苏州太湖湖滨带不同水分梯度土壤氮的时空变异特征

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三个实验区,探讨了湖滨带土壤全氮、有效氮、微生物生物量氮的时间和空间变异特征。结果表明:太湖湖滨带土壤有效氮含量近水区中水区远水区,土壤湿度和水淹作用对土壤氮素含量具有影响作用;土壤有效氮呈明显季节波动秋季春季夏季,在植物生长旺盛季节维持较低水平;土壤有效氮随土层深度的增加逐渐减少;土壤有效氮与土壤全氮、土壤微生物生物量氮呈显著正相关关系。沿水分梯度土壤有效氮受土壤全氮、土壤微生物生物量氮、土壤湿度、植被类型以及人类活动影响。     

模拟氮沉降下不同凋落物处理对太岳山华北落叶松林土壤呼吸的影响

土壤呼吸是全球碳循环的重要组成部分,氮沉降会影响土壤中碳储量变化。为阐明模拟氮沉降和不同凋落物处理对土壤呼吸速率的影响,本研究在山西太岳山好地方林场进行氮沉降模拟试验,并对林地表面进行对照(C)、去凋(B)、去根去调(A)处理。结果表明:土壤呼吸速率的季节变化主要受土壤温度和含水量影响,氮沉降并没有改变土壤呼吸速率的季节变化规律。整个观测期内,模拟氮沉降促进了不同凋落物处理下土壤呼吸速率,且均在高氮水平下达到显著(P0.05);高氮促进生长季凋落物层的呼吸;去凋和去根去凋处理抑制了土壤呼吸速率,且低氮和中氮水平降低了抑制土壤呼吸的幅度。土壤温度敏感性随着氮水平的增加而增加。土壤呼吸速率与土壤湿度拟合关系不显著(P0.05),而与土壤温度的拟合关系极显著(P0.001)。相比于单因子模型,土壤温度与水分双因子复合模型(RS=aeb TWc)能更好地解释土壤呼吸季节变化。     

中亚热带阔叶林土壤呼吸动态及其影响因素研究

土壤呼吸是全球碳循环的重要环节,土壤呼吸动态过程及其影响因子对理解陆地碳循环具有重要意义。以福建省天宝岩自然保护区阔叶林为例,在定位测定中亚热带一年土壤呼吸动态的基础上,分析了中亚热带土壤温度、土壤湿度以及土壤理化性质对中亚热带土壤呼吸的影响,结果表明:土壤呼吸季节动态呈单峰变化曲线,最大值出现在6~8月,最小值出现在1~3月;土壤温度对土壤呼吸及其季节变化存在显著影响,土壤呼吸速率与土壤温度间的关系可以用指数函数表征;土壤呼吸与土壤NH+4含量之间呈显著负相关。     

太岳山油松人工林土壤呼吸组分及其影响因子

采用挖壕法测定无根和有根样地的土壤呼吸,确定太岳山油松人工林群落土壤呼吸中异养呼吸和根系自养呼吸的贡献率及其影响因子。结果表明:对照与挖壕样方土壤温度和湿度均呈显著的季节变化;2010和2011年土壤呼吸速率和异养呼吸速率均值分别为2.71和2.22μmol·m-2s-1,2010和2011年异养呼吸速率比土壤呼吸速率分别下降了13.7%和21.1%;2010—2011年土壤自养呼吸速率为0.01～0.89μmol·m-2s-1,自养呼吸速率均值为0.49μmol·m-2s-1,2年间自养呼吸速率贡献率为0.2%～37.7%,年均自养呼吸速率贡献率为20.2%;土壤呼吸速率、异养呼吸速率与土壤2,5和10cm深处土壤温度均呈显著指数相关(P0.001),而土壤呼吸速率、异养呼吸速率与5cm深处土壤湿度的相关性并不显著(P0.05);利用2cm深处土壤温度拟合土壤呼吸速率和异养呼吸速率时,异养呼吸速率的温度敏感系数Q10值略高;土壤温度和湿度的双变量模型可以很好地解释土壤呼吸速率和异养呼吸速率的季节变化,拟合方程的R2值为0.70～0.78。     

桂西石漠化退耕区樟树林土壤呼吸及影响因子

为了解石漠化区樟树(Cinnamomum camphora)林的土壤呼吸动态及影响因子,2014年9月至2015年8月间,采用Li-8100土壤碳通量测定系统对桂西石漠化区樟树退耕林的土壤呼吸进行测定,并研究土壤温度、湿度、细根等因子对其影响。结果表明:樟树林土壤呼吸速率呈现夏季高、冬季低的季节动态特征,年均值分别为(2.89±0.30)μmol CO_2/(m~2·s),与同纬度带森林相近。在时间尺度上,土壤呼吸的季节动态主要由土壤温度决定,两者间存在显著正相关关系,但雨季过高土壤湿度会显著抑制土壤呼吸。在空间尺度上,土壤呼吸和土壤温度、植株胸径间存在显著相关性。     

