刚察县土壤CO_2浓度变化初探

测定了青海省刚察县城附近不同植被条件下土壤50 cm深处CO2的浓度。结果表明:油菜花地的CO2浓度明显高于人工灌木林和茂密高草地,但茂密高草地CO2浓度的变化最平缓。土壤CO2浓度与温度间呈显著的正相关关系,土壤CO2浓度在时段10:15～17:57的变化趋势与气温的变化趋势基本一致。     

湘西洛塔不同深度土壤CO_2浓度变化研究

采用CO2气体检测管法对湘西洛塔旱地不同深度土壤CO2浓度进行了一年的连续观测研究。结果表明:10 cm,20 cm和40 cm处土壤CO2浓度具有一定的季节节律变化,说明表层土壤CO2浓度受气温影响比较显著,而60 cm,100 cm,140 cm,180 cm,220 cm和260 cm处土壤CO2浓度未表现出一定的季节节律变化,说明影响深层土壤CO2浓度的因素比较复杂。100 cm深度以上的土壤CO2浓度具有随深度增加而增加的趋势,而100~260 cm深度的土壤CO2浓度具有随深度增加而减小的趋势。     

北温带干旱地区土壤剖面CO_2通量的变化特征

采用开放式样杆方法,对干旱土纲的4种土壤类型(栗钙土、灰钙土、粗骨土、山地灰褐土)进行土壤剖面CO2通量的观测研究,结果表明:1)在0～60cm深度范围内土壤剖面CO2通量随土壤深度的增加而增加,60cm为转折点,之后,随土壤深度的增加而减小。2)土壤剖面CO2通量平均值为660μmol/(m2·h),在-9076～16988μmol/(m2·h)范围内变化,如果土地利用/土地覆盖发生改变(0～70cm深度),将可能有254.6t/(km2·a)CO2从土壤向大气释放。3)土壤种类不同,CO2通量明显不同,森林土壤释放量大于草原土壤。4)在通量-深度曲线中,各土壤类型均出现1～2个拐点,变化原因与土壤剖面结构和根系分布有关,钙积层的有无、厚度起决定作用。5)存在季节变化,植物生长季节的CO2通量远大于其他季节,其他季节可能存在土壤吸收CO2现象。因此,应避免在植物生长季节施工动土,以减少土壤CO2向大气中释放。     

北温带干旱地区土壤-大气界面CO_2通量的变化特征

采用箱法对栗钙土、灰钙土、粗骨土和山地灰褐土4种有代表性的干旱土壤表面CO2通量进行观测和研究。结果表明:森林土壤(粗骨土和山地灰褐土)的通量显著大于草原土壤(栗钙土和灰钙土)。干旱区土壤表面CO2通量的平均值为230.05μmol/(m2·h),变化范围为-147.27～2319.55μmol/(m2·h)。不同土壤类型之间存在差异,粗骨土(351.82μmol/(m2·h))>山地灰褐土(347.33μmol/(m2·h))>栗钙土(193.36μmol/(m2·h))>灰钙土(162.37μmol/(m2·h))。土壤表面CO2通量存在季节变化,趋势呈"S"形。9月份最高(516.79μmol/(m2·h)),以土壤向大气释放为主;1月份最低(-7.09μmol/(m2·h)),以大气进入土壤为主;具有春夏秋冬交替规律,与气候变化趋势基本一致,土壤表面CO2通量稍有后滞。全天候土壤表面CO2通量呈"山峰"形变化,04:00最小(154.13μmol/(m2·h)),12:00最大(349.65μmol/(m2·h)),具有昼夜交替规律,比气候日变化稍有滞后。影响土壤表面CO2通量的环境因子有地表空气温度、土壤温度(0～10cm、10～20cm和20～30cm)、土壤含水量(0～10cm、10～20cm和20～30cm);其中,地表空气温度、土壤温度(0～10cm、10～20cm和20～30cm)和土壤含水量(0～10cm)分别与土壤表面CO2通量呈正相关关系,而10～20cm和20～30cm深度的土壤含水量与土壤表面CO2通量呈负相关关系,地表空气相对湿度与土壤表面CO2通量的关系不显著。大气与土壤之间的CO2存在双向转移机制,CO2不仅从土壤向大气转移,而且也从大气向土壤转移,热量在地球表面的差异性分布,导致温带和寒带地区的土壤具有平衡大气CO2浓度的功能,是温带、寒带地区的显著特征。     

