太阳能加热防治根结线虫时覆膜、土壤类型与有机物对土壤温度的影响

试验研究了覆膜方式(双层膜、单层膜和不覆膜)、土壤类型(中壤土、砂壤土)与有机物(添加牛粪和不添加牛粪)对太阳能加热时土壤温度的影响。覆盖透明膜可显著提高土壤日平均温度和日最高温度,10 cm2、0 cm和30 cm深度土壤日平均温度分别达40℃、38℃和36℃以上,日最高温度分别达43.3℃、39.0℃和36.5℃以上。覆盖透明膜可明显延长土壤高温(≥35℃)持续时间并提高土壤日温差,土壤温度超过35℃的累计时间达22.5h以上,10 cm、20 cm和30 cm深度土壤日温差分别在7.1℃、2.6℃和0.8℃以上。覆盖双层膜土壤日平均温度、日最高温度、高温持续时间及日温差比单层膜高,且在10 cm深度尤为突出。除20 cm深度外,土壤类型对日平均温度和日最高温度没有影响。添加牛粪能使0~20 cm土层土壤日平均温度提高2℃以上,显著高于不添加对照。故覆盖透明膜和添加牛粪可显著提升30 cm深度内的土壤温度,利用太阳能加热可望降低土壤中根结线虫种群数量。     

中国年均地温的估算方法研究

年均地温是土壤重要的物理性质,对区域农业生产有着重要意义。对中国1981—2010年间895个气象站的地面气候资料进行整理,按全国一级标准耕作制度分区分析。结果表明:各区5~40 cm内各深度年均地温均高于相应气象站点的年均气温。同一分区内,各气象站点5~40 cm年均地温随深度增加未表现出相同的变化规律;不同深度的年均地气温差平均值在5~20 cm深度范围内变化≤0.1℃,在20~40 cm深度范围变化较大,个别分区达0.4℃。各分区之间比较,5~40 cm年均地气温差平均值存在地域差异性:自北向南,年均地气温差平均值表现为先减小后增加的变化规律;自东向西,纬度接近的分区年均地气温差平均值逐渐增大;不同分区年均地气温差平均值的变化较大,20 cm深度为1.4~3.9℃,40 cm深度为1.1~4.3℃。利用回归方程法和年均地气温差平均值法,在各标准耕作制度一级区分别建立年均地温估算公式,回归方程法的准确性高于年均地气温差平均值法,但青藏高原区和内蒙古高原及长城沿线区的估算公式未达到很好的估算效果。对各分区5、10、15、20和40 cm年均地温观测数据完整的262个气象站的数据进行分析表明,5~40 cm深度范围内,多数分区年均地温每5 cm变化量的均值≤0.1℃,20~40 cm深度的变化量更小。对于单一估算点,其40 cm和50 cm年均地温的最大差距≤0.4℃,所以,在中国土壤系统分类中,可以考虑用40 cm的地温代替50 cm的地温。     

半干旱黄土丘陵区植物休眠期覆盖对土壤水热变化的影响

通过对半干旱黄土丘陵区植物休眠期内不同地膜覆盖下土壤水分与温度的野外试验观测,研究覆膜下土壤水分运移规律与温度变化差异。于2014年10月—2015年4月在西北农林科技大学米脂试验站远志山同一水平阶地上,观测裸地(CK)与透明薄膜覆盖(TF)2种处理下0—400cm深度内土壤水分与裸地(CK)与透明薄膜覆盖(TF)、黑色薄膜覆盖(BF)3种处理下0—50cm(15,30,50cm)深度内土壤温度。结果表明:在植物休眠期,0—400cm土壤储水量TF较CK高51.9%,差异显著(p0.05);0—20cm土壤储水量变幅最大,20—60cm的土壤储水量由上层54.9%降至26.3%;在典型晴天,非冻结阶段CK、TF与BF处理最值温差区间为2.25~2.7℃,3.45~3.5℃,1.5~1.8℃,而在冻结阶段为1.65,2.1,1.2℃,土壤冻结时覆膜保温效应不显著;覆膜保温深度可达15cm,BF处理保温效果优于TF处理。总体来看,在植物休眠期覆膜可以提高0—20cm深度范围的土壤含水量和土壤温度,减少土壤水分损失并促进水分向深层入渗,BF处理较TF处理更加有利于增温与稳定温度变化。     

