大兴安岭北部不同类型兴安落叶松林土壤呼吸及其组分特征

目的研究大兴安岭地区兴安落叶松林土壤呼吸及其组分的特征以及与土壤温度、湿度两个影响因子之间的关系,为进一步阐明我国寒温带地区碳释放及其对地区气候的影响提供科学依据。方法使用LI-6400对大兴安岭北部5种主要类型兴安落叶松林(落叶松纯林、兴安杜鹃-落叶松林、杜香-落叶松林、白桦-落叶松林和樟子松-落叶松林)的土壤呼吸、呼吸组分及其影响因子进行测定分析。结果5种类型兴安落叶松林土壤总呼吸(R_S)、异养呼吸(R_h)和根呼吸(R_r)都具有明显的单峰曲线季节动态,且峰值均出现在8月;平均R_S波动在4.71~7.41 μmol/(m2·s)之间,大小依次为樟子松-落叶松林>杜香-落叶松林>白桦-落叶松林>落叶松纯林>兴安杜鹃-落叶松林,且不同类型兴安落叶松林土壤呼吸存在显著差异(P＜0.05);不同类型兴安落叶松林R_h和R_r也存在显著差异(P＜0.05),平均R_h表现为樟子松-落叶松林(5.56 μmol/(m2·s))>落叶松纯林(4.64 μmol/(m2·s))>白桦-落叶松林(4.55 μmol/(m2·s))>杜香-落叶松林(4.27 μmol/(m2·s))>兴安杜鹃-落叶松林(3.80 μmol/(m2·s));平均R_r表现为杜香-落叶松林(3.15 μmol/(m2·s))>樟子松-落叶松林(2.98 μmol/(m2·s))>白桦-落叶松林(2.76 μmol/(m2·s))>兴安杜鹃-落叶松林(2.30 μmol/(m2·s))>落叶松纯林(1.97 μmol/(m2·s))。异氧呼吸对土壤呼吸的贡献最大,占61.84%~71.76%,在异养呼吸中,以矿质土壤呼吸(R_m)为主,占土壤总呼吸的46.28%~58.18%,凋落物呼吸(R_l)的贡献只有8.34%~15.57%;R_r的土壤呼吸的贡献率为28.24%~38.16%。R_S与土壤10 cm温度(T₁₀)呈显著正相关指数关系,T₁₀可以解释土壤季节性变化的43.6%~57.0%;但R_S与土壤10 cm湿度(W₁₀)的相关性因林型而异。结论不同类型兴安落叶松林土壤呼吸及其组分之间差异显著;温度是土壤呼吸的主要影响因子,而湿度对土壤呼吸的影响较小。      

长岭碱茅群落草地大型土壤动物的多样性特征

5—9月调查长岭碱茅群落大型土壤动物,共获得大型土壤动物32类,1 194只,优势类群3类:蚁科、象甲科幼虫和虹蛹螺科。大型土壤动物的个体数在6月份最多,且与5、7、8和9月存在显著差异,类群数在不同月份之间无显著差异。多样性指数和均匀度指数在5个月份的变化均为7月8月5月6月9月;优势度指数变化为9月6月5月8月7月,土壤动物的多样性与丰富度和均匀度呈正相关,与优势度呈负相关,与个体数没有直接相关关系。大型土壤动物群落个体数和类群数在垂直方向上均存在显著差异,呈现明显的表聚性特征。     

