我国高寒草甸生态系统土壤呼吸研究进展

主要综述了土壤呼吸发展过程中对土壤呼吸划分和认识方面的误区和分歧,介绍了影响土壤呼吸的主要因子:温度、土壤水分、底物供应和放牧。最后,提出一些建议与思考方向。     

放牧对草原土壤呼吸的影响

草地生态系统土壤呼吸受土壤温度、土壤湿度、土壤有机物与C/N等非生物因素,叶面积指数、植物光合作用、植被凋落物、根系生物量与土壤微生物等生物因素和人类活动的综合影响.其中放牧是人类活动中对土壤呼吸影响的主要方式之一.放牧通过对草地土壤的物理结构与化学成分的影响.进而影响土壤呼吸.本研究具体阐述这些因素变化对土壤呼吸产生...     

不同土壤水分条件下松嫩草地土壤呼吸及其组分对氮添加和放牧的响应

量化土壤呼吸的时间变化（包括热时刻）并阐明不同土壤水分条件下（“干旱”和“湿润”）氮沉降增加和放牧干扰对自养呼吸和异养呼吸的影响,有助于准确估算区域生态系统的CO2通量。本研究于2016年在松嫩草甸草原进行了氮添加和放牧处理试验,于2020年6～8月对土壤呼吸及其组分进行连续测定,并同步测定了土壤理化性质、土壤微生物特征和植物生物量。研究发现,在观测期间的“湿润”时期,所有处理的土壤呼吸和自养呼吸均高于“干旱”时期。各处理对土壤呼吸的影响受土壤水分条件调控,即在“干旱”条件下,放牧处理以及氮添加和放牧共同处理显著降低了土壤呼吸,而氮添加显著增加了土壤呼吸和自养呼吸,对异养呼吸无显著影响。在“湿润”条件下,放牧以及氮添加和放牧共同处理增加了土壤呼吸,单独氮添加对土壤呼吸及其组分均无显著影响。研究结果阐明了氮沉降增加和放牧干扰对自养呼吸和异养呼吸影响的水分条件依赖性。     

植物根系呼吸研究方法及影响因素研究进展

植物根系呼吸是土壤呼吸的主要组成部分,与陆地生态系统碳循环和气候变化密切相关。根呼吸的研究对生态系统碳收支及生物圈碳平衡有重要意义。植物根呼吸受环境及生物等多种因素影响,根呼吸速率及其对土壤总呼吸的贡献在不同生态系统有较大的差异性。根呼吸的测定主要通过离体根法、同位素法及PVC管气室法等直接方法和排根法、计算法等间接方法进行测定或估算。植物根呼吸主要受土壤温度、湿度、养分及根直径、根级、根生物量及菌根等因素影响。本文从根呼吸主要研究方法和影响根呼吸因素两方面对已有的研究进行简要的综述,旨在为植物根呼吸研究提供理论依据,并根据目前的研究现状,对相关内容进行展望。     

利用MODIS影像和气候数据模拟藏北高寒草甸的土壤呼吸

利用MODIS卫星的陆地表面温度数据,模拟了2004年和2005年生长季(5-10月)当雄县高寒草甸的土壤呼吸、土壤异养呼吸和根系呼吸,以期为土壤呼吸空间尺度扩展提供相应的基础。结果表明:2004年生长季的土壤呼吸、土壤异养呼吸和根系呼吸总量分别为1059.11,393.80,665.31 g CO₂·m^-2,而2005年生长季的则分别为1114.77,423.34,691.43 g CO₂·m^-2。土壤呼吸、土壤异养呼吸和根系呼吸都有着明显的季节变化,即第153 d前后开始迅速增加并保持较高水平,至第241 d左右开始迅速下降。根系呼吸占土壤呼吸的比例为48%~69%,并随着季节而发生变化。土壤呼吸和土壤异养呼吸的Q₁₀值范围分别是1.13~1.17和1.12~1.27。     