全膜双垄沟播带状秸秆还田模式对土壤温度的影响

在田间全膜双垄沟播膜下设置带状秸秆还田不同模式,研究玉米生育期内土壤耕层温度的变化规律。结果表明,在玉米非种植带将5 cm长秸秆按3 750 kg/hm2深翻15 cm与土壤混匀后,土壤温度日(8:00～20:00时)变化增温速度最快,逐日变化幅度最高,相应的0～25 cm土层温度振幅最大。不同秸秆还田方式玉米生育期0～15 cm土层温度日变化不同,苗期(5月13日)膜下秸秆还田0～15 cm土壤温度随着白天气温的升高快速增高,16:00时达最高峰,为26.8～28.9 ℃,持续2 h后迅速下降;拔节期(6月10)土壤温度在16:00时达到最高,随后缓慢下降。玉米生长后期不同处理0～15 cm土层温度没有差异。整个玉米生长期内,土壤温度的逐日变化表现出S型波动。各处理0～25 cm土层温度的振幅随着土壤深度增加和生育期延后而减小。     

黄土丘陵区生物结皮土壤温度年内动态特征及其对土壤水分的响应

[目的] 明确黄土丘陵区粉砂质壤土上生物结皮土壤温度年内动态以及其与土壤水分的关系,为进一步理解生物结皮在黄土丘陵区生态系统中的功能提供科学依据。[方法] 于2016年1月1日至2018年12月31日在陕西省吴起县退耕封禁地进行野外长期定位监测试验。[结果] ①生物结皮土壤温度具有明显的年内动态。一般生物结皮层月均温最高出现在6月,为27.1℃;结皮层下5 cm土壤月均温最高在7月,为22.7℃;生物结皮层和结皮层下5 cm土壤月均温均在1月最低,分别为-1.7和-1.4℃。②生物结皮层和结皮层下5 cm土壤温度日动态均为正弦曲线。生物结皮层和结皮层下5 cm土壤温度最大日较差均出现在6月,分别为32.0和17.2℃;10月生物结皮层温度日较差最小,为17.3℃,1月结皮层下5 cm土壤温度日较差最低为8.5℃。③年内生物结皮土壤温度与气温呈显著正相关;3-10月生物结皮土壤温度与土壤水分呈显著负相关,11-12月生物结皮土壤温度与土壤水分呈显著正相关。④1月和7月土壤含水量的增加导致生物结皮层和结皮层下5 cm土壤温度日较差下降。[结论] 黄土丘陵区粉砂质壤土上生物结皮土壤温度与土壤含水量密切相关,且不同月份土壤水分对生物结皮土壤温度的影响程度不同。     

土壤温度与气温及纬度和海拔关系的研究

土壤温度影响植物根系的生长和分布,影响土壤化学过程的速度和成土母质中原生矿物的风化,所以在美国土壤系统分类中,把在土表下5 0cm深度处的年均土壤温度作为分异特性,用于不同分类级别的区分[1] ,在我国的土壤系统分类中也采用了此办法,把土壤温度状况作为土壤分类的重要依据     

生态垫覆盖对沙丘土壤温度的影响

2004年8月,对甘肃省河西走廊中部铺设生态垫与不铺设生态垫的沙丘不同层次(0 cm,5 cm,10cm,15 cm,20 cm)土壤温度进行观测和分析.结果表明,铺设生态垫后土壤温度的日平均值及各层平均值均比未铺设生态垫的流动沙丘低,铺垫后的沙丘各层日平均温度比流动沙丘分别降低5.5℃,4.0℃,2.4℃,2.1℃,1.6℃.铺设生态垫后土壤不同层次的温差均低于对照地流动沙丘,各层温差分别减小8.8℃,5.0℃,4.5℃,2.8℃,2.8℃,随着土层的加深,温差变化幅度也逐渐减小.研究初步认为,铺设生态垫能够显著降低沙丘表层15 cm以内的土壤温度,显著减缓15 cm以内的土壤温度日变幅.     