大兴安岭南段落叶阔叶次生林土壤水势特征

为了研究大兴安岭南段天然次生林地土壤水分特征曲线及土壤水势特征,以位于大兴安岭南段的赛罕乌拉这一落叶阔叶次生林区为研究对象,利用TRIME-T3管式TDR土壤水分仪和TEN机械式土壤张力计,对其2016年6月初～9月底的土壤含水量和土壤水势进行了连续观测,结果表明:(1)各土层土壤水分特征曲线可用Gardner模型幂函数方程进行拟合,拟合参数a值大小为20 cm(0.1475)30 cm(0.1322)10 cm(0.0901);b值大小为10 cm(0.222)30cm(0.138)20 cm(0.121)。(2)田间持水量和凋萎系数的平均值分别为20.89%和11.59%,最大有效水范围平均达9.3%。比水容量为10 cm30 cm20 cm。(3)深度20 cm、30 cm土壤水势值相对变异较大,变化明显;10 cm、40 cm土壤水势值相对变异较小,变化平缓。     

兴安落叶松林土壤微生物生物量季节动态及影响因素

应用氯仿熏蒸浸提法测定了大兴安岭塔河地区兴安落叶松林(Larix gmelinii Rupr.)土壤微生物生物量碳(Cm)和微生物量氮(Nm)的季节动态变化,并研究了其与土壤养分因子和土壤环境因子的关系。结果表明:兴安落叶松林的Cm的变化范围为70.02～1 065.38 mg.kg-1,其Nm的变化范围依次为:15.63～75.18 mg.kg-1。Cm和Nm基本于5—6月呈上升趋势、6—8月呈下降趋势,9月又达到一个最大值,之后开始下降,其中出现1～2个峰值的季节变化格局。Pearson相关分析表明,Cm与Nm呈显著相关(P<0.05),Cm与土壤温度(TS)呈显著负相关(P<0.05),Cm与土壤有机碳(CS,O)和土壤全氮(NT)呈极显著正相关(P<0.01)。Nm与土壤有机碳(CS,O)和土壤全氮(NT)呈极显著正相关(P<0.01)。     

火烧木管理方式对土壤特性和土壤呼吸的影响

为揭示不同火烧木管理方式对土壤特性和土壤呼吸的影响,在2014年兴安落叶松林火烧迹地上对不同火烧木管理方式下(未伐、择伐、皆伐)的样地进行土壤呼吸及土壤特性的测定,同时再附加未火烧区为对照样地,利用LI-8100土壤CO2排放通量自动测量系统,同时测定了土壤温度和含水量,探讨了不同火烧木管理方式土壤特性和土壤呼吸的变化。结果表明:(1)土壤有机质、全氮含量在火烧后增加,并且显著超过火烧前的水平,而不同火烧木管理之间差异不显著。火烧对土壤全效磷、速效磷含量没有明显影响,基本保持未受干扰的水平。不同火烧木管理方式土壤全效钾含量比对照地低,而速效钾含量比对照地高。(2)不同火烧木管理方式土壤温度呈单峰趋势,而土壤含水量的变化趋势与土壤温度变化不同,呈双峰趋势。未伐样地与对照样地变化趋势趋于平缓,择伐样地与皆伐样地变化幅度较大。(3)不同火烧木管理方式土壤呼吸速率均呈单峰趋势,与土壤温度变化趋势相同。生长季峰值出现在8月份,整体特征表现为皆伐地未伐地对照地择伐地。(4)土壤呼吸与土壤5cm温度呈极显著相关,与土壤含水量未达到显著水平,与其他土壤特性相关性不显著。     

土壤呼吸的水热因子模拟及温度敏感性的探讨

[目的]研究水热因子对土壤呼吸的影响,进而对土壤呼吸温度敏感性进行探讨。[方法]利用LICOR-8100对华北平原典型冬小麦拔节期土壤呼吸进行测定,分析其与水热因子的关系并建立关系模型。[结果]土壤呼吸速率与气温、5cm层土壤温度均呈显著正相关,且与土壤温度相关性更好,温度对土壤呼吸的影响在低温时比高温时更为显著;按不同温度条件划分的5cm土壤相对含水量与土壤呼吸速率呈显著正相关,且温度较高时土壤呼吸对土壤含水量变化的响应更显著。[结论]土壤呼吸速率的水热因子关系模型为R=0．180×Ts^0.878×Ta^0.088×θ^0.147（R^2=0．836,P〈0．0001）,土壤呼吸温度敏感因子Q10和土壤温度、气温呈负相关,与土壤含水量呈正相关关系。     