滇中高原云南松天然林和人工林土壤呼吸特征的比较

以云南磨盘山国家森林公园云南松天然林和人工林为研究对象,采用LI-6400-09便携式土壤呼吸室对土壤呼吸速率进行连续定位观测。结果表明:(1)两种林分的土壤呼吸速率具有明显的季节变化,均呈单峰曲线趋势;云南松天然林土壤呼吸速率在1.58~4.23μmol·m-2s-1之间,变异幅度为2.68;人工林土壤呼吸速率在1.13~3.34μmol·m-2s-1之间,变异幅度为2.96。(2)土壤呼吸速率的季节变化与不同层次土壤含水量均显著正相关(p0.05),而与不同层次土壤温度的相关性仅在云南松人工林达到显著水平。(3)双因素关系模型拟合结果表明,土壤温度和含水量共同解释了云南松天然林和人工林土壤呼吸速率的80.8%~93.0%和84.2%~85.9%。(4)两种林分土壤呼吸速率与土壤有机质含量相关性不显著(p0.05),土壤全氮含量仅与云南松天然林土壤呼吸相关性显著(R2=0.712,p0.05),而土壤水解氮含量对两林分土壤呼吸的影响均达到显著水平(p0.05),土壤C/N则与两林分呈极显著(p0.01)的负相关关系。因此,与天然林相比,人工林土壤温度、湿度及土壤C、N养分含量等土壤环境因子都存在变化,从而导致云南松天然林和人工林土壤呼吸速率时空变化的差异性。     

长白山区水曲柳根呼吸的季节动态及影响因子

为了探讨林木呼吸的季节动态及影响因素,采用LI-COR-6400-06测定并研究长白山红松针阔混交林中天然水曲柳根系呼吸的季节变化规律,分析根系呼吸与土壤温度、土壤湿度和土壤全氮含量等因子的关系。结果表明:天然水曲柳不同径级根系呼吸速率在生长季节均有明显的季节动态,其中7月最高,10月最低,呈单峰曲线,呼吸速率在1.02～9.27μmol·g-1s-1之间;水曲柳根系呼吸速率与10cm深处土壤温度季节变化一致,二者呈显著指数相关(P<0.05);根系呼吸与土壤湿度呈二次曲线相关,即当土壤湿度在一定范围内时根系呼吸速率与其成正比,而当土壤湿度超过一定值时根系呼吸速率则与土壤湿度成反比;根系呼吸速率与土壤N含量呈线性相关,并且随树木年龄的增加呼吸速率下降;不同径级根系呼吸温度系数Q10值在2.21～2.71之间变化,且Q10值随根系径级增大而降低,表明细根对土壤温度的敏感性高于粗根。     

贺兰山不同坡位油松林的土壤呼吸特征

通过测定油松林不同坡位土壤呼吸速率和土壤温湿度,研究油松林不同坡位的土壤呼吸速率及其与环境因子的关系,为准确评估该区域油松林土壤CO2排放提供科学依据。结果表明:1)油松林不同坡位土壤呼吸速率的日变化和月变化均呈单峰曲线,日变化最大值出现在12:00—16:00之间;月变化最大值出现在6—7月,月均值大小表现为下坡(1.66μmol·m~(-2)s~(-1))上坡(1.53μmol·m~(-2)s~(-1))中坡(1.40μmol·m~(-2)s~(-1));土壤呼吸年积累量以中坡最低(382.14 gC·m~(-2)a~(-1)),分别比下坡(438.07 gC·m~(-2)a~(-1))和上坡(408.65 gC·m~(-2)a~(-1))低12.76%和6.49%,且坡位间存在显著差异。2)各坡位土壤呼吸速率和土壤温度均呈指数正相关关系(P 0.001),上坡土壤呼吸速率与土壤体积含水量之间呈正相关(P 0.05),中坡和下坡土壤呼吸速率与土壤体积含水量之间没有显著相关性,土壤呼吸的季节变化受土壤温度和土壤体积含水量共同影响,土壤温度和土壤体积含水量双变量模型可解释土壤呼吸变化的85.2%～93.6%。3)坡位能够显著影响土壤理化性质,进而影响土壤呼吸,土壤呼吸速率和土壤可溶性有机碳含量呈正相关关系(P 0.05),不同坡位油松林土壤呼吸的差异受土壤可溶性有机碳含量影响。     

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.     