祁连山南麓高寒禾草-矮嵩草草甸土壤水源涵养功能的特征

青藏高原被誉为“中华水塔”,高寒草甸是主要植被类型但其水源涵养功能有待准确量化。以祁连山南麓高寒禾草-矮嵩草草甸为研究对象,通过分析2014—2018年的植被生长季(6—9月)土壤体积含水量的长期观测数据,探讨了土壤有效水源涵养量(土壤现实持水量与最小持水量之差)和水文调节功能(有效水源涵养量的时间变化速率)的变化特征及其环境调控机制。结果表明:高寒草甸0—100 cm年均土壤有效水源涵养量为(44.3±8.7)mm(平均值±标准差,下同),呈现出双峰型的季节趋势,最高峰和次高峰分别为6月下旬的(57.8±14.4)mm和9月中旬的(59.2±15.7)mm。浅层(0—20 cm)、中层(20—60 cm)和深层(60—100 cm)土壤有效水源涵养量占比分别为53.1%,34.9%和12.0%,土壤有效含水源涵养量随土层深度增加表现为对数衰减(R²=0.82,p<0.001)。增强回归树的结果表明土壤有效水源涵养量的季节变化主要受控于土壤温度,尤其是5 cm土壤温度,二者呈现出显著负相关。不同深度的年均土壤有效水源涵养量和土壤黏粒比例显著负相关(R²=0.99,p=0.004)。根系区(0—40 cm)年均土壤吸湿速率和脱湿速率分别为(0.21±0.02)mm/h和(0.22±0.02)mm/h,t检验的结果表明除了0—5 cm之外,根系区土壤脱湿速率显著大于吸湿速率。分析表明土壤温度是土壤吸湿和脱湿速率的显著环境驱动因子。因此,土壤温度是高寒禾草-矮嵩草草甸土壤有效水源涵养量和水文调节功能的主要影响因素,维持土壤的低温是高寒草甸水源涵养功能保育和提升的重要基础。     

干旱区大田玉米膜下滴灌土壤水热效应研究

土壤水热状况是影响干旱区作物产量的主要因素,围绕膜下滴灌土壤水热运移情况,以河套灌区玉米为研究对象,开展了2年的田间试验,研究了膜下滴灌条件下不同覆膜耕作方式对土壤水热运移规律的影响。试验设垄作全膜(LQ)、垄作半膜(LB)、平作全膜(PQ)和平作半膜(PB)4个处理,采用烘干法测定0—120cm土壤含水量,ECH2O-5TE探头测定0—120cm土壤温度。试验结果表明:在苗期,0—20cm土层LQ土壤含水率较LB、PQ和PB分别提高了14.4%,23.8%和26.9%;拔节期,0—40cm土层LQ含水率较LB提高了32.6%,PQ较PB提高了5.8%;抽雄期0—60cm土层垄作土壤含水率明显高于平作,而60—120cm土壤含水率差异不明显;成熟期0—80cm土层LQ土壤含水率较LB、PQ和PB分别提高了18.1%,11.2%和21.5%。分析0—70cm土层平均土壤温度发现,LQ的温度明显高于半膜覆盖的处理,2014年和2015年LQ土壤温度较LB分别增加0.44,1.16℃,较PQ分别增加0.93,0.22℃,较PB分别增加1.22,1.37℃。2年的试验验证了不同覆膜耕作方式下,随土层深度的增加,土壤温度变化趋于平缓。垄作全膜可以提高土壤温度,增大土壤含水率,有效防止垄体土壤温度的散失,为作物生长提供良好的水热状态,促进作物增产。     