升温突变对杜香—兴安落叶松林生长的影响

以杜香—兴安落叶松为研究对象，运用Pearson相关分析和滑动相关分析等方法，探讨了树木径向生长与气候因子之间的相关关系，并分析了其对气候突变的响应。结果表明：（1）在突变检验中，年降水量没有发生明显的突变现象，年平均气温在1986年出现了突变点，与突变前相比温度升高了1.8℃；突变后的轮宽指数为1.05，明显大于突变前，说明升温促进了兴安落叶松的生长。（2）径向生长对温度的表现较为敏感，特别是受生长季温度的控制较为突出。在气温突变前后，径向生长与气候因子之间的相关性存在明显差异；突变前，径向生长与月气候因子之间的相关性不显著；而突变后，径向生长对降水量、平均气温和平均最低气温响应的敏感性均有所增强；径向生长与当年4月的降水量、当年5月和8月的平均气温、上年9月和8月的平均最低气温均呈显著正相关，而与当年5月的平均最低气温呈极显著正相关。（3）在滑动相关分析中径向生长对气温和降水量的反应都有所增强，特别是在冬季，气温对树木径向生长的负面影响更加明显，而在生长季前期，降水量对树木径向生长的促进作用更加显著。     

模拟增温对大兴安岭兴安落叶松林土壤CO2通量的影响

采用开顶增温室(OTC)对大兴安岭兴安落叶松林进行模拟增温,研究气温升高对土壤呼吸季节变化、月变化、昼夜变化规律的影响,同时通过同步测定环境因子的变化,分析增温导致土壤呼吸变化的机理。结果表明：增温处理的大气温度年均增温1.2℃,大气湿度降低2.5%,土壤5 cm增温0.5℃,土壤10 cm增温1.1℃,土壤20 cm温度下降0.08℃,土壤各层湿度分别下降2.9%、4.9%、8.8%。增温及各土层土壤温度月均值呈单峰值趋势,7、8月达到温度峰值,生长季土壤湿度也呈现逐渐升高趋势,增温使土壤湿度减少。土壤温度与土壤呼吸呈显著相关关系,土壤湿度和土壤呼吸呈负相关关系,相关性不显著;生长季增温样地CO₂通量变化的范围在(45.9±12.8～476.8±158.2)mg·m^-2·h^-1,对照样地CO₂通量变化的范围在(27.3±12.2～356.3±131.1)mg·m^-2·h^-1。增温处理使生长季期间土壤呼吸速率平均提高5.76 mg·m^-2     

荒漠草原4种典型植物群落枯落物输入对土壤呼吸的影响

采用动态密闭气室分析法,对荒漠草原4种典型植物群落（蒙古冰草群落、赖草群落、甘草群落、沙蒿群落）土壤呼吸进行了测定,运用数理统计的方法得到了枯落物输入对土壤呼吸的贡献量及其与环境因子的关系。结果表明:土壤呼吸日变化呈“单峰”曲线,有枯落物输入的土壤呼吸速率显著高于无枯落物输入的土壤呼吸;4种群落枯落物对土壤呼吸CO2的贡献量依次为:甘草群落（0.095 g/（m2•h））蒙古冰草群落（0.083 g/（m2•h））赖草群落（0.076 g/（m2•h））沙蒿群落（0.041 g/(m2•h)）,枯落物呼吸日贡献量与地表温度呈线性正相关。枯落物呼吸贡献量的季节变化规律呈“双峰”曲线,2次峰值分别出现在7月与9月,9月枯落物呼吸贡献量最大,分别为0.13、0.14、0.12、0.12 g/(m2•h);枯落物呼吸季节贡献量与土壤含水量呈线性相关,与土壤表层温度呈对数相关。      

