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.     

寒温带兴安落叶松林土壤CO气体通量变化特征研究

潜在温室气体CO气体通量相关研究很少,多集中于热带、亚热带地区,大兴安岭兴安落叶松林作为我国北方寒温带最大的天然林,研究该森林土壤CO变化特征具有典型性与创新性.于2020年6—9月采用加拿大LGR-N2O∕CO分析仪持续测定大兴安岭兴安落叶松林CO气体通量及土壤温湿度,分析大兴安岭兴安落叶松林土壤CO气体通量的变化特...     

寒温带兴安落叶松林生态系统养分特征

森林生态系统营养元素的积累和循环是维护森林生态系统健康稳定的关键因素之一,对森林生态系统的存在和发育具有重要的意义。文章对寒温带兴安落叶松林生态系统的养分输入、贮藏和输出特征进行了初步的研究。结果表明:林冠对Ca、Mg、Fe总体呈现吸附趋势,其中对Ca元素的吸收最为显著;P、K元素则是经林冠后含量增加;微量元素Mn的输入主要来自降雨,林冠对其的利用很少;各元素在植物和土壤中贮存的比例存在较大的差异,其中Ca、Mg、Mn主要贮存于植物体中,其贮存量约占86.06%、84.25%和94.18%;植物体中P、K的贮存量约占总贮量的44.62%和58.82%;Fe主要贮存于土壤当中,植物体中Fe的贮存量仅占总贮存量的9.16%;在兴安落叶松林生态系统中径流输出是养分元素主要的输出途径,其中P、K、Mn元素的年输入量大于输出量,生态系统中养分含量呈累积增加趋势,而Ca、Mg、Fe元素的输出量大于输入量,表现为养分流失,其中Ca的损失量最大。     

华南地区4种典型人工林土壤CO_2和CH_4通量研究

采用静态箱/气相色谱分析技术对中国科学院鹤山丘陵综合开放试验站尾叶桉纯林(Eucalyptus urophylla,EUp)、厚荚相思纯林(Acacia crassicarpa,ACp)、10个树种混交林(Tp)和30个树种混交林(THp)4种林型的土壤CO2和CH4排放通量进行了原位测定,研究纯林和混交林对土壤温室气体排放的影响。结果表明:4种林型土壤都是CO2的源,但对CH4而言,可能是源,也可能是汇。CO2和CH4排放通量季节波动幅度较大;4种林型土壤CO2和CH4通量在湿季均维持较高水平;峰值均出现在湿季,旱季则趋于降低,且相对稳定。由于EUp和ACp纯林土壤微生物碳(Microbial Biomass Carbon,MBC)比混交林高,导致Eup(130.67 mg.m-2.h-1)和Acp(134.65 mg.m-2.h-1)土壤CO2通量显著高于Tp(111.39 mg.m-2.h-1)和THp(108.53 mg.m-2.h-1)。在4种林型中,尾叶桉和厚荚相思对土壤NO3-N和NH4-N快速吸收,土壤CH4排放通量较低。土壤温度、湿度、MBC、NO3-N和NH4-N都是影响土壤CO2和CH4...     

寒温带兴安落叶松林土壤细菌微生物量和群落组成研究

为了研究不同林型兴安落叶松林土壤细菌微生物量和土壤细菌群落结构特征,探讨微生物量和群落组成变化的分布规律及影响因子,选择了4个典型兴安落叶松林:藓类兴安落叶松林、杜香兴安落叶松林、草类兴安落叶松林和杜鹃兴安落叶松林,采用磷脂脂肪酸(PLFAs)和高通量测序的方法,分析了4个林型土壤细菌的微生物量和群落组成。结果表明:PLFA法检测出4个林型中C12~C20 8种类型共44种不完全分布的PLFAs生物标记,4个林型中的兴安落叶松林细菌生物量最高,草类兴安落叶松林最低;高通量共检测出19门35纲55目87科92属细菌,其中变形菌纲Alphaproteobacteria、γ-变形菌纲Gammaproteobacteria、酸杆菌纲Acidobacteria、β变形菌纲Betaproteobacteria、放线菌纲Actinobacteria丰度较高。通过冗余分析分析发现,有效磷对土壤细菌生物量的影响较大,土壤pH值、土壤含水率和土壤养分对土壤细菌的群落组成影响比较明显。本研究表明寒温带兴安落叶松林中不同土壤环境的土壤细菌微生物量和群落组成存在差异,且与土壤环境因子之间具有相关性。     