日光温室浅层土壤水媒蓄放热增温效果

该文以太阳能为热源,以水为蓄热介质,以温室浅层土壤为蓄热体,白天通过水的循环将热量收集并储存到温室浅层土壤中,夜间通过土壤的自然放热将热量释放到温室中,提高温室夜间温度。结果表明：此蓄热方法增加了温室的蓄热量,在盖上保温被以后,试验温室与对照温室温差开始增加,平均气温差为4.0℃。试验温室土壤深度60 cm以上区域温度一直高于对照温室,0 cm处夜间平均温差为3℃,30 cm处夜间平均温差为3℃,60 cm处夜间平均温差为5℃。因此,此方法既提高了空气温度,也提高了作物根部土壤温度。     

Long-term Development of Organic Matter of Sandy Soils Under Influence of Fertilization and Climate

The Static Nutient Deficiency Experiment at the location of Thyrow/Germany exists since 1937 and remained unchanged in its management during the whole period of experimentation. From the beginning of the 60th soil samples were collected every year in the autumn and the organic carbon content was determined constantly using the same method. For the period 1965-2000 a decrease of carbon content could be found in an order of 15% (average of all variants in the experiment). The air and soil temperatures showed rising tendencies. Since 1965 the average air temperature annually increased by 0.03°C and the soil temperature in the depth 0.1-0.2m by 0.02°C, respectively. According to the rising temperatures in this period the number of days with a soil temperature higher than 6°C increased by 3.8 days per decade of years. The evaluation of data by regression analysis revealed that in average the organic carbon content is reduced by 1.5mg per 100g soil each day which shows a higher soil temperature than 6°C.     

太白山不同海拔土壤碳、氮、磷含量及生态化学计量特征

为探究太白山土壤碳(C)、氮(N)、磷(P)含量垂直分布特征,阐明土壤C、N、P生态化学计量学特征对海拔梯度的响应规律,在秦岭太白山1 700~3 500 m区域以100 m海拔间隔进行研究。结果表明:(1)不同海拔高度下土壤有机碳、全氮、全磷变化范围分别是23.56~83.59g kg-1、2.00~5.77 g kg-1、0.32~0.47 g kg-1。土壤有机碳与全氮含量随海拔梯度升高先增后降,土壤全磷含量空间变异较小;(2)土壤C∶N、C∶P、N∶P范围分别为7.17~18.41、60.61~190.4、5.81~12.26。随海拔增加,土壤C∶N在阔叶林带呈降低趋势,针叶林带时转变为增加趋势。土壤C∶P随海拔梯度的变化趋势与土壤C∶N类似,N∶P随海拔梯度增加先升后降,至3 200 m有所升高;(3)两个阔叶林带(辽东栎林带和桦木林带)与高山草甸的土壤C、N含量及生态化学计量比高。冷杉林带C、N含量及其生态化学计量比最小;(4)温度、含水量、海拔和植被对土壤C、N、P化学计量特征具有重要影响,通过冗余分析揭示每个因素分别可解释系统变异信息的25.0%、24.3%、11.1%和6.9%,合计为67.3%。可见这些环境因素直接决定了土壤养分及生态化学计量特征。结果可为探明森林土壤养分供应状况和限制因素及太白山生态系统的保护、森林土壤质量评价等提供基础。     

基于RUSLE模型的安徽省土壤侵蚀及其养分流失评估

基于修正的通用土壤流失方程(RUSLE)和GIS空间分析技术,定量分析了安徽省土壤侵蚀及其养分流失的空间分布特征,探讨了土壤侵蚀强度与海拔、坡度等地形因子的关系。结果表明:2010年安徽省土壤侵蚀总量为3 454×104 t a-1,土壤侵蚀模数平均值为256.9 t km-2 a-1。全省以微度土壤侵蚀为主,侵蚀强度由北向南逐渐加剧。淮北与沿淮平原、江淮丘陵岗地以微度土壤侵蚀为主,皖南丘陵山区和皖西大别山区以强度侵蚀为主。海拔200~500 m和坡度15°~25°的区域土壤侵蚀量最大。不同土壤侵蚀强度在各高程、坡度带的面积分布比例规律相似,随着海拔和坡度的增加,土壤侵蚀强度逐渐加剧。微度侵蚀的面积比例逐渐减小,其他侵蚀强度的面积比例逐渐增加。全省因土壤侵蚀引起的土壤有机碳(SOC)、全氮(TN)、全磷(TP)和全钾(TK)等养分流失总量为106.6×104 t a-1,其中SOC、TN、TP和TK的平均流失量分别为3.57、0.37、0.10和3.90 t km-2 a-1。土壤养分流失量总体上由北向南逐渐增多,淮北与沿淮平原四种养分平均流失量和流失总量最小,皖南丘陵山区平均流失量和流失总量最大。     

A high soil potential net nitrification was observed at 4 m depth: What are the driving factors?