草地生态系统土壤呼吸及其影响因素研究进展

土壤呼吸在全球碳收支中占有重要的地位,笔者对草地生态系统土壤呼吸在陆地生态系统碳平衡中的作用、土壤呼吸的分类及其影响因素等方面进行了综述。结果表明,草地生态系统土壤呼吸在不同时间空间各组分所占比例不同,生物、非生物及人为活动等因素对草地土壤呼吸影响各异,主要从土壤温度、气候变暖、土壤湿度、降水、干旱化、土壤C/N等非生物因素,叶面积指数、植物光合作用、植被凋落物等生物因素以及人类干扰活动等方面具体阐述这些因素变化对土壤呼吸产生的影响,并对草地土壤呼吸的Q₁₀值及各影响因素间的交互作用进行归纳总结。提出草地生态系统土壤呼吸研究存在的问题和今后重点发展方向,并对未来草地生态系统土壤呼吸的研究工作做了进一步的展望。     

内蒙古荒漠草原土壤呼吸对模拟增温和氮素添加的响应

以内蒙古荒漠草原为研究对象,采用Li-8100土壤碳通量测量系统测定法,研究了控制性增温和氮素添加对荒漠草原土壤呼吸的影响.研究表明:红外辐射加热器在2年间显著提升了试验样地的土壤温度,0~30 cm土壤温度的增幅达0.4~1.0℃;但增温未能显著改变0~30 cm土壤湿度,也未能促进土壤呼吸;施氮、增温＋施氮的交互作用都未显著改变试验样地的土壤呼吸值.试验期间,土壤呼吸存在明显的季节变化,其变化幅度为0.15~3.66 μmol CO₂·m^-2·s^-1.土壤呼吸与降水量和10 cm土壤含水量存在较强的相关性,相关系数分别达0.67和0.70.内蒙古荒漠草原存在明显的水分胁迫,这使得土壤湿度取代土壤温度成为控制土壤碳通量的主要环境因子,而施加矿质氮肥对土壤呼吸的影响不显著.     

西南旱地不同种植模式下土壤呼吸及水热因子对极端低温的响应

极端气候频现是全球气候变化的重要特征之一,其中极端低温不仅影响农业生产,也影响着农业碳排放。土壤呼吸作为农业碳排放的主要途径,缺乏在极端低温环境下的深入研究。本研究以我国西南地区旱地为研究对象,通过测定冬季低温环境下的土壤呼吸及其水热因子,分析了土壤呼吸等在极端低温环境下的响应特征,发现秸秆覆盖条件下紫云英与油菜混作的土壤呼吸和根呼吸最大,种植紫云英可显著提高10 cm处的土壤温度、土壤含水量和土壤电导率;在极端低温环境下,土壤呼吸和根呼吸显著降低,土壤呼吸的温度敏感性显著提高,Q₁₀值由0.31增加到1.19,同时改变了土壤呼吸与土壤电导率之间的关系。无秸秆覆盖时紫云英单作、紫云英与油菜混作的根呼吸比重分别提高了12.07%和8.15%;而秸秆覆盖下紫云英单作、油菜单作以及紫云英与油菜混作的根呼吸比重分别降低了28.55%、38.87%和24.80%。     

海拉尔地区苜蓿栽培草地土壤呼吸特性研究

使用便携式土壤呼吸测定仪(Li-6400)测定不同苜蓿品种栽培草地的土壤呼吸,并同步测定植株根系形态指标、土壤层温度、大气温度和土壤含水量。结果表明,黄花苜蓿(Medicago falcata)、龙牧801(M.sativacv.Longmu801)和肇东苜蓿(M.sativacv.Zhaodong)草地土壤呼吸的日最高值均出现在6:00,最低值分别出现在14:00、8:00和12:00,杂花苜蓿(M.varia)草地土壤呼吸速率最大值出现在8:00,最低值出现在14:00;4个苜蓿品种草地土壤呼吸速率值总体变化趋势是肇东苜蓿黄花苜蓿、杂花苜蓿龙牧801;土壤呼吸与植株根系、土壤温度呈线性正相关,与大气温度呈一元二次函数正相关,与土壤含水量呈负相关。     

呼伦贝尔草原土壤呼吸作用空间异质性分析

土壤呼吸作用是土壤碳库向大气释放CO2的主要途径,其在空间尺度上具有明显差异性,土壤呼吸的空间变化增加了土壤碳排放评估的不确定性,研究土壤呼吸作用空间异质性对于准确评估生态系统碳排放具有重要意义.2020年9月1日—9月6日,本研究沿呼伦贝尔草原东西样带随机选取了30个观测样地,利用土壤呼吸自动观测系统(Li-8100...