黑龙江大兴安岭兴安落叶松林土壤热通量研究

利用气象梯度观测塔安装的土壤热通量板和净辐射传感器等设备对大兴安岭的兴安落叶松林土壤热通量的特征及与净辐射相关性进行了分析。结果表明：5cm土壤热通量的日变化和年变化均呈现出＂S＂形,土壤热通量在年度6月达到最大值747.35W·m-2,12月达到最小值-394.55 W·m-2,全年总土壤热通量为738.89 W·m-2,全年土壤总的热通量为正值,土壤为热汇。对5cm土壤热通量和冠层净辐射相关性进行了回归分析,无论在日尺度还是在年尺度上均达到显著相关性。     

小兴安岭落叶松沼泽林土壤CO2,N2O和CH4的排放规律

采用静态箱-气相色谱法,研究小兴安岭兴安落叶松-油桦-修氏苔草沼泽林、兴安落叶松-油桦-笃斯越橘-藓类沼泽林和兴安落叶松-狭叶杜香-中位泥炭藓沼泽林生长季节土壤温室气体(CO2,N2O和CH4)排放通量的季节变化规律、季节排放量及其主控因素.结果表明:1)3种落叶松沼泽林土壤CO:排放通量均呈现夏季高(651.4～823.6 mg·m-2h-1)春秋季低(233.3～310.0 mg·m-2h-1)的单峰型季节变化,N2O排放通量(0.010～0.049,0.012～0.020和0.010～0.080 mg·m-2h-1)分别呈现夏季>春季>秋季,春季>夏季>秋季和秋季>春季>夏季的变化规律,CH4排放通量(-0.083～0.037,-0.122～0.078和-0.05～0.026 mg·m-2h-1)分别呈现春秋季排放、夏季吸收,春季排放、夏秋季吸收和春夏季排放、秋季吸收的交替式季节变化;2)表层土壤(0～30cm)温度是土壤CO2排放的主要影响因素,低水位与较高表层土壤温度是N2O排放的主要影响因素,水位是CH.排放的主要影响因素,高水位时土壤排放CH4,低水位时土壤吸收CH4;3)3种落叶松沼泽林土壤在生长季节均为CO2排放源(20.8～25.2 t·hm-2),且夏季为强排放源、春秋季为弱排放源,3者均为N2O排放源(0.192～1.128kg·hm-2),兴安落叶松-油桦-修氏苔草沼泽林为强排放源,另2者为弱排放源,兴安落叶松-油桦-修氏苔草沼泽林和兴安落叶松-油桦-笃斯越橘-藓类沼泽林土壤为CH4强吸收汇(1.152～1.200 kg·hm-2),兴安落叶松-狭叶杜香-中位泥炭藓沼泽林土壤为CH4弱排放源(0.168 kg·hm-2);4)兴安落叶松-油桦-修氏苔草沼泽林土壤温室气体CO2排放强度最高(25.4 t·hm-2),另2者相对较低(20.8～21.2 t·hm-2),但均以CO2排放占绝对优势地位(99.63%～99.93%),N2O和CH4排放占次要地位(0.19%～0.92%和0.02%～0.10%).     

影响土壤N_2O排放和CH_4吸收的主控因素的研究(英文)

本文于2000年7月,在实验室模拟条件下,以长白山阔叶红松林鲜土壤为对象,采用正交试验设计法对土壤进行培养实验,研究了影响土壤N2O排放和CH4吸收的主要因素。考察了温度、水分、pH值、NH4+及NO3-五因素对森林土壤N2O排放和CH4吸收的影响。实验结果显示:在本试验设计的因素、水平条件下,N2O排放速率、CH4吸收速率二者均与土壤pH值和温度这两个因素呈显著正相关。并且N2O排放速率与CH4吸收速率间呈显著线性正相关关。     