皆伐方式对小兴安岭低质林土壤呼吸的影响

针对小兴安岭低质林分,采用不同的皆伐方式,利用LI-8100碳通量自动监测系统在春、夏、秋、冬4个季节对低质林分土壤呼吸进行观测,运用统计分析的方法,分析皆伐方式对土壤呼吸的影响和不同皆伐方式的土壤呼吸产生差异的原因.结果显示:试验区土壤呼吸夏季最大,冬季最低.春季和秋季因土壤温度和湿度差异不大使土壤呼吸相差较小;对于水平带同一条皆伐带,土壤呼吸并无显著性差异,并且不同的带宽对土壤呼吸的影响也不显著;垂直带随海拔升高土壤呼吸呈现波动性,总体趋势随海拔升高土壤呼吸逐渐降低,但是差距较小;水平带、垂直带和林窗的年土壤呼吸量分别为1.184,1.426,1.179 kgCO2·m-a-1,垂直带最高,水平带次之,林窗最低.影响垂直带土壤呼吸的关键因素是土壤温度,林窗则是土壤湿度,而水平带土壤温度和湿度的条件则介于垂直带和林窗之间.这说明在不同的皆伐方式条件下,影响土壤呼吸的关键因素并不完全相同.     

Forest-floor temperatures and soil moisture across riparian zones on first- to third-order headwater streams in southern New England,USA

Riparian zones along forest streams in the western United States have been repeatedly shown to be floristically and climatically different from adjacent upland forest, and to be important contributors to forest biodiversity. Similar evidence for the presence or function of riparian zones is lacking for forests of the northeastern U.S. We conducted seasonal surveys of forest-floor temperature and soil moisture across 30-m riparian transects on first- to third-order streams in southern New England. We were unable to detect any effect of distance from the stream channel on either temperature or soil moisture. These preliminary results indicate the absence of a unique riparian forest-floor microclimate within 30 m of low-order streams in southern New England. While this study failed to identify a distinctive riparian microclimatic zone, protection of a riparian buffer during forestry operations or other disturbance is essential for the protection of forest streams and their resources and the maintenance of forest biodiversity.     

Effect of fluvial and geomorphic disturbances on habitat segregation of tree species in a sedimentation-dominated riparian forest in warm-temperate mountainous region in southern Japan

We investigated habitat segregation and patterns of species diversity of trees in relation to variations in fluvial and geomorphic disturbances (erosion or sedimentation) along a longitudinal stream gradient from V-shaped valley to alluvial fan and between valley and adjacent hill slopes in a warm-temperate mountainous riparian forest in Kyushu, southwestern Japan. We longitudinally divided the riparian area into four geomorphic zones: V-shaped valley (VV-zone), upper fan (UF-zone), middle fan (MF-zone), and lower fan (LF-zone). We surveyed the distribution of tree species (diameter at breast height ≥3 cm) in the four riparian zones and in additional plots on hill slopes (SL-zone) representing the broader, nonriparian forest matrix. Detrended correspondence analysis ordination demonstrated variations in species composition along the longitudinal stream gradient. Species guild analysis based on the detection of the species preferred zone by a bootstrap method revealed a guild structure corresponding to each geomorphic zone. The four riparian zones were differentiated from the SL-zone by having a low proportion of SL-guild species and a high proportion of infrequent species that were characterized by deciduous leaf habit. The LF-zone was the most differentiated and was characterized by low tree density and specialist species established on the flat and unstable soil surface created by frequent deposition of sediment. The UF- and MF-zones were characterized by a high tree density and species richness (particularly of infrequent species) established on the stable ground surface of a high alluvial terrace. Microsite heterogeneity produced by channel formation may also maintain a high species diversity in the riparian zones.     

极端降雪对北亚热带-暖温带气候过渡带人工林土壤呼吸的影响

[目的]本研究的主要目的是研究极端降雪对北亚热带-暖温带气候过渡带人工林土壤呼吸的影响机制。[方法]以信阳市人工林为研究对象,以2018年1月信阳市的暴雪为契机,设置增加雪被、自然降雪、去除雪被的控制试验,利用LI-8100测定了不同厚度雪被处理下土壤呼吸的变化,并结合土壤温度、土壤湿度、土壤微生物量碳氮含量、土壤可利用性氮含量等变化,研究土壤呼吸与环境因子之间的关系。[结果]在试验前期,增加雪被显著提高了土壤温度,但增加雪被处理下,试验中后期土壤温度值及整个试验阶段的土壤温度平均值均显著低于对照处理。增加雪被厚度可使土壤呼吸速率提高21.57%,而去除雪被对土壤呼吸速率无显著影响。雪被变化对于微生物量碳氮、土壤可利用性氮含量均无显著影响。增雪处理引起的土壤呼吸速率增加主要由试验前期土壤温度的升高导致的。[结论]极端暴雪可能提高气候过渡带人工林的土壤呼吸速率,但这种提高受到降雪量的影响,30 cm左右的降雪并未显著影响土壤呼吸速率,如果积雪深度继续增加,土壤碳排放速率会有所增强。此外,积雪深度在不同的融雪阶段对土壤呼吸的影响幅度不一致,降雪对土壤呼吸的影响主要发生在积雪完全消融之前这一...     

