环境与生物因子对土壤呼吸及其组分的影响

生态系统呼吸中土壤呼吸的不确定性最大。文中阐述了环境与生物因子如土壤温度、湿度、理化性质、大气CO₂浓度、生物因子及人类活动对土壤呼吸及其组分产生的影响, 并对未来相关领域的研究进行了展望。     

不同林龄橡胶林土壤各组分碳的垂直分布及其相关关系

以开割橡胶无性系PR107为研究对象,研究1,6,11,16,21,26,31 a不同林龄胶园土壤有机碳、土壤微生物量碳、土壤矿化碳含量以及土壤碳有效率的垂直变化及其相关关系。结果表明:土壤有机碳(SOC)、矿化碳(CM)以及微生物量碳(MBC)含量在土壤剖面中的含量变化呈现相似的规律性,表现为随着土层深度的增加而碳含量下降,但不同林龄在不同土层的碳含量差异表现有所不同。不同林龄胶园土壤矿化碳有效率在4.15%~8.39%之间;土壤微生物量碳有效率在1.24%~7.55%之间。土壤有机碳和矿化碳以及微生物量碳均表现为线性正相关。     

退化草牧场防护林土壤腐殖质碳组分特征及酶活性

[目的]探讨不同防护林结构的配置、不同林龄草牧场防护林对土壤腐殖质碳组分特征和酶活性的影响及其两者的关系,寻找最佳草牧场防护林结构的配置方式。[方法]采用对比分析的方法,对草牧场防护林和无林草牧场(对照)土壤腐殖质碳组分特征和土壤酶活性进行了研究。[结果]林龄为15年距林带0 m处,网格状草牧场防护林的胡敏酸和富里酸总碳量、胡敏酸碳组分、富里酸碳组分和胡敏素的含量以及过氧化氢酶、多酚氧化酶、脲酶、蛋白酶、磷酸酶的活性等测定指标均分别比对照显著提高70.26%、120.97%、73.76%、139.84%、51.80%、85.00%、42.17%、94.65%、53.77%、49.81%;与带状、疏林状草牧场防护林相比,网格状草牧场防护林除土壤有机质、富里酸碳组分、胡敏素、蔗糖酶、蛋白酶、磷酸酶的差异不显著外,以上10个测定指标中的其余指标差异均显著。对于网格状草牧场防护林,土壤富里酸碳组分、胡敏素、多酚氧化酶、脲酶等测定指标在林龄为1~5年时随其增大而增加,5~15年缓慢降低,15年后下降速度增大;距离林带50 m处土壤有机质含量、胡敏素、多酚氧化酶活性高于距离防护林0 m和100 m,且100 m处较0 m处低,其它测定指标基本上随距离林带距离的增加而减小。距离防护林带100 m处时,部分指标与对照差异不显著,土壤改良效益基本消失。胡敏酸和富里酸总碳量与过氧化氢酶、多酚氧化酶、脲酶、磷酸酶呈极显著正相关,胡敏酸与蛋白酶呈极显著正相关;富里酸与过氧化氢酶、蔗糖酶、脲酶、磷酸酶呈极显著正相关;胡敏素与蔗糖酶呈显著负相关。[结论]林龄为5年的网格状防护林土壤富里酸碳组分、胡敏素、多酚氧化酶和脲酶活性等最佳;对防护林及其多数土壤腐殖质碳组分和酶活性升高的分析表明,网格状防护林的带间距应小于200 m。     

中国森林土壤有机碳活性组分及其影响因素

森林土壤碳库在调节全球碳循环和碳平衡、降低大气CO2浓度等方面产生重要影响.作为陆地生态系统最重要的碳库,森林土壤有机碳对于土壤物理、化学和生物特性具有良好的调节作用.为了研究森林土壤有机碳及其组分,为森林经营和土壤管理提供参考,文中从全球、全国和区域尺度上综述了森林土壤有机碳储量的研究进展,阐述了森林土壤有机碳各活性...     

北京密云油松人工林碳通量组分季节变化及其对环境因子的响应

【目的】量化人工林生态系统碳通量组分,探明环境因子对碳通量组分的调控作用,以提高人工林生态系统碳汇功能评估的准确性,为进一步认识气候变化背景下环境因子对人工林生态系统碳循环过程的调控作用提供参考。【方法】以北京市密云区油松人工林生态系统为研究对象,采用涡度相关法(EC)测定油松人工林生态系统净碳交换量,同时对空气温度(T_a)、饱和水汽压差(VPD)、光合有效辐射(PAR)和土壤水分(SWC)等环境要素进行原位连续监测,分析人工林生态系统碳通量组分季节变化特征及其与环境因子的响应关系。【结果】北京密云油松人工林2021年累积生态系统总生产力(GEP)为315 g·m^-2,呼吸强度(RE)为291 g·m^-2,净生产力(NEP)为24 g·m^-2。GEP和RE在生长季(4—10月)较高,非生长季接近0 g·m^-2。日GEP、RE和NEP最大值分别为4.7、3.3和3.1 g·m^-2。月最大净光合速率在生长季呈单峰型变化,最大值出现在7月。在生长季和生长旺期,N...     

