最大持水量平均值分别减少了5.7%和22.3%。毛管持水量平均值分别减少了0.2%和19.4%。最小持水量平均值分别减少6.1%和22.2%;3种不同土地利用方式中,河滩湿地的蓄水能力和排水能力均优于开垦湿地（农田）和废弃盐碱地,与河滩湿地相比,开垦湿地（农田）和盐碱化荒地总土壤蓄水能力分别降低了12.4%和15.2%。总的排水能力分别降低了2.7%和15.9%。[结论]采取合理措施安排湿地周边集体林地、农田及湿地资源开发关系对黄河湿地保护区涵养水源,调节水分循环和抵御旱涝灾害的能力具有重要作用。     

不同轮作方式对免耕农田土壤CO2排放的影响

【目的】研究免耕条件下不同轮作方式对土壤CO2排放的影响,以期为农田固碳减排提供参考。【方法】采用大田定位试验的方法,以冬小麦(Triticum aestivum L.)-夏闲、冬小麦-夏玉米(Zea mays L.)、冬小麦-夏大豆(Glycine max(Linn.)Merr.)和冬油菜(Brassica campestris L.)-夏玉米4种轮作方式为研究对象,在免耕条件下,分析2012年3-6月冬小麦和冬油菜生长季土壤CO2排放规律,以及其与土壤温度和湿度之间的关系。【结果】免耕条件下4种轮作方式土壤CO2排放通量具有明显的变化规律,整体呈先上升再下降的趋势;平均CO2排放通量表现为冬小麦-夏玉米(13.91μmol/(m2·s))冬小麦-夏大豆(9.09μmol/(m2·s))冬小麦-夏闲(6.43μmol/(m2·s))冬油菜-夏玉米(4.56μmol/(m2·s)),且不同处理间平均土壤CO2排放通量差异达极显著水平(P0.01);冬小麦-夏闲处理土壤温度最低,土壤湿度最大,平均土壤温度和湿度分别为14.49℃和13.28%,且与土壤CO2排放通量的相关性最小,说明土壤温湿度变化对冬小麦-夏闲处理土壤呼吸的影响较小。【结论】4种轮作方式中,冬油菜-夏玉米轮作最有利于减少农田温室气体排放,缓解全球气候变化。     

辽西北沙地不同土地利用方式对土壤水分的影响

2008年在科尔沁沙地的东南部,选择了具有代表性的4种不同土地利用方式,对其土壤水分变化进行了研究。结果表明：各种利用方式下,土壤水分在0 ~ 20 cm的表层稳定,在20 ~ 60 cm的中层变化剧烈,在60 ~ 100 cm的深层土壤水分稳定;各土地利用方式土壤含水量大小为大扁杏Prunus armeniaca × sibirica -花生Arachis hypogaea -玉米Zea mays＞大扁杏-麻黄草Ephedra sinica＞樟子松Pinus sylvestris var. mongolica纯林＞荒地（对照）;大扁杏-花生-玉米、大扁杏-麻黄草2种土地利用方式具有改良土壤水分,促进沙化土壤逆转的作用。不断地改进和推广此种优化的土地利用方式对于辽西北干旱地区经济发展及土壤改良都具有重要意义。图1表3参12     

农牧交错带不同土地利用方式对土壤质量的影响

在我国北方农牧交错带,研究了不同土地利用方式对土壤质量的影响.结果表明,天然草地和过牧草地土壤全氮、总有机碳和全磷含量整体高于耕地和林间草地,退耕地种草后土壤全氮、总有机碳含量增加,全磷含量无显著变化.耕地和过牧草地土壤速效磷含量高于其他土地利用方式.天然草地、过牧草地和耕地土壤pH值显著高于林间草地和人工草地,而土壤电导率均为过牧草地显著高于天然草地,天然草地显著高于林间草地、人工草地和耕地.林间草地和过牧草地土壤容重显著高于天然草地和耕地,而天然草地土壤含水量显著高于其它土地利用方式,林间草地土壤舍水量最低.

Abstract：

The effect of land use conversion on soil qualities was studied in the agro-pastoral transitional zone in North China.The results showed that the contents of total nitrogen,total organic carbon and total Dhosphorus in soil of natural steppes and over-grazed steppes were higher than those of cultivated land and grassland openings.Land use conversion from cultivated land to perennial artificial grassland increased soil total nitrogen and total organic carbon but had no marked influence on total phosphorus.Available phosphorus in soils of cultivated land and over-grazed steppes was higher than that of other land uses.Compared with grassland openings and artificial grassland,nature steppe and over-grazed steppe had higher pH values and soil EC,while the cuhivated land had higher pH value and lower soil EC.Soil bulk density of grassland openings and over-grazed steppes was higher than that of nature steppes and cultivated land,while water content was the highest in natural steppes and the lowest in grassland openings.     