大兴安岭兴安落叶松林土壤真菌群落特征研究

为了研究不同林型兴安落叶松林土壤真菌群落结构特征,探讨土壤真菌群落结构变化的影响因子,进一步弄清楚土壤真菌群落结构与不同兴安落叶松林之间的关系和作用。本研究分别以藓类兴安落叶松林、杜香兴安落叶松林、草类兴安落叶松林和杜鹃兴安落叶松林的土壤真菌为研究对象,采用高通量测序方法对土壤进行测序,分析了土壤真菌的Alpha多样性、物种组成和丰度,并研究土壤理化性质对真菌群落结构的影响。结果表明,大兴安岭兴安落叶松林共检测到4门11纲36目63科74属土壤真菌。优势菌门为子囊菌门Ascomycota、担子菌门Basidiomycota、接合菌门Zygomycota、壶菌门Chytridiomycota,主要的优势菌属为隐球菌属Cryptococcus、小轮孢霉属Troposporella、丝膜菌属Cortinarius、拟锁瑚菌属Clavulinopsis(5.63%)、被孢霉属Mortierella、虫草属Cordyceps。Mortierella、Udeniomyces、Cortinarius、Cryptococcus、Trichoderma、Cordyceps、Clavulinopsis等菌属受土壤环境因子和土壤理化性质影响显著。通过冗余分析发现,土壤含水率、p H值、土壤氮、土壤磷、有机碳等是不同土壤环境中土壤真菌群落结构变化的重要影响因子。本研究表明寒温带兴安落叶松林中不同土壤环境的土壤真菌群落存在差异,土壤真菌群落与土壤环境因子之间具有相关性。     

寒温带兴安落叶松林冻土Cu、Pb元素分布特征的研究

为研究大兴安岭北部林区多年冻土Cu、Pb元素分布特征,文章利用X射线荧光光谱法,对冻土36个样点144个样品进行了Cu、Pb元素含量测定。结果表明,Cu元素含量范围在12.0~19.0mg/kg之间,Pb元素含量范围在14.0~25.0mg/kg之间。在不同冻土层深度、不同坡位、不同坡向上,其冻土Cu、Pb元素含量差异显著,其对冻土Cu、Pb元素含量影响由大到小排列顺序为土层深度>坡向>坡位。     

不同龄组兴安落叶松林土壤养分及其化学计量特征

以内蒙古大兴安岭不同龄组兴安落叶松林为研究对象,分析土壤养分含量及化学计量特征的动态变化。结果表明:1)土壤有机碳(SOC)与土壤总氮(TN)、碳磷比(C∶P)、氮磷比(N∶P)具有极显著正相关关系;土壤TN与C∶P,N∶P呈极显著正相关关系;土壤铵态氮(NH~+_4-N)与土壤硝态氮(NO~-_3-N),C∶P,N∶P呈极显著正相关;土壤C∶N与C∶P呈显著正相关;土壤C∶P与N∶P呈极显著相关。2)随林龄的不断增加,土壤SOC,TN含量及C∶N,C∶P,N∶P表现出先升高而后降低的趋势,近熟林达到最高;土壤总磷(TP)含量呈先降低后升高的趋势,中龄林最低;土壤铵态氮与土壤硝态氮的含量无显著变化规律;而土壤养分含量逐渐降低。3)土壤容重随林龄的增加表现出降低的变化趋势,各龄组土壤容重之间差异均不显著。土壤TP与土壤容重无显著相关关系,土壤SOC,TN与土壤容重具有显著相关性。     

兴安落叶松天然林2种林型林分更新特征

分析了内蒙古大兴安岭林分结构对兴安落叶松林更新的影响。结果表明:1)年龄56~65 a草类-落叶松林平均更新密度达1 363株/hm2,较54~63 a杜香-落叶松林和36~48 a草类-落叶松林分别高12.8%,36.5%。2)年龄36~65 a,密度315~3 263株/hm2范围内的草类-落叶松和年龄54~63 a密度865~2 241株/hm2范围内的杜香-落叶松林,在其它条件相近情况下,随着林分年龄和密度增加,林分更新呈增加趋势;随着枯倒木数量和其腐烂程度的增加,更新密度增加;随着林下草本和灌木盖度增加,更新密度呈下降趋势。3)不同水平格局的林分更新不同,当聚集分布、随机分布和均匀分布时,平均更新密度分别为1 415株/hm2,1 165株/hm2,118株/hm2。     

兴安落叶松老头林的特征和经营管理方向的探讨

文章对兴安落叶松老头林的分布、特征及成因进行了论述，并对其经营管理也作了初步的探讨。     

华北落叶松人工林土壤CO2和CH4通量的时间动态变化

采用静态箱—气相色谱(GC)法,对大青山地区华北落叶松人工林夏季(6～8月)土壤CO2和CH4通量进行原位测定,研究了夏季土壤温室气体通量和昼夜变化规律及其与温度的关系.结果表明:大青山华北落叶松人工林6、7、8月土壤CO2排放通量平均值分别为296.7、727.7、461.2 mg/m2·h;不同月份的CO2通量昼夜变化均呈现昼高夜低的现象.大青山华北落叶松人工林土壤为大气CH4的汇,6～8月土壤月均CH4吸收通量均值大小顺序为8月＞7月＞6月;各月CH4吸收通量昼夜变化表现为单峰型,最大吸收通量出现在白天.9:00和19:00这2个时间区域内进行土壤呼吸观测,经矫正后可以代表6～8月大青山华北落叶松人工林土壤CO2和CH4气体通量值.温度是影响CO2和CH4通量的重要因子.     