土地利用变化对土壤物理组分中有机碳分配的影响

根据宁夏固原地区近 2 5a的历史资料 ,本文将土地利用类型分为 :天然次生林 (山杨、辽东栎、灌木 )、次生林砍伐后形成的牧草地、农田及农田或牧草地形成的人工林 (13a、18a、2 5a华北落叶松 ) ,并应用土壤有机质物理分组方法对这些类型 0～ 110cm土层土壤物理组分中的有机碳 (轻组有机碳与颗粒有机碳 )含量、分配比例及非保护性有机碳分配比例进行了研究。结果表明 :轻组有机碳分配比例 ,几种天然次生林比人工林、牧草地和农田都显著低 ,而人工林、牧草地与农田之间的差异却不显著 ;轻组有机碳含量 ,农田和牧草地比天然次生林分别低 4 6 %和 14 %以上 ,人工林比农田和牧草地分别高 10 0 %和 2 7%以上 ;颗粒有机碳分配比例 ,天然次生林比人工林和农田低 ,牧草地与天然次生林的差异不显著 ;颗粒有机碳含量方面 ,农田和牧草地比天然次生林分别低 38%和 2 5 %以上 ,而人工林比农田和牧草地分别高 79%和 4 7%以上 ;非保护性库中有机碳分配比例方面 ,天然次生林比人工林、农田低。从以上结果可以看出 ,天然林变成农田使土壤有机碳稳定性降低 ,而变成牧草地则影响较小。在农田中造林 ,对土壤有机碳的稳定性影响较小 ,而在牧草地中造林则使土壤有机碳稳定性降低。土地利用变化主要对 0～ 5 0cm土层内的土壤物理     

宁夏罗山典型植被类型的土壤活性有机碳组分研究

以宁夏中部干旱带罗山山地系统的4个典型植被类型(青海云杉纯林、针阔混交林、浅山灌丛和干旱草地)为研究对象,测定0~10cm、10~20cm、20~40cm土层土壤活性有机碳组分(土壤的微生物量碳、颗粒有机碳和易氧化有机碳),探讨其分布规律和影响因素。结果表明,不同植被类型间土壤活性有机碳含量有显著差异(p0.05),各植被类型的土壤微生物量碳和颗粒有机碳含量的排序为乔木林(青海云杉纯林、针阔混交林)浅山灌丛干旱草地;随着土层深度增加,土壤微生物量碳和颗粒有机碳含量逐渐减少(p0.05),而易氧化有机碳含量在10~20cm土层最高。相关性分析表明,土壤微生物量碳、颗粒有机碳均与土壤总有机碳、全氮有极显著的正相关,而与pH值、含水率、C/N的相关性不显著,土壤易氧化有机碳与土壤理化性质的相关性均不显著。这表明作为土壤有机质和氮素来源的植被,其组成差异会对土壤有机碳组分具有重要影响。     

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。     

土壤微生物生物量碳及其影响因子研究进展

笔者较为全面地综述了国内外土壤微生物生物量碳的研究成果。笔者针对土壤微生物生物量碳主要受到碳氮限制、树种类型、土地利用方式、管理措施、土壤湿度和温度、土壤质地等因素的影响,提出了今后的研究应集中在以下几个方面:(1)加强不同尺度土壤微生物生物量碳的影响因子及调控机理研究;(2)进一步加强不同土壤类型下土壤微生物生物量碳动态及调控机理研究;(3)对影响土壤微生物生物量碳高低不确定性的因子进行深入研究;(4)加强其他因子对土壤微生物生物量碳影响的研究;(5)探讨全球气候变化对土壤微生物生物量碳的影响。     

土壤碳现状及其对全球气候变化的响应

本文综述了目前的全球土壤碳储量、密度及其分布规律,从全球升温、大气CO2浓度增加以及气候变化引起土壤侵蚀加剧等几个方面阐述了土壤碳动态对全球气候变化的响应,并介绍了近年来国内外相关的一些研究成果.     

