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.     

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。     

雪被厚度对土壤温湿度的影响

以牡丹江森林生态系统国家定位观测研究站为平台,针对雪被覆盖期（积雪形成期、积雪稳定期、积雪融化期）雪被厚度、土壤温度、土壤含水量三者间的相关关系开展研究。结果表明,土壤含水量在积雪期呈现先降低再升高趋势,同一时期的不同雪被厚度土壤含水量无显著差异;积雪形成期及稳定期,雪被厚度与土壤温度呈显著正相关,随着雪被厚度增加,土壤温度升高。该研究对加深非生长季土壤生态认知、解释温度升高、林窗或林冠下生境变化等规律具有重要意义。     

辽东山区天然次生林土壤呼吸研究

利用Li-COR-8100测定并分析了辽东山区天然次生林生长季土壤呼吸特征、土壤呼吸年C释放量以及与土壤水热因子的相关关系。结果表明：天然次生林土壤呼吸速率日变化呈单峰曲线;土壤呼吸速率与地面10cm处土壤温度呈幂函数关系,关系式为y=0.3614e0.1219x（R2=0.702）,土壤温度可以解释土壤呼吸变化的70.20%;该地区天然次生林土壤呼吸年均速率约1.14μmol/（m2.s）,土壤向大气年释放C约为410.40～455.76 gC/m2。     

武夷山甜槠天然林生态系统不同深度土壤CO_2浓度

选择福建武夷山天然甜槠林作为研究对象,对不同深度土壤CO2浓度、土壤温度、土壤含水量同步进行日动态观测。结果表明：0～60cm深度土壤CO2浓度随深度的增加而升高,60cm深度以下土壤CO2浓度有所降低;不同深度土壤CO2浓度的日变化均呈现单峰型;不同深度土壤温度变化幅度较小,各层日变化模式相似;不同深度土壤含水量变化很小,且日变化模式无明显规律性;指数拟合分析显示,10、20、60、80cm土壤CO2浓度与温度具有极显著相关性,5、10、40cm土壤CO2浓度与含水量的相关性显著。     

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·hm^-2·a^-1。     

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.     

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。     

鄂尔多斯高原油蒿灌丛群落土壤呼吸日变化和季节变化特征

本研究对鄂尔多斯高原沙化灌丛群落油蒿土壤呼吸日变化和季节变化进行了野外定位观测,并对其环境驱动因子进行了初步的探讨.结果表明:油蒿群落两个不同生长期土壤呼吸日变化及其对温度因子的响应存在差异.营养生长期,土壤呼吸日变化不明显,且土壤呼吸速率和温度日变化无显著的相关关系;而在生殖生长期,土壤呼吸日变化非常明显,气温及0-10 cm土壤温度日变化与土壤呼吸速率相关显著(P<0.05).整个生长季期间,土壤呼吸高峰期出现在7-8月,与该段时间水热因子条件最佳且配置较好密切相关.荒漠灌丛生态系统中,降雨是土壤呼吸出现激发现象的控制因素.降雨对土壤产生的干湿交替作用能够显著提高土壤呼吸速率.生长季期间,土壤呼吸速率变化与气温及0-10 cm土壤含水量变化的相关性显著(P<0.05).通过逐步回归发现,0-10 cm土壤含水量的变化能够说明生长季土壤呼吸速率变化的41.9% (P<0.05).图3表2参34.     

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.     

Non-additive effects of litter-mixing on soil carbon dioxide efflux from poplar-based agroforestry systems in the warm temperate region of China

Poplar-based agroforestry systems are one of the most important farming systems on the temperate plains of China, but soil respiration in those systems has seldom been reported. In this study, poplar leaf litter and residues of the two main crops (wheat and peanut) grown in the agroforestry system were amended to form different litter mixing treatments in field experiments at two sites located in Jiangsu Province, China. We measured soil respiration and environmental factors in the different treatments. Soil respiration rates were increased by the addition of plant residues but were strongly influenced by residue quality. During the growing season, soil respiration was negatively related with C/N ratio, while positively related with the initial P concentration of residues (P < 0.05). Poplar leaf litter and crop residues showed non-additive effects on soil respiration when they were mixed. Both air and soil temperature at 10 cm depth explained more than 85 % of the variation of soil respiration at both sites with an exponential model. A significant linear relationship between soil respiration and soil water content at 10 cm depth (W_S) was also observed. The percent of variation in soil respiration explained by a model based on air temperature and soil water content was greater than that explained by a model based on temperature alone. Thus, soil respiration in the studied poplar-based agroforestry systems was driven by both temperature and soil water content. Soil respiration was significantly different between the two sites that had different clay content and C/N ratios. Results from this study are important for us to understand how soil respiration responds to litter mixing or is influenced by biophysical factors in poplar-based agroforestry systems.     