气候变化对大兴安岭地区不同海拔落叶松径向生长的影响

为研究气候因子对不同海拔地区兴安落叶松(Larix gmelinii)径向生长的影响,根据大兴安岭地区平均海拔高度(573 m)和天然林线分布状况,依据树木年代学原理选取高海拔(850 m)、中海拔(485 m)、低海拔(290 m)3个海拔地区的树芯,建立落叶松树轮宽度标准化年表,使用Mann-Kendall检验和小波分析方法将树轮宽度指数(RWI)与气候因子进行相关分析、冗余分析、多元逐步回归分析。结果表明：兴安落叶松径向生长在3个海拔地区显示出不同的周期性变化,气候对不同海拔梯度落叶松径向生长的影响存在显著差异。其中,低海拔梯度落叶松径向生长与当年10月份月最高气温呈显著负相关,与上一年9月份降水量及标准化降水蒸散指数、当年10月份标准化降水蒸散指数呈显著正相关;中海拔梯度落叶松径向生长与上一年9月份月平均气温及月最高气温、当年6、7、9月份月最高气温呈显著负相关,与上一年8月份及9月份标准化降水蒸散指数、当年6月份降水量及标准化降水蒸散指数呈显著正相关;高海拔梯度落叶松径向生长与上一年8月份及当年5月份月平均气温、月最高气温呈显著正相关,与上一年6、8月份及当年5、6、8月份月...     

水蚀风蚀交错区土壤呼吸特征及其对水热因子的响应

为研究黄土高原水蚀风蚀交错区不同土地利用方式下的土壤呼吸特征及其对水热因子的响应,于2012年5月至10月,采用动态密闭气室法(IRGA)对裸地、农地、苜蓿地、柠条地和撂荒地土壤呼吸速率进行连续日动态测定,基于小时测定结果,分析土壤呼吸特征及其与水热因子的关系。结果显示,土壤呼吸日动态变化为单峰曲线,土壤呼吸速率一般在5:00—7:00(UTC+8)最低,在13:00—15:00最高,9:00和19:00时土壤呼吸测量值最接近日平均值。土地利用方式显著影响土壤呼吸速率(P0.01),其均值大小顺序为:苜蓿地柠条地撂荒地农地裸地。温度是影响土壤呼吸的决定性因子,土壤呼吸速率与5cm土层温度相关程度最高(P0.01)。5月至8月中旬降雨促进土壤呼吸,8月下旬至10月下旬降雨抑制土壤呼吸;水分对土壤呼吸具有双向调节作用:当0~10 cm土层含水量低于0.20 cm3·cm-3时,水分促进土壤呼吸,超过0.20 cm3·cm-3时抑制土壤呼吸。研究提出的E-P-Q(Exponential-Piecewise-Coefficient)模型能够合理解释区域内水热因子对土壤呼吸的响应规律。     

兴安落叶松林水分利用效率及其响应的环境因子

为系统研究大兴安岭地区兴安落叶松(Larix gmelini Rupr.)林水分利用效率及其驱动因子,采用涡度技术进行碳水通量的测定并计算水分利用效率,使用气象观测塔对环境因子进行监测,利用相关分析和逐步回归分析法,分析兴安落叶松林水分利用效率动态特征及其驱动因子。结果表明:水分利用效率生长季日变化大体呈单峰倒"U"型分布;6—8月份水分利用效率相比5、9月份变化的幅度较大;生长季水分利用效率的驱动因子为太阳辐射、空气温度、空气相对湿度、蒸汽压亏失、土壤温度、土壤热通量、土壤含水量,各月份水分利用效率的驱动因子略有差异。     