北京低山区两种人工林土壤中N2O排放通量的研究

N2 O是一种重要的温室气体 ,其主要的排放源是土壤。本研究采用静态封闭箱式技术在 1997～1998年对北京西山低山区元宝枫和油松人工林地土壤中N2 O的排放通量进行了原位测定。研究结果表明该地区森林土壤为大气N2 O气体的一个重要的源 ,年平均排放通量为 3 16 μg·m- 2 h- 1 ,变动范围为 - 1 2～ 7 92μg·m- 2 h- 1 。林地土壤N2 O的排放有较明显的季节变化趋势 ;夏季最高 ,春秋季次之 ,冬季最低甚至出现负值。排放通量的大小主要决定于土壤温度、土壤湿度及测定时前 5d内降水量等因子。研究还表明N2 O的排放通量有一定的日变化趋势 ;6 :0 0出现最低点 ,9:0 0和 18:0 0出现最高点     

大兴安岭杜香-兴安落叶松林植物器官与土壤化学计量特征研究

探究大兴安岭不同龄组(幼龄林、中龄林、近成熟林)杜香-兴安落叶松原始林植物器官与土壤有机碳、全氮、全磷元素含量变化及其化学计量特征,比较兴安落叶松不同器官(叶、枝、干、根)和土壤C、N、P含量及比值的差异,探究其随林龄的变化和相互关系。结果表明,随着林龄增加,有机碳含量在叶片和枝条中呈上升趋势,细根中呈先下降后缓慢上升趋势,树干中变化不明显。全氮和全磷含量依次为：叶片>细根>主干>枝条和叶片>细根>枝条>主干,随林龄增加,主干和细根中全氮含量先下降后升高,枝条和主干中全磷含量呈上升趋势;随着林龄增加,0～60 cm土层有机碳、全氮和全磷含量为中龄林>近熟林。C/N比值在中龄林和成熟林中随土层深度加深而上升,C/P、N/P比值则相反。C/N比值在近熟林中表现为随土层深度加深而显著下降,C/P、N/P比值则逐渐上升。林龄变化是影响植物器官与土壤C、N、P含量及其化学计量比值的重要因素,而植物器官和土壤有机碳、全氮、全磷含量间均不存在显著相关性,说明土壤养分对乔木器官3种成分影响较小,更多的是植物体自身遗传特性的影响。     

阔叶红松林土壤CO2,N2O排放和CH4吸收的研究

为研究凋落物对CO2,N2O排放和CH4吸收的影响,从2002年9月3日到2003年10月30日,采用静态密闭箱技术对长白山阔叶红松林两种类型土壤生态系统的CO2,N2O和CH4的通量进行测定。两种土壤类型分别为表层有凋落物覆盖和没有凋落物覆盖。研究结果表明,凋落物对CO2,N2O和CH4通量有显著性影响(P<0.05)。有凋落物样地的CO2,N2O和CH4通量的日变化趋势和无凋落物样地中三种气体的日变化趋势相似,且CO2,N2O和CH4的日通量峰值都出现在18:00。有凋落物样地的CO2,N2O和CH4通量的季节变化趋势和无凋落物样地中三种气体的季节变化趋势也相似,但在一年之中,CO2和CH4的峰值出现在六月,N2O的峰值却出现在八月。研究结果还表明有凋落物样地CO2,N2O的日排放通量和年均排放通量明显大于无凋落物样地中两种气体的排放通量,但有凋落物样地的CH4日吸收通量和年均排放通量却小于无凋落物样地的CH4吸收通量。     