土壤与大气温度及CO_2浓度变化对根系呼吸影响研究进展

植物根系呼吸是陆地生态系统土壤碳收支及生物圈碳平衡的一个重要依据,准确把握根系呼吸的影响因素及其作用具有非常重要的意义。目前已有许多专家和学者对此进行了不同层次的研究和探讨,并对根系呼吸的研究意义和重要性进行了客观评价。主要综述不同时空区域下根系呼吸对温度、CO_2浓度变化的响应特征,讨论各植物类型根系呼吸在不同季节和不同影响因子下的变化趋势,同时指出根系呼吸速率变化的不确定性,重点分析根系呼吸对温度、CO_2浓度变化等的响应机制。在此基础上进行阐述和概括,并对根系呼吸相关内容和发展趋势进行展望。     

CO_2和O_3浓度升高对土壤碳水化合物累积分布特征的影响

碳水化合物作为土壤有机质重要成分之一,一直被认为是较为灵敏的有机质示踪成分。在全球气候变化趋势下,CO2和O3浓度升高可改变植物群体组成,碳在地下生态系统的分配等最终间接地改变土壤化学特性。在未来大气环境变化趋势下,CO2和O3浓度升高对植物-土壤生态系统的影响已成为众多学者研究的热点问题,并取得了一定的成果,而对土壤有机质研究中作为重要指标和主要对象——碳水化合物的影响研究相对较少,为此综述了CO2和O3浓度升高对碳水化合物累积分布特征影响方面的最新进展,并提出今后开展研究的建议。     

水稻叶片气孔对CO_2浓度变化的响应

气孔是植物与外界气体交换的通道,CO2浓度发生变化,气孔将第一时间作出响应。试验以开顶式气室(OTC)为研究手段,设定CO2浓度分别为380μmol/mol(CK)、550μmol/mol(处理),通过扫描电镜观察水稻第4张叶片的气孔,分析CO2浓度增高对叶片气孔分布和形态特征的影响。结果表明,处理较CK腹面、背面气孔带间距离增加24.27%、26.41%,气孔带上气孔间距离缩小20.28%、14.73%,CO2浓度增加使气孔带上气孔排列更加紧密;处理较CK叶片背面气孔器面积、周长、长度显著增加,叶片腹面宽度显著减少;叶片背面保卫细胞的面积、周长、长度显著增加,宽度显著减少;叶片腹面气孔乳突面积、周长显著减少,背面乳突数量显著减少;CO2浓度增加促进了叶片表面细胞分裂,增加了单位面积的细胞数量,促进细胞分裂,处理较CK腹面、背面气孔指数(SI)分别下降14.80%、14.18%,气孔密度(SD)变化差异不显著,说明SI比SD更适合表达CO2浓度变化对气孔的影响。     