长白山森林土壤有机碳及其在团聚体密度组分中的分布

森林土壤碳库的稳定性对全球碳循环至关重要。为探究土壤有机碳的周转和固定机制,本文利用干筛法分析了长白山原始红松针阔混交林和杨桦次生林表层土壤有机碳于不同径级团聚体中的分布,并结合密度分组方法进一步探究团聚体有机碳的密度分组情况。结果表明:土壤有机碳在团聚体中的分配比例由高到低依次为1~0.25、2、1~2、0.25 mm;原始红松林土壤重组有机碳(HF-C)比例达到77.0%,显著高于杨桦次生林,前者土壤有机碳更稳定。与游离态有机碳(FLF-C)和闭蓄态有机碳(OLF-C)相比,HF-C在不同粒级团聚体中分配相对稳定,说明其在稳定性土壤有机碳固持中起着主导作用;大团聚体中,FLF-C约占67.4%,表明新鲜有机质直接参与大团聚体形成。     

落叶松人工林土壤腐殖物质组分及其对酸度的影响

对落叶松人工纯林不同发育阶段幼龄林、中龄林、近熟林、成熟林及二代幼龄林土壤腐殖物质组分变化及其对酸度的影响进行研究,以次生林和一代幼龄林为对照,比较不同发育阶段落叶松人工林与天然次生林、一代幼龄林与二代幼龄林土壤有机质含量、腐殖物质组分特征的差异.结果表明:落叶松人工林从幼龄林到近熟林根际与非根际土壤有机质含量、胡敏酸含碳量、胡敏素含碳量随林龄的增大而增大;近熟林到成熟林根际与非根际土壤有机质含量、富啡酸含碳量和胡敏素含碳量随着林龄的增大而降低;土壤腐殖化程度(土壤中胡敏酸占全C的百分比)和土壤腐殖质中胡敏酸含碳量与富啡酸含碳量比值(HA/FA)为次生林大于幼龄林和近熟林;二代幼龄林与一代幼龄林相比,根际土壤有机质含量、富啡酸含碳量和胡敏素含碳量分别降低4.53%、35.8%和1.98%,非根际土壤有机质含量、胡敏酸含碳量、富啡酸含碳量和胡敏素含碳量分别提高46.44%、43.69%、47.45%和49.5%;土壤腐殖物质组分与酸度的相关关系随着年龄的变化而变化,并且不同发育阶段根际土壤腐殖物质组分与根际土壤活性酸(pH值)、交换性酸、水解性酸相关性密切.     

湿地松人工林土壤呼吸及其组分对模拟酸雨的响应

【目的】分析不同强度酸雨对湿地松人工林土壤总呼吸速率(R_s)及其组分(微生物异养呼吸速率R_h和根系自养呼吸速率R_a)的影响规律,进一步了解森林土壤呼吸过程,为酸沉降胁迫下的森林管理提供科学依据。【方法】以亚热带湿地松人工林为对象,采用壕沟法分离土壤呼吸组分,设置3种酸沉降水平(CK:pH 6.5、低酸LA:pH 4.5,强酸HA:pH 2.5),参照研究区降雨比例分次喷洒,运用LI-8100A土壤碳通量自动测量系统原位测定土壤呼吸速率,同时测定土壤温湿度和土壤生化性质等指标。【结果】不同酸处理下,R_s、R_a和R_h均呈夏季高、冬季低的单峰模式,土壤温度是导致土壤呼吸季节变化的主要驱动因素;酸雨可显著降低R_s(P0.05),LA和HA处理后分别降低25.83%和30.95%,其中,R_h分别降低29.60%和35.20%,R_a分别降低19.15%和23.40%,但这种抑制效应仅体现在生长季,非生长季LA可显著促进R_a(P0.05);CK样地R_h在R_s中占比63.94%,LA和HA处理后该比例显著降低(P0.05),同时R_a响应强度随酸雨增强而增加;R_s、R_h、R_a与土壤温度均呈极显著指数关系(P0.01),酸处理后其温度敏感系数(Q_(10))均降低;土壤湿度与R_s、R_h、R_a在HA处理下极显著相关(P0.01),土壤温湿度的协同作用极显著影响土壤呼吸速率(P0.01);R_h变异主要与土壤脲酶、蔗糖酶、表层土壤总有机碳(TOC)含量和土壤pH有关,而R_a变异则主要与土壤脲酶、土壤温度和TOC有关,以上因素可共同解释R_s变异的83.9%。【结论】土壤总呼吸速率及各组分呼吸速率的季节变化特征相似,主要受土壤温度控制;酸雨造成土壤酸化,引发土壤酶、土壤有机碳含量显著变化或呈一定变化趋势,其共同作用导致R_h和R_a被抑制,进而显著降低R_s,土壤水热因子促使这种抑制效应在生长季更显著;R_h在R_s中的占比随酸雨强度增加而逐渐降低,但短期内R_h仍是R_s的主导组分。     