葡萄园土壤呼吸特征及CO_2排放监测方法比较

基于开路式土壤碳通量测量系统和静态箱法对酿酒葡萄园和鲜食葡萄园的碳通量进行全年观测,观测结果表明:开路式土壤碳通量测量系统和静态箱法均能观测到施肥、翻耕或降水后引起CO_2的剧烈排放,施肥后高水平排放通常持续7 d左右,峰值一般在第3到5天时出现;在对葡萄园的土壤CO_2通量观测中,2种方法测得结果一致性较好,开路式土壤碳通量测量系统测得结果普遍高于静态箱法结果,不同季节存在8.30%到387.41%的差异,差值大小随通量降低而增高;在全年观测中,春季累计排放通量最大,随季节更替逐渐降低。葡萄园CO_2排放主要集中于春、夏2季,其土壤CO_2排放量占全年总排放量额75%以上。开路式土壤碳通量测量系统观测结果与静态箱法观测结果趋势一致性较好,2种方法在对葡萄园土壤CO_2通量观测中均取得良好的效果。因此,开路式土壤碳通量测量系统的观测结果具有可信性,而开路式土壤碳通量测量系统具有操作简便,自动化程度高,可直接获得观测数据的优点,较静态箱法有一定改进和提高。     

基塘系统不同竹林土壤CO_2通量特征及其影响因子

【目的】探讨受保护状态下的杭州西溪湿地基塘系统不同类型竹林土壤CO_2通量特征,为基塘湿地生态系统温室气体估算和碳氮循环研究提供科学依据。【方法】采用静态密闭箱-气相色谱法测定西溪国家湿地公园保护区内毛竹林和早竹林的土壤CO_2通量,蒸馏水浸提法与TOC-Vcp H测定土壤水溶性碳氮(WSOC和WSON)含量,氯仿熏蒸-K2SO4提取法测定土壤微生物生物量碳氮(MBC和MBN)含量。【结果】2种竹林土壤CO_2通量差异明显,毛竹林土壤CO_2通量较高,全年各月土壤CO_2通量为(127.4±24.1)~(537.2±41.1)mg·m~(-2)h~(-1),早竹林土壤CO_2通量为(2.1±0.6)~(120.0±22.9)mg·m~(-2)h~(-1);毛竹林与早竹林全年土壤CO_2累积排放量分别为3 366.3和558.4 g·m~(-2)a~(-1),毛竹林土壤CO_2年累积排放量是早竹林的6倍;2种竹林土壤CO_2通量与10 cm深处土壤层温度、土壤含水量呈线性相关;毛竹林与早竹林的土壤水溶性碳含量均在8月达到最大值,分别为(348.1±25.5)和(146.1±9.9)mg·kg~(-1),均在10和12月出现最低值,分别为(202.5±28.5)和(54.9±13.8)mg·kg~(-1),土壤水溶性氮含量在2种竹林中都没有表现出特殊规律,年度波动较大;毛竹林与早竹林土壤微生物生物量碳含量峰值出现在6月,分别为(279.0±17.6)和(313.9±38.6)mg·kg~(-1),2—4月出现最低值,分别为(219.7±13.8)和(198.7±12.8)mg·kg~(-1),毛竹林各月土壤微生物生物量氮含量为(21.4±3.8)~(43.7±4.2)mg·kg~(-1),早竹林各月土壤MBN含量的波动范围比毛竹林大,为(13.9±1.4)~(57.0±10.8)mg·kg~(-1);2种竹林土壤CO_2通量与土壤水溶性碳含量显著正相关(P0.05),与其他参数间相关性均不显著。【结论】西溪湿地基塘系统不同类型竹林土壤CO_2通量具有强烈的时间异质性,其动态受季节性水热条件和呼吸底物土壤水溶性碳变化的共同调控。基塘系统封育有利于转变原先粗犷的开垦利用方式,可减少土壤水溶性碳含量和土壤CO_2排放。     

中国森林火灾释放的CO_2、CO和CH_4研究

在对各省火灾统计资料和生物量估计的数据基础上 ,用排放因子法和排放比法 ,得出中国森林火灾释放的CO2 、CO和CH4 年平均分别为 8 96TgC/a、1 1 2TgC/a和 0 1 0 9TgC/a,其中林下植物和地表枯落物的贡献分别为 39%、4 7%和 4 0 %。各省年平均森林火灾释放的CO2 、CO和CH4 量主要是由火灾受害面积决定的 ,森林火灾较多的黑龙江、云南和内蒙古的这 3种气体的排放量占全国的 80 %以上。森林火灾释放的CO2 和CH4 分别为全国所有源排放的 1 2 %和 0 35%。中国年平均森林火灾释放的CO2 、CO和CH4 量分别为全球森林火灾排放量的 0 3 %、0 5%和 0 0 1 %。