大兴安岭南段山杨死亡对其更新的影响

以内蒙古大兴安岭南段山杨林为研究对象,根据对照样地、山杨中度死亡样地和山杨重度死亡样地的不同死亡梯度的调查数据,分析山杨死亡后更新情况.结果表明:山杨重度死亡样地的山杨更新密度最大,更新密度为7308.33株/hm2,更新密度分别是山杨中度死亡样地、对照样地的2.55、17.20倍;山杨重度死亡样地更新幼苗(树)平均树高最大,平均树高为3.71 m,更新幼苗(树)平均胸径最大,平均胸径为3.05 cm.山杨重度死亡样地和山杨中度死亡样地与对照样地的更新密度、平均胸径和平均树高差异均显著(P<0.05);更新密度、平均树高和平均胸径与郁闭度和林分密度呈显著负相关(P<0.05);幼苗枯梢率与郁闭度及林分密度呈显著正相关(P<0.05);幼苗死亡率及幼树枯梢和死亡率与更新密度和郁闭度呈显著负相关(P<0.05).总体而言,大兴安岭南段山杨林在气候变化的干旱背景下,具有强大的萌蘖更新能力,更新苗在森林死亡后生长良好,幼苗拥有成材的潜力.     

亚热带3种森林植被类型土壤的呼吸特征

对皖西大别山区3种森林植被类型土壤呼吸数据进行统计分析,结果表明:3种植被类型土壤呼吸随时间呈先升高后降低的变化趋势;土壤呼吸速率与地下5 cm、10 cm的土壤温度有较好的相关性;杉木林土壤呼吸与5～10 cm土层有机质呈极显著相关,相关系数为0.978(p＜0.01);麻栎林土壤呼吸与0～5 cm土层有机质呈显著相关,相关系数为0.928(p＜0.05);杉木麻栎混交林土壤呼吸与5～10 cm土层有机质呈显著相关,相关系数为0.964(p＜0.05).     

天津两种城市绿地土壤微生物与土壤呼吸特征

对天津两种城市绿地国槐梨树林和国槐银杏林在6月、7月、8月土壤碳排放速率和土壤微生物数量进行测定,旨在深入了解土壤呼吸速率动态变化特征及其影响因子。结果表明,两种城市绿地土壤呼吸昼夜变化明显,土壤碳排放量白天大于夜间,且白天变异幅度比夜间大,观测期国槐梨树林和国槐银杏林土壤呼吸速率变异幅度分别为4.01和4.76,月均最大值均出现在8月;国槐梨树林和国槐银杏林土壤呼吸速率均值分别是2.01、1.94μmol/(m2·s),表明国槐梨树林比国槐银杏林土壤碳排放量大;两种城市绿地土壤微生物数量表现为国槐梨树林国槐银杏林,土壤细菌与土壤呼吸速率之间呈极显著正相关,土壤放线菌和真菌与土壤呼吸速率间呈显著正相关。     

大兴安岭兴安落叶松林土壤酶活性研究

研究了内蒙古大兴安岭杜香-兴安落叶松林(LLV)、草类-兴安落叶松林(HLV)、柴桦-兴安落叶松林(BLV)土壤过氧化氢酶、蔗糖酶、脲酶、蛋白酶、酸性磷酸酶活性季节动态和垂直变化规律.3种林型下土壤酶活性具有明显的季节变化特点,其动态趋势是酶活性先增加后降低,以7月达最大值,即7月酶活性＞5月、9月酶活性.土壤蔗糖酶活性5月在LLV、BLV与HLV样地间差异性显著,7月LLV与HLV样地间差异性显著(P＜0.05).5种土壤酶活性垂直变化规律是随着土层深度的增加,酶活性逐渐降低,表现为0cm-10cm层＞10cm-20cm层＞20cm-30cm层.     