Short-term Effects of Nitrogen Deposition on Soil Respiration of Cinnamomum camphora Plantation

The nitrogen deposition experiments on Cinnamomum camphora plantation of Hunan provincial botanical garden were simulated from June the 7th to October the 7th,2010,the nitrogen deposition levels was respectively as control(CK, 0 g·m^-2 a^-1),low nitrogen(LN,5 g·m^-2 a^-1),medium nitrogen(MN,15 g·m^-2 a^-1) and high nitrogen(HN, 30 g·m ^-2 a^-1).The soil respiration speed and soil surface temperature and the surface water content of the soil were determined by LI-8100 measuring instrument.The results show that the average values of soil respiration speed were CK (4.09±0.66μmol·m^-2 s^-1),LN(2.39±029μmol·m^-2 s^-1), MN(2.18±0.19μmol·m^-2s^-1),HN (2.28±0.25μmol·m^-2 s^-1),and the treatment of the CK was obviously higher than the other three treatments（P<0.01）.With different nitrogen concentrations deposition treatments,the Q₁₀ （temperature sensitivity coefficients） for soil respiration of CK,LN,MN and HN treatments were 1.84,1.71,1.83 and 1.56.It was positive correlation between the respiration speed and the surface（≤10 cm） temperature of tested soil.It was negative correlation between the respiration speed and the surface（≤5 cm） water content of tested soil（P>0.05）.Volumetric water content of 5-cm soil was between 0.266 6-0.294 4(m³·m^-3), and the monthly content did not vary too much during the research period（1.8%-9.4%）.The findings suggest that the initial stage of nitrogen deposition obviously influenced the soil respiration of C.camphora plantation.     

营林用火对针叶林地土壤化学性质的影响研究

营林用火对维护林地土壤生态平衡和林地养分管理有重要指导意义。在针叶林地每两个月燃烧一次,每次用火时间30 min、60 min、90 min、120 min和CK 5个处理,3次重复。1 a后统一采样,采样深度设置0-5 cm、5-10 cm、10-20 cm 3个层次。结果表明：用火1年后,1土壤pH值变化不大,土壤有机质含量、土壤速效氮、土壤速效磷和土壤速效钾均有不同程度的增加。最大增幅分别为：燃烧30 min,5-10 cm土壤有机质含量增加50.2%,0-5 cm土壤速效氮增加34.9%,5-10 cm速效磷增加53.3%,10-20 cm土壤速效钾增加57.2%。2用火1 a后,燃烧60 min,0-5 cm有机质含量加39.4%,10-20 cm土壤速效氮增加20.6%,5-10 cm土壤速效磷增加38.2%,0-5 cm土壤速效钾增加51.5%。3燃烧90 min,0-5 cm土壤有机质含量增加38.5%,土壤速效氮变化不大,5-10 cm土壤速效磷增加38.4%,5-10 cm土壤速效钾增加51.7%。4燃烧120 min,10-20 cm土壤有机质含量增加38.5%,0-5 cm有效氮增加23.2%,5-10 cm的土壤速效磷增加42.9%,5-10 cm速效钾增加51.7%。土壤化学成分与用火时间没有关系,与燃烧时间长度关系很大。     

辽东山区原始红松混交林土壤有机碳及其影响因素研究

以辽东山区原始红松混交林为研究对象,对比分析了不同树种组成下原始红松混交林土壤有机碳含量的差异,研究了土壤有机碳与土壤属性因子和植被覆盖因子的相关关系,并研究了土壤碳密度的分布规律。结果显示,3种原始红松混交林土壤有机碳含量均随着剖面深度的增加而降低;0~10 cm土层深度土壤有机碳含量为红松阔叶林阔叶红松林针阔混交林,表层土壤有机碳主要来源于枯落物层的分解,表层土壤有机碳的特征表明原始红松混交林树种构成不同,潜在地影响着生态系统内的碳循环。对土壤属性因子而言,碳氮比与有机碳含量呈极显著的正相关关系,而容重、pH值呈显著的负相关关系;对植被覆盖因子而言,枯落物有机碳、全氮、碳氮比与土壤有机碳含量则无相关关系;0~100 cm深度内红松阔叶林的土壤碳密度最大,为181.4 t/hm2,针阔混交林次之,为180.56 t/hm2,阔叶红松林最小,为150.78 t/hm2,且接近70%的土壤碳储存集中在40 cm以上的土层内。旨在为揭示原始红松混交林对土壤有机碳的影响因素和探索我国原始红松混交林土壤碳分布格局提供科学依据。     

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%。     

苏州太湖湖滨带土壤呼吸时空变异特征及其影响因子

选择苏州渔阳山保存较为良好典型的太湖湖滨带作为试验地,并根据距离水体的远近,将湖滨带从近水体到高岗地分别设置4个实验区。在2007年11月到2008年10期间对试验地土壤呼吸速率以及影响土壤呼吸变化的土壤生物与非生物因子进行测定(包括土壤理化性质,土壤微生物量等)。结果表明:季节性淹水区土壤呼吸速率显著高于其它实验区;4个不同实验区土壤呼吸速率具有明显的季节变化,秋季夏季春季冬季。土壤呼吸的时空变化只与土壤温度呈显著的相关性,证明在影响土壤呼吸的土壤因子中,土壤温度是调控其在季节变化过程中不同水分梯度上变化的主导因子。     