Studies about nitrogen (N) mineralization and nitrification in deep soil layers are rare because N processes are considered to occur mainly in topsoil that hosts active and diverse microbial communities. This study aimed to measure the soil potential net N mineralization (PNM) and nitrification (PNN) down to 4 m depth and to discuss factors controlling their variability. Twenty-one soil cores were collected at the Restinclières agroforestry experimental site, where 14-year-old hybrid walnut trees were intercropped with durum wheat. Soil cores were incubated in the dark in the laboratory at both 6 and 25°C. The soil was a deep calcic fluvisol with a fluctuating water table. It featured a black layer that was very rich in organic matter and permanently water saturated at depths between 3.0 and 4.0 m. The mean soil mineral N content was 3 mg N kg⁻¹ soil in the upper 0.0–0.2 m layer, decreasing until a depth of 2 m and increasing to the maximum value of 25.8 mg N kg⁻¹ soil in the black layer. While nitrate (NO₃⁻) was the dominant form of mineral N (89%) in the upper 0.0–0.2 m layer, its proportion progressively decreased with depth until ammonium (NH₄⁺) became almost the only form of mineral N (97%) in the saturated black layer. Laboratory soil incubation revealed that PNM and PNN occurred at all depths, although the latter remained low at 6°C. The soil nitrate content in the black layer was multiplied by 48 times after 51 days of incubation at 25°C, whereas it was almost inexistent at the sampling date. While the soil total N, the pH and the incubation temperature explained 84% of the variation in PNM, only 29% of the percent nitrification variance was explained by the incubation temperature (T_inc) and the soil C-to-N ratio. These results point out the necessity to consider soil potential net N mineralization and nitrification of deep soil layers to improve model predictions.     

藏东南色季拉山西坡不同植被土壤有机碳垂直分布特征及其影响因素

  【目的】  藏东南地区高山生态系统有巨大的土壤碳汇潜力，研究其不同生态系统下土壤有机碳 (SOC) 储存的变化特征及其影响因子，有助于深入了解青藏高原土壤碳循环及区域碳源汇平衡。  【方法】  本研究在西藏色季拉山西坡海拔3000～4600 m开展密集土壤采样，研究不同海拔高度下不同植被类型SOC的储存特征，并分析其关键影响因子。  【结果】  表层0—5 cm的SOC含量随海拔升高而增加，4个植被带SOC含量平均值表现为高寒草甸 (8.31% ± 0.77%) > 暗针叶林 (7.20% ± 0.90%) > 高寒灌丛草甸 (6.74% ± 0.80%) > 针阔混交林 (3.88% ± 0.46%)。在剖面5—10、10—15、15—20、20—30、30—40、40—60 cm各层SOC含量随海拔升高呈先增加后降低趋势，SOC含量在4种植被带的平均值表现为暗针叶林 > 高寒灌丛草甸 > 高寒草甸 > 针阔混交林。SOC含量随剖面深度增加而显著下降，高寒草甸和高寒灌丛草甸SOC垂直分布特征为表层聚集型，而针阔混交林和暗针叶林SOC垂直分布特征为普通递减型。剖面0—20、20—40、40—60 cm的SOC储量随海拔升高呈先增加后降低的特征。在表层0—20 cm高寒草甸SOC储量最高 (C 95.66 ± 4.81 t/hm2)；在剖面20—40和40—60 cm暗针叶林SOC储量最高，且其在整个0—60 cm剖面的SOC总储量在所有植被类型中最高 (C 199.14 ± 11.10 t/hm2)；针阔混交林SOC储量在剖面各层均为最低，且其在整个剖面的SOC总储量 (C 111.45 ± 10.30 t/hm2) 显著低于其他植被类型。剖面各层SOC储量与年平均温度、凋落物碳氮比呈显著负相关，而与海拔高度、年平均降水量和土壤含水量呈显著正相关。逐步回归显示土壤含水量是影响剖面各层以及整个剖面SOC储存的关键因子。随机森林模型对SOC储存的解释度为50.32%～65.82%，土壤含水量对表层土体SOC预测的相对贡献最高，年平均温度、年平均降水量和凋落物质量对各层SOC预测均有显著贡献，而植被类型对SOC预测的相对贡献随剖面加深而逐步增加。  【结论】  色季拉山西坡不同海拔高度下SOC的储存特征随不同植被类型和剖面深度而发生显著变化，环境因子(如土壤水分) 对表层土体SOC储存有关键影响，植被类型对深层土体SOC储量变化的预测有重要贡献。     