青海湖2种高寒湿地土壤碳氮化学计量特征研究

【目的】植物生长发育离不开碳、氮元素,并且还可通过对碳的同化和氮的吸收去推动地球化学循环过程。以青海湖湖滨和河源2种高寒湿地土壤为研究对象,对其碳氮计量特征进行了研究,拟揭示不同高寒湿地土壤碳氮分布及其计量特点。【方法】于2017年6-9月,在青海湖流域东部的湖滨湿地与北部的河源湿地采集132个土壤样品,测定土壤全碳(TC)、全氮(TN)、有机碳(SOC)、pH值、电导率(EC),并计算土壤含水量(SWC)、土壤容重。利用单因素方差法对研究区两种高寒湿地土壤C/N比在不同土层间的差异进行了分析,利用相关分析法对土壤碳氮化学计量特征与土壤环境属性进行了分析。【结果】①2种高寒湿地土壤全碳(TC)和全氮(TN)含量均随土壤深度呈递减趋势变化;TC和TN含量在0～10 cm土层中最大。湖滨湿地土壤的TC和TN含量均低于河源湿地,湖滨湿地土壤的TC和TN含量分别为114.59和6.98 g·kg~(-1),河源湿地为137.42和10.48 g·kg~(-1);②2种高寒湿地土壤C/N随土壤深度的增加呈递增趋势变化,在20 cm下增幅较快。湖滨湿地C/N均值为16.95,河源湿地为13.42;③6-9月,湖滨湿地土壤TN、TC含量在月份上的变化特征为6月9月7月8月,河源湿地为9月6月7月8月;④2种高寒湿地土壤TC、TN含量的变化受土层深度、土壤含水量(SWC)、pH、容重影响,其中土壤含水量(SWC)是最大影响因子。【结论】青海湖2种高寒湿地土壤都有碳多氮少的特点,土壤平均C/N均高于我国土壤平均C/N,低于我国湿地土壤平均C/N。     

土壤CO2浓度变化及其影响因素的研究

以无锡地区典型水稻土稻麦轮作田为对象,研究和讨论了农田不同层次和时间土壤空气中CO2浓度变化规律,以及温度、降水、环境CO2浓度升高和作物生长对土壤CO2浓度变化的影响。结果表明:农田土壤空气CO2浓度变化与土壤温度变化密切相关,土壤温度升高会导致土壤CO2浓度上升;较大的降雨会闭塞土壤直接向大气排放CO2的通道,导致短期内在土壤浅层出现较高的CO2浓度分布;作物生长会导致CO2在土壤中累积,在小麦生长季内,0～30cm土壤CO2浓度廓线跟小麦根系生长密切相关;大气CO2浓度升高200±40μmol/mol使15cm土层的土壤CO2浓度提高12%±3%。     

土壤CO2浓度变化及其影响因素的研究

以无锡地区典型水稻土稻麦轮作田为对象,研究和讨论了农田不同层次和时间土壤空气中CO2浓度变化规律,以及温度、降水、环境CO2浓度升高和作物生长对土壤CO2浓度变化的影响.结果表明:农田土壤空气CO2浓度变化与土壤温度变化密切相关,土壤温度升高会导致土壤CO2浓度上升;较大的降雨会闭塞土壤直接向大气排放CO2的通道,导致短期内在土壤浅层出现较高的CO2浓度分布;作物生长会导致CO2在土壤中累积,在小麦生长季内,0～30cm土壤CO2浓度廓线跟小麦根系生长密切相关;大气CO2浓度升高200±40μmol/mol使15 cm土层的土壤CO2浓度提高12%±3%.     

三叶半夏在不同CO_2浓度下的光合特征研究

为了研究半夏在不同CO_2浓度下的光合特征,本研究利用Li-6400便携式光合仪测定了半夏的CO_2响应曲线,分析了净光合速率(Pn)、气孔导度(Cond)、胞间CO_2浓度(Ci)等随CO_2浓度变化趋势。结果显示,半夏在环境CO_2浓度为600μmol mol~(-1)以下时,会因为气孔关闭而使得Ci迅速下降;CO_2浓度超过600μmol mol-1时,净光合速率增加并不明显。本研究表明在半夏种植过程中,大气中的CO_2完全能满足半夏的光合作用需求,不必增加CO_2浓度。     