地形对苹果园近地面微环境的影响

为给苹果园管理提供参考,以甘肃省不同地形(川地、半山坡、山顶)条件下的苹果园为研究对象,对其生育期(4-9月)近地面气温、空气相对湿度、土温、土壤水分含量进行了动态监测。结果表明:从果园0~25cm土层土温的季节性变化来看,随着季节的变化,果园表层(0~25cm)土壤温度逐渐增高,在7月最高,随后逐渐降低;在不同地形果园中,川地果园增温较早,其次是半山坡果园,山顶果园增温较慢,这说明果园土壤温度随海拔高度的升高而降低;从土壤剖面水分含量来看,川地果园和半山坡果园土壤剖面水分含量变异较大,山顶果园土壤剖面水分含量变异较小,山顶果园0~2、2~5、5~10cm土层土壤水分含量与降雨量间具有显著的正相关性,且果树根系使得土壤剖面水分含量趋向匀质化。     

中亚热带天然林改造成人工林后土壤呼吸的变化特征

【目的】研究中亚热带常绿阔叶林(天然林)改造成人工林后土壤碳排放量的变化及主要影响因子,为评估森林类型转换对土壤碳排放的影响提供科学依据。【方法】在福建农林大学西芹教学林场的常绿阔叶林及由其改造而来的38年生闽楠人工林与35年生杉木人工林中分别设置4块20 m×20 m样地,利用Li-8100土壤碳通量观测系统于2014年9月—2016年9月进行定点观测,并同期观测土壤温度、含水量、有机碳含量(SOC)、微生物生物量碳含量(MBC)、可溶性有机碳含量(DOC)、0～20 cm土层细根生物量和年凋落物量及凋落物碳氮比(C/N)。【结果】常绿阔叶林改造成闽楠(38年后)和杉木人工林(35年后),年均土壤碳排放通量由16. 22显著降为12. 71和4. 83 tC·hm^-2a^-1,分别减少21. 60%和70. 20%;各林分类型的土壤呼吸温度敏感性Q¹⁰值表现为常绿阔叶林(1. 97)<闽楠人工林(2. 03)<杉木人工林(2. 91),转换为杉木人工林后,Q¹⁰值显著升高(P<0. 05);土壤温度能分别解释常绿阔叶林、闽楠人工林与杉木人工林土壤呼吸速率变化的89. 70%、88. 50%和87. 90%,土壤呼吸速率和土壤含水量相关不显著(P>0. 05);土壤呼吸速率和SOC、MBC、DOC、年凋落物量及0～20 cm土层细根生物量均极显著正相关(P<0. 01);土壤呼吸温度敏感性指数Q¹⁰值和凋落物C/N极显著正相关(P<0. 01),而与年均土壤呼吸速率及MBC极显著负相关(P<0. 01);进一步分析发现土壤MBC和SOC含量是影响土壤呼吸速率的2个最重要因子,而凋落物C/N在影响土壤呼吸温度敏感性中的贡献最大。【结论】中亚热带地区常绿阔叶林改造成闽楠(38年)或杉木(35年)人工林后,土壤碳排放通量显著降低。林分类型转换后树种组成和林分结构发生改变,凋落物数量、质量及细根生物量显著降低,土壤SOC和MBC含量显著下降可共同导致土壤呼吸通量的下降。土壤温度是3种林分类型土壤呼吸季节变化的主导因素,而土壤总有机碳库和土壤微生物量碳库的差异是不同林分之间土壤呼吸差异的主导因素,凋落物C/N对土壤呼吸的Q¹⁰影响最大。为提高模型预测森林类型转换影响土壤碳排放的精度,应综合考虑土壤有机碳库、易变性有机碳库及底物质量的变化。     

土壤质地对落叶松人工林生长的影响

通过对不同土壤质地对落叶松生长影响的试验研究,结果表明,落叶松人工林的生长受土壤质地的影响很大,不同的土层厚度导致落叶松生长有不同的表现;在厚层土（表土〉20cm）生长的落叶松胸径比中层（11～20cm）和薄层（〈11cm）土提高16.6%和38.6%,树高提高21.8%和37.7%;厚层土（〉60cm）自然含水量比中层土（41～60cm）和薄层土（〈41cm）分别高4～11和9～15个百分点,田间持水量比中层土和薄层土分别高3～11和6～17个百分点,凋萎含水量比中层土和薄层土低0.65～1.1和1～2个百分点,厚层土的饱和持水能力比中层土和薄层土高3%和7%;土壤中的各项养分含量指标均是厚层土高于中层土和薄层土,落叶松的生长指标也是厚层土高于中层土和薄层土。