小钻杨树干液流特征及其与环境因子的关系

利用SF200茎流仪监测小钻杨树干液流的运移规律表明,整个生长季各月最大日平均液流速率为7月>8月>6月>9月>5月>10月>4月.液流速率的日变化曲线5、7、8、9月为双峰型,4、6、10月为单峰型,5月为峰型过渡阶段.夜间仍维持较低液流速率.阴雨天里液流启动较晚,停止较早,变化缓慢,在上升或下降的过程中发生波动现象.树冠东南侧液流速率大,西北侧液流速率小.不同径向深度各位点液流速率不同,液流速率随径深增加而增大,最高液流位点在20 mm处,15和10 mm次之,5 mm处最小.土壤含水量与液流速率呈良好的对数关系,光照强度和空气温度与液流呈正相关,空气湿度与液流呈负相关,风速与液流关系复杂.通过多元线性回归,得出气象因子与液流速率呈极显著相关,相关系数均在0.795以上.空气温度和光照强度是影响液流速率最主要的因素.     

集约经营措施对毛竹林生长季土壤呼吸的影响

以粗放经营毛竹Phyllostachys pubescens林和常绿阔叶林作为对照,利用静态箱-气相色谱法研究集约经营对毛竹林土壤呼吸速率的影响。结果显示：整个生长季（4-10月）,集约经营毛竹林、粗放经营毛竹林和常绿阔叶林之间土壤平均呼吸速率存在差异显著（P〈0.05）,3种林分土壤平均呼吸速率分别为1.01,0.79和0.72 g.m-2.h-1。3种林分土壤呼吸速率动态变化规律基本一致,4-5月土壤呼吸速率相对较小,6月开始迅速升高,7月达到最大值,6-9月维持在较高值,10月开始大幅度下降。土壤呼吸与地下5 cm土壤温度呈显著的指数相关（P〈0.05）,3种林分地下5 cm深处土壤温度分别可以解释土壤呼吸变化的63%,63%和59%。根据集约经营毛竹林、粗放经营毛竹林和常绿阔叶林土壤呼吸与地下5 cm土壤温度拟合的指数方程,计算出生长季土壤呼吸的温度系数Q10值分别为2.46,4.81和2.05。图2表1参40     

气候条件对Ⅱ优688产量及其构成要素的影响

对Ⅱ优688整个生育期间的气候因子与产量及其构成要素进行相关分析,结果表明:有效穗与5月中旬的最高气温呈显著正相关,与8月中旬的日照时数呈显著负相关;结实率与9月上、中旬的最低气温呈显著正相关;穗总粒数与8月的最高气温呈显著正相关;实粒数与9月中旬的最低气温和平均气温分别呈显著和极显著正相关;产量与9月上旬的降雨量呈显著负相关,因此,可通过季节调整、植物生长物质应用等措施进一步提高Ⅱ优688的产量。     

盐柴类荒漠碳交换特征及其组分研究

[目的]研究盐柴类荒漠碳交换特征及其各组分的变化规律.[方法]采用Li-840CO2/H2O红外分析仪测定生态系统呼吸(Re)和生态系统净交换(Nee),同时利用Re减去LI-8100自动土壤CO2流量系统测定的土壤呼吸(Rs)作为植物自养呼吸(Ra),并用Ra减去刈割处理下测定的CO2通量值计算植物叶片呼吸.[结果]Re在6到9月期间,6、7月表现为微弱的碳源,8月表现为碳汇,9月表现为碳源;Nee由于受到高温抑制的影响,仅8月表现为“U”型曲线,Re、Ra和植物叶片呼吸表现为单峰曲线;Nee与温度不相关,Re、Ra与温度有较好的相关性;4个月中Ra占Re比例夜间分别为33.0;、40.0;、75.7;、36.1;,白天分别为81.3;、78.1;、81.1;、75.7;;4个月中白天植物叶片呼吸占Ra比例分别为59.4;、54.7;、68.5;、56.3;,其中8月最高.[结论]由于荒漠夏季的高温,生态系统表现为碳源以及生态系统净交换(Nee)与温度不相关.植物自养呼吸(Ra)和生态系统呼吸(Re)与温度相关性较好,故温度是影响荒漠呼吸的主要因子.