北疆绿洲农田夏季土壤CO_2排放特征初步研究

利用英国PP-system土壤呼吸测定仪对北疆典型绿洲农田作物棉花、小麦与玉米生态系统的土壤CO2释放日变化进行了研究。结果表明,小麦、玉米和棉花生态系统的土壤CO2排放均具有明显的日变化规律,均为午前大于午后,且小麦与玉米生态系统土壤CO2排放呈平缓曲线,棉花生态系统土壤CO2释放曲线变化较为剧烈;从土壤CO2排放总量来看,夏季日棉花生态系统的土壤排放总量最大,为30.98g CO2/（m2.d）,其次为小麦和玉米生态系统,分别为8.04g CO2/（m2.d）和23.92g CO2/（m2.d）;土壤CO2排放与气温呈明显正相关,相关系数为0.339 6。     

葡萄光合速率对光及CO_2浓度的响应特征

为深入研究吐鲁番地区葡萄管理和节水灌溉技术,采用CIRAS-3型便携式光合仪对新疆吐鲁番地区葡萄光合作用进行的测定。结果表明:当光合有效辐射在0~600μmol·m-2·s-1时,净光合速率迅速上升;光合有效辐射在600~1 500μmol·m-2·s-1时,净光合速率升幅减弱;而光强在1 500~2 000μmol·m-2·s-1时,净光合速率随着光照强度的增加而出现下降。CO2浓度在800μmol·m-2·s-1之前,光合速率迅速增加;在800μmol·m-2·s-1之后,光合速率缓慢上升。利用非直角双曲线模型和直角双曲线模型拟合葡萄光响应曲线和CO2响应曲线,决定系数分别为0.996 2和0.988 5。     

春季人工草地土壤CO_2和CH_4通量日变化研究

采用最新的土壤温室气体通量监测系统,对人工草地春季土壤CO_2和CH_4通量进行测定,研究植物复苏期人工草地土壤CO_2和CH_4通量的日变化及其与环境因素的关系。结果表明:春季人工草地土壤CO_2通量有明显日变化特征,通量变化范围为-6.47~3.75μmol/(m~2·s),最大值出现在10∶00~12∶00之间,最小值出现在16∶00~17∶00之间,土壤5 cm温度是草地土壤CO_2通量日变化的主要影响因子;人工草地CH_4通量也有明显的昼夜变化规律,白天的波动性要大于夜晚,全天的波动范围为-16.31~13.13nmol/(m~2·s),在16∶00~18∶00之间出现最大值,在10∶00~11∶00之间降到最小值,土壤10 cm温度是草地土壤CH_4通量的主要影响因子。     

番茄长季节栽培日光温室内CO_2浓度变化的分析

本文分析了番茄长季节栽培日光温室内ＣＯ_２浓度的变化，结果表明：在不放风的条件下，日光温室内的ＣＯ_２浓度存在着垂直差异和水平差异；室内ＣＯ_２浓度的变化与番茄植株生育状态，特别是与番茄株高和叶面积关系密切，也与室内温度、光照度和土壤呼吸有关。因此番茄越冬生产时，如果土壤施入充足的有机质，在植株高度小于５０ｃｍ（或叶面积小于０．２２ｍ~２／株）时，土壤有机质分解释放的ＣＯ_２能够满足番茄光合的需要，不需增施ＣＯ_２，而应改善温度光照条件；只有植株较大、温度和光照条件好、见光到放风时间长时才需要增施ＣＯ_２ 。     

北京奥林匹克森林公园CO_2变化特征及来源解析

以北京奥林匹克森林公园绿地内外近地层大气为研究对象,测定距离道路不同位置的CO_2浓度和δ~(13)C值,利用Keeling plot方程结合Iso Source软件定量区分CO_2来源。结果表明,奥林匹克森林公园中CO_2浓度随远离道路呈下降趋势,距离五环路500 m处绿地为354. 7μmol·mol~(-1),比五环路低约71. 0μmol·mol~(-1)。CO_2浓度的日变化受车流量变化和植物光合呼吸作用的共同影响,五环路在8:00和20:00时较高,绿地系统内在6:00时较高,二者CO_2浓度差在12:00达到最大,约90. 6μmol·mol~(-1)。不同来源δ~(13)C值差异显著,其中,生态系统呼吸(-22. 01‰)大气本底(-22. 90‰)机动车尾气(-28. 13‰)天然气废气(-33. 39‰),7:00—9:00、12:00—14:00和18:00—20:00的3个时段中绿地系统内空气中CO_2的δ~(13)C值均高于五环路,绿地系统内来源于生态系统呼吸的CO_2比例明显高于五环路,来源于机动车尾气和天然气废气的CO_2比例变化则相反。     