Experimental Warming Aggravates Degradation‐Induced Topsoil Drought in Alpine Meadows of the Qinghai–Tibetan Plateau

Climatic warming is presumed to cause topsoil drought by increasing evapotranspiration and water infiltration, and by progressively inducing land degradation in alpine meadows of the Qinghai–Tibetan Plateau. However, how soil moisture and temperature patterns of degraded alpine meadows respond to climate warming remains unclear. A 6‐year continuous warming experiment was carried out in both degraded and undegraded alpine meadows in the source region of the Yangtze River. The goal was to identify the effects of climatic warming and land degradation on soil moisture (θ ), soil surface temperature (T _sfc ), and soil temperature (T _s ). In the present study, land degradation significantly reduced θ by 4·5–6·1% at a depth of 0–100 cm (p  < 0·001) and increased the annual mean T _sfc by 0·8 °C. Warming with an infrared heater (radiation output of 150 W m⁻²) significantly increased the annual mean T _sfc by 2·5 °C (p  < 0·001) and significantly increased θ by 4·7% at a depth of 40–60 cm. Experimental warming in degraded land reversed the positive effects of the infrared heater and caused the yearly average θ to decrease significantly by 3·7–8·1% at a depth of 0–100 cm. Our research reveals that land degradation caused a significant water deficit near the soil surface. Experimental warming aggravated topsoil drought caused by land degradation, intensified the magnitude of degradation, and caused a positive feedback in the degraded alpine meadow ecosystem. Therefore, an immediate need exists to restore degraded alpine meadow grasslands in the Qinghai–Tibetan Plateau in anticipation of a warmer future. Copyright © 2017 John Wiley & Sons, Ltd.     

陡坡耕地施加PAM侵蚀产沙规律及临界坡长的试验研究

PAM(聚丙烯酰胺 )作为一种土壤结构改良剂施用于地表 ,能显著的减小径流和土壤侵蚀量。本研究设计了一系列人工降雨模拟试验 ,定量研究了坡度、坡长、PAM覆盖度、雨强对陡坡耕地土壤侵蚀产沙的影响。试验采用三种雨强 :5 0mmh- 1 、10 0mmh- 1 、15 0mmh- 1 ,四种坡度 :5°、10°、2 0°、2 5° (8 74%、17 63 %、3 6 4%、46 63 % ) ,四种当量坡长 :8m、16m、2 4m、40m ,五种地表处理 :对照、麦草覆盖、三种PAM覆盖度A、B、C(A 相似文献   