自然降雨对高寒沙地中间锦鸡儿人工林土壤呼吸的影响

[目的 ]本研究以青海共和盆地中间锦鸡儿人工林为研究对象,分析其土壤呼吸与环境因子的关系及自然降雨对土壤呼吸和环境因子的影响机制,以期为高寒沙区人工林土壤碳通量估算和碳循环研究提供依据和理论参考。[方法 ]于2018年7月,在观测样内地开展30 d的连续定位观测试验,对其土壤呼吸速率和环境因子变化及自然降雨过程进行定量分析研究。[结果 ](1)土壤呼吸受太阳总辐射、空气温度、土壤温度和土壤含水量等环境因子影响,其中,太阳总辐射影响较直接;(2)无降雨日土壤呼吸主要受表层(10 cm)土壤温湿度影响,降雨过程中主要受深层(150 cm)土壤温湿度影响。累计降雨量大于0.8 mm的自然降雨对土壤呼吸日均值有抑制作用,且激发效应通常出现在降雨结束次日,约持续3 d;(3)大于0.07 mm的自然降雨发生即抑制土壤呼吸速率,其在累计降雨量达10.44 mm、降雨时长达3～4 h时抑制率最高;(4)自然降雨可使Q10值短期升高。[结论 ]研究区土壤呼吸主要源于植物根系自养呼吸,自然降雨过程对其具有显著抑制作用,并在降雨结束次日出现激发效应;同时,自然降雨可使Q10值升高。     

环境因子对胶南沿海防护林土壤呼吸的影响

对胶南沿海防护林灌草带和混交林的土壤呼吸速率及其环境因子进行了研究，结果表明：两个类型林地的土壤呼吸速率日变化均呈现出单峰式的变化规律；地表温度是影响土壤呼吸速率的最关键因子，与两个类型的土壤呼吸速率都呈极显著正相关关系，相关系数分别是0．958、0．980；气温也是影响土壤呼吸速率的重要因素，与灌草带土壤呼吸速率呈显著正相关，相关系数是0．857；大气温度、土壤湿度和风速对土壤呼吸速率都有一定影响，但不显著，其中风速对土壤呼吸的影响有待于进一步研究。通过逐步回归方法，得出海防林土壤呼吸速率的主要环境因子与土壤呼吸速率之间的回归模型。     

Carbon dioxide fluxes across the Sierra de Guadarrama, Spain

Understanding the spatial and temporal variation in soil respiration within small geographic areas is essential to accurately assess the carbon budget on a global scale. In this study, we investigated the factors controlling soil respiration in an altitudinal gradient in a southern Mediterranean mixed pine–oak forest ecosystem in the north face of the Sierra de Guadarrama in Spain. Soil respiration was measured in five Pinus sylvestris L. plots over a period of 1 year by means of a closed dynamic system (LI-COR 6400). Soil temperature and water content were measured at the same time as soil respiration. Other soil physico-chemical and microbiological properties were measured during the study. Measured soil respiration ranged from 6.8 to 1.4 μmol m^?2 s^?1, showing the highest values at plots situated at higher elevation. Q ₁₀ values ranged between 1.30 and 2.04, while R ₁₀ values ranged between 2.0 and 3.6. The results indicate that the seasonal variation of soil respiration was mainly controlled by soil temperature and moisture. Among sites, soil carbon and nitrogen stocks regulate soil respiration in addition to soil temperature and moisture. Our results suggest that application of standard models to estimate soil respiration for small geographic areas may not be adequate unless other factors are considered in addition to soil temperature.     

大兴安岭地区草丛沼泽土壤呼吸速率特征研究

利用静态箱--气相色谱法,于2011、2012年生长季内,研究了大兴安岭地区典型草丛沼泽土壤呼吸速率的季节动态及其主要环境因子;利用壕沟隔断法对土壤呼吸各组分间的差异进行研究。其结果表明:生长季草丛沼泽土壤呼吸速率具有明显的季节性规律,2011年生长季土壤呼吸速率为489.7 mg·m^-2·h^-1,2012年生长季土壤呼吸速率为233.1 mg·m^-2·h^-1。土壤呼吸在季节变化上表现基本一致,高峰期发生在夏季;土壤呼吸与温度呈极显著相关性,与土壤湿度的相关性较差。