青海湖沙区风沙土土壤机械组成特征

【目的】掌握青海湖沙区土壤颗粒物组成特征,为防治措施生态效益的定量评价提供依据.【方法】选择青海湖沙区的典型样区,通过野外调查、采样及室内实验分析,对青海湖沙区风沙土的颗粒组成特征进行研究.【结果】青海湖沙区示范区的草方格设置从2008年才开始,属固沙的初步阶段,颗粒较粗,颗粒组成与流动沙丘相似,颗粒组成以较粗的颗粒为主.海晏县克土为早期治理区,各样点均以粒径0.25~0.5mm的中沙颗粒为主,栽植青杨和沙棘的草方格中的粗沙含量较植被覆盖较高的早期治理区高,粉沙和极细沙几乎为零.湖东-种羊场草方格中的风沙土颗粒组成以0.1~0.25mm的细沙为主,0.25~0.5mm的次之,其他粒径的颗粒含量均非常少.沙岛治理区中风沙土颗粒以中沙和细沙为主,其他粒径的颗粒含量均较少.流动沙丘的中沙和粗沙含量较高.示范区的草方格与流动沙丘颗粒组成均表现为以中沙和细沙为主.【结论】沙漠化治理年限较长的区域,植被覆盖较好,风沙土颗粒较细.     

松嫩平原玉米田土壤CO_2排放规律与碳平衡特征

通过对松嫩平原玉米田土壤CO2排放的连续观测,研究连作玉米田土壤CO2排放规律及与土壤温度、土壤水分的关系,并计算玉米田土壤碳平衡特征。结果表明,玉米田土壤CO2排放通量呈现明显季节性,6~8月土壤CO2排放量较大,而在4和11月维持较低水平。秸秆还田处理(MTS)土壤CO2排放通量、最大通量和平均通量高于翻耕处理(CT)。土壤CO2排放通量与地温呈显著正相关,指数方程表征二者关系效果最佳,线性方程效果最低,除个别情况,深层土壤拟合效果高于浅层土壤;MTS处理的土壤CO2排放通量与土壤温度相关性高于CT处理。土壤CO2排放通量与12 cm深度土壤水分相关性不显著。通过对秸秆、根茬还田碳与土壤CO2排放碳的测算,MTS处理秸秆还田碳量较CO2排放碳量平均每年多2 744.6 kg C·hm-2,呈碳汇效应;CT处理秸秆还田碳量较CO2排放碳量平均每年少810.4 kg C·hm-2,呈碳源效应。     

施用水葫芦有机肥对土壤CO_2排放特征的影响

在55%田间持水量和等量施肥条件下,比较研究了施用水葫芦有机肥和畜禽粪有机肥对土壤CO2排放特征的影响。结果表明:水葫芦有机肥处理土壤的CO2排放量与累积排放量均显著低于畜禽粪有机肥处理土壤。有机肥处理土壤的CO2累积排放量与潜在可矿化有机碳含量以及有机碳矿化速率呈显著正相关。     

CO_2浓度增加对作物影响的研究动态

不断增加的大气CO_2浓度将以两种方式影响作物的代谢、生长发育和产量形成:一种是通过温室效应“加热”气候、改变降水类型,进而影响作物,通常称此为间接影响;另一种是浓度变化本身对作物生理过程的影响,故称直接影响。本文拟介绍国外近来在与CO_2浓度有关的作物生理实验方面所取得的进展并综述其主要结果。