不同土地利用方式对土壤含水量、pH值及电导率的影响

以林芝地区八一镇5种植被类型下土壤为研究对象,研究其土壤剖面(0—50 cm)的含水量、pH值及电导率分布特征。结果表明,土地利用方式影响了土壤含水量、pH值和电导率在垂直剖面上的空间分布,尤其以表层(0—20 cm)土壤含水量和电导率受影响最为明显。草地土壤含水量表现出明显的“表聚”效应,即随着土层加深,含水量呈降低趋势。在区域空间上,土壤含水量和电导率具有较强的空间变异性,而土壤pH值的空间变异性较小。随着土层加深,各层土壤含水量和电导率之间的变异性逐渐减小。     

不同施肥措施下菜地CO_2排放通量的变化特征

采用碱溶液吸收法对福州市郊菜地土壤CO2排放特征及其与土温之间的关系进行研究。结果表明,蔬菜生长期的土壤CO2排放通量在苗期和发育前期,它的日变化表现为黑夜白天;发育后期则为白天黑夜,且随时间的推移而呈现递减规律。此外,土壤CO2排放通量在苗期较大,不施肥(CK)、化肥(全部基施)、化肥(1/2基施+1/2追施)、化肥+长效肥力素(全部基施)、化肥+长效肥力素(1/2基施+1/2追施)、1/2有机肥+1/2化肥+长效肥力素(全部基施)、1/2有机肥(基施)+1/2化肥(氮钾肥追施+磷肥基施)+长效肥力素(追施)处理分别为2 379.08、2 482.93、2 129.94、1 299.02、1 890.04、2 293.61、3 029.99mg·m-2·d-1,而发育后期土壤CO2释放量相对较小。而且化肥+长效肥力素(全部基施)处理的菜地土壤CO2排放通量小,仅为209.96mg·m-2·d-1,而1/2有机肥(基施)+1/2化肥(氮钾肥追施+磷肥基施)+长效肥力素(追施)处理则较大,达到了3 029.99mg·d-1·m-2,表明化肥+长效肥力素(全部基施)培肥处理适宜在福州市郊菜地进行推广。指数回归分析可知,土壤15cm处的土层温度是影响菜地CO2释放的主要因素之一,且随温度的增加而升高。     

不同土地利用方式对农田土壤养分含量的影响

本研究以湖南省祁阳县为例,探讨了南方丘陵区不同土地利用方式下农田土壤养分含量的时空变化及剖面含量分布,并与第二次土壤普查时(1980年)的土壤养分状况相比较.结果表明,水稻土有机质、全氟、碱解氮及速效磷平均含量高于旱地,而速效钾含量低于旱地土壤.与第二次土壤普查时相比,水稻土和旱地的全氮、碱解氮和速效磷含量都明显增加,水稻土的增加幅度要高于旱地土壤;而速效钾含量有不同程度的下降,水稻土下降程度小于旱地.水稻土各剖面层土壤有机质和全氮含量均远高于旱地土层,各土层全磷含量略高于旱地,而全钾含量则略低于旱地土壤.不同土地利用方式下施肥水平与施肥结构、耕作制度、田间管理等可能是造成研究区域农田土壤养分含量变化的主要原因.     

南方红壤丘陵区不同土地利用方式土壤N2O排放系数研究

【目的】明确不同土地利用方式土壤氧化亚氮（N₂O）排放系数的差异并评估区域N₂O排放,为评估南方红壤丘陵区N₂O排放清单提供基础数据和参考依据。【方法】选择南方红壤丘陵区4种常见的土地利用方式（油茶林、旱地农田、稻田和松林）,通过分析土壤不施肥与施氮肥时N₂O排放速率和排放量的差异,计算排放系数,并用15N同位素标记方法探究硝化作用和反硝化作用对土壤排放N₂O的相对贡献。【结果】不同土地利用方式土壤理化性质差异明显,稻田全氮含量最高（2.22 g/kg）,显著高于其他3种土地利用方式土壤（P<0.05,下同）。土壤不施肥时,N₂O排放速率在0~227.80 μg/（kg·h）,施氮量为200 kg N/ha时,N₂O排放速率在0~4213.27 μg/（kg·h）。4种土地利用方式的土壤N₂O排放系数均随土壤孔隙含水量（WPFS）增加而增加,WPFS为75%时,稻田、旱地农田、油茶林和松林土壤N₂O排放系数分别为2.47%、0.39%、2.31%和0.91%。4种土地利用方式土壤N₂O排放系数主要受全氮含量影响,N₂O累积排放量均与潜在反硝化潜势呈显著正相关,除稻田外,其他3种土地利用方式土壤N₂O累积排放量也与潜在硝化势呈显著正相关,以NO₃--N为底物的反硝化作用对N₂O排放的相对贡献平均大于90.00%,远高于硝化作用。【结论】南方红壤丘陵区土壤以NO₃--N为底物的反硝化作用主导N₂O排放,施用氨基氮肥可能有效减少氮肥N₂O排放损失,为国家执行碳中和政策提供理论依据。     

黄土高原不同土地利用方式对土壤养分与酶活性的影响

为了研究吴旗县不同土地利用方式对土壤养分以及酶活性的影响,对农耕地、天然草地、人工草地、灌木林地和乔木林地5种土地利用方式的土壤进行了调查、样品测定和分析。结果表明,天然草地和乔木林地0~20cm表层土壤有机质增长率均较大,为36.11%和32.96%,二者碱解氮含量也较高,分别为66.88和69.37 mg/kg;乔木林地和灌木林地0~20 cm表层土壤有效磷含量均高于天然草地和人工草地,乔木林地速效钾含量最高。乔木林地0~20 cm土层土壤脲酶、碱性磷酸酶和蔗糖酶3种水解酶活性均高于其他4种土地利用方式,0~20 cm土层土壤酶活性均高于20~40 cm土层,表明人工种植乔木林可以使土壤水解酶活性增强,尤其表现在表层土壤。总之,乔木林对土壤有机质和养分、酶活性的增强效应最为明显。