科尔沁沙地半固定沙丘不同坡位土壤C,N特征

[目的]研究沙丘不同坡位土壤碳氮的分布特征,旨在探索沙丘不同坡位植被演替机制。[方法]选取高于5m的半固定沙丘,沿主要风向于坡底、坡中、坡顶和背风坡设置样点,对土壤容重、土壤总有机碳含量和土壤总氮含量进行测定,并计算碳氮比、碳氮密度和碳氮储量。[结果](1)不同坡位土壤碳含量均随深度增加显著降低,主要变异层发生在0—40cm层。不同坡位土壤碳含量在30—40cm层和60—100cm层存在差异。(2)氮含量与容重在不同坡位和不同深度均不存在显著差异性,碳氮比在坡底和坡顶存在显著的垂直差异性,背风坡60—100cm层土壤碳氮比显著高于其它坡位。(3)各坡位土壤碳密度随深度增加显著下降。30—40cm层土壤碳密度存在显著的坡位差异,而土壤氮密度的垂直差异和坡位间差异均不显著。(4)半固定沙丘土壤碳氮储量分别为716.89和94.14kg/m2,不同坡位差异性不显著;碳储量的构成在4种坡位差异较大,而各坡位不同深度土壤氮储量对总储量的贡献差异较小。[结论]科尔沁沙地半固定沙丘土壤碳氮含量与密度不同坡位的差异较小,同时各坡位的碳氮均存在显著的垂直差异性,尤其在30—40cm层,变异程度较大,这可能与该层植物根系分布有关。     

Temperature sensitivity of gross N transformation rates in an alpine meadow on the Qinghai-Tibetan Plateau

Purpose

Alpine ecosystems on the Qinghai-Tibetan Plateau are sensitive to global climatic changes. However, the effects of temperature change resulting from global warming or seasonal variation on soil N availability in those ecosystems are largely unknown.

Materials and methods

We therefore conducted a ¹⁵N tracing study to investigate the effects of various temperatures (5–35 °C) on soil gross N transformation rates in an alpine meadow (AM) soil on the Qinghai-Tibetan Plateau. A natural secondary coniferous forest (CF) soil from the subtropical region was chosen as a reference to compare the temperature sensitivity of soil gross N transformation rates between alpine meadow and coniferous forest.

Results and discussion

Our results showed that increasing temperature increased gross N mineralization and NH₄ ⁺ immobilization rates and overall enhanced N availability for plants in both soils. However, both rates in the CF soil were less sensitive to a temperature change from 5 to 15 °C compared to the AM soil. In both soils, different N retention mechanisms could have been operating with respect to changing temperatures in the different climatic regions. In the CF soil, the absence of NO₃ ^? production at all incubation temperatures suggests that in the subtropical soil which is characterized by high rainfall, an increase in N availability due to increasing temperature could be completely retained in soils. In contrast, the AM soil may be vulnerable to N losses with respect to temperature changes, in particular at 35 °C, in which higher nitrification rates were coupled with lower NH₄ ⁺ and NO₃ ^? immobilization rates.

Conclusions

Our results suggest that increased soil temperature arising from global warming and seasonal variations will most likely enhance soil N availability for plants and probably increase the risk of N losses in the alpine meadow on the Qinghai-Tibetan Plateau.

     

东祁连山高寒草甸土壤“固-液-气”三相组成对海拔和坡向的响应

为探究不同海拔和坡向下高寒草甸土壤"固—液—气"三相组成变化特征,以东祁连山高寒草甸为研究对象,分析了不同海拔(2 800,3 000,3 200,3 400,3 600,3 800,4 000 m)、坡向(阳坡、阴坡)高寒草甸的植被特征和土壤物理特征,结合植被指标拟合探讨高寒草甸"固—液—气"三相的最佳组成比例。结果表明:植被盖度、草层高度和地上生物量均随海拔升高呈先升高后降低,在海拔3 200 m处达最大值,同一海拔的阴坡植被盖度、草层高度、地上生物量均高于阳坡;土壤容重随海拔和坡向的变化规律与植被盖度相反,而土壤含水量、孔隙度和持水性变化规律与植被盖度类似;经方程拟合发现,土壤"固—液—气"三相比例为31∶33∶36时,高寒草甸生产力最优。综上所述,在海拔3 200 m处是东祁连山高寒草甸分布的中心典型区域,海拔和坡向是影响高寒草甸土壤物理质量和"固—液—气"三相组成的重要环境因子,且该区域高寒草甸土壤"固—液—气"最佳比例为31∶33∶36。