人工林碳汇研究及其对土壤碳库的影响

随着全球变化和CO2浓度的上升给全球气候和社会经济发展带来影响,土地利用变化中人工林对大气CO2的吸收已越来越得到人们的关注。本文在肯定人工林生长形成碳汇的基础上,分析了不同研究方法对人工林碳汇大小的影响、人工林的强度管理（如造林前植被的清除、造林整地、森林采伐、施肥和间伐等）对土壤碳库的影响及其人工林地土壤碳库的动态变化。     

建筑及其空间环境意义的思考

除使用功能外,建筑及其空间环境是否具有其它意义,如果有,这些意义又是什么,自现代主义,尤其是后现代主义建筑运动以来,对建筑及其空间环境意义问题的探索曾经是各建筑流派研究的热点,并且,今天这个问题仍在继续被研究,但各流派的观点也并不一致。本文在详细分析各种学派观点的基础上,提出了自己的看法。     

滇中尖山河流域不同土地利用类型土壤粒径分布对土壤有机碳组分的影响

【目的】土壤粒径分布是影响土壤性质的指示指标,与土壤有机碳含量有着密切的相关性,并对土壤有机碳的转化有着显著的影响,了解不同土地利用类型土壤粒径分布与活性有机碳组分的关系。【方法】以滇中尖山河流域坡耕地、荒草地、林地、园地4种主要土地利用类型为研究对象,系统地分析了其土壤剖面(0～10cm、10～20 cm、20～30 cm)的颗粒组成、活性有机碳(AOC)、颗粒有机碳(POC)、轻组分有机碳(LFC)、总有机碳含量(SOC)的分布特征及其相关性。【结果】坡耕地、荒草地、林地、园地不同土层土壤粒径中粗粉粒的平均含量均在整个土层中所占比例最高,平均含量分别为43.13%、52.92%、41.70%、41.17%;不同土层土壤AOC、POC、LFC、SOC均呈现出随着土壤深度增加而降低的垂直分布特征,其含量整体均表现为园地林地坡耕地荒草地;土壤有机碳与砂粒含量之间呈极显著的负相关,与粉粒、粘粒含量之间呈极显著的正相关。【结论】坡耕地土壤在利用过程中,可增加耕层砂粒和粗粉粒含量,改变其机械组成,人为改土培肥,提高作物产量;退耕还林以及在荒草地种植农作物可作为提高土壤有机碳含量的有效措施,不仅可起到较好的水土保持作用,同时也是改善土壤质量、恢复土壤肥力、提高碳储量以及实现该区域植被恢复重建的根本保障。     

间伐强度对萌生杉木林土壤有机碳及其活性组分的影响

以杭州市临安区的林龄12年的二代萌生杉木Cunninghamia lanceolata林为研究对象,于2017年12月进行中度间伐(50％)和重度间伐(70％),2018年和2019年连续观测2年,通过对中度间伐、重度间伐和不间伐的土壤有机碳的对比,探究高强度间伐对萌生杉木林土壤有机碳和土壤活性有机碳(土壤微生物量碳、...     

基于DIRT处理的云南松林地土壤呼吸及其组分研究

[目的]研究地上、地下枯落物输入变化对土壤呼吸及其组分的影响,为滇中高原云南松林土壤碳库管理提供数据参考.[方法]在云南玉溪磨盘山的云南松林内,基于枯落物添加和去除实验(DIRT,Detritus input and removal treatments),测定6种处理(对照(CK)、双倍枯落物(DL)、去除枯落物(N...     

紫金山两种典型林分土壤磷组分特征及其影响因素

明晰不同林分类型对土壤磷含量和组分的影响程度,以期为亚热带区域提高土壤磷有效性和维持土壤肥力提供科学依据。以紫金山77年生的朴树(Celtis sinensis)、糙叶树(Aphananthe aspera)阔叶混交林和马尾松(Pinus massoniana)、枫香(Liquidambar formosana)针阔混交林为研究对象,测定了0～20 cm和20～40 cm土层的磷组分、微生物生物量磷、凋落物和细根的化学组成以及磷酸酶活性,并对土壤磷组分和环境因子进行了冗余分析。结果表明:阔叶混交林的活性磷、中等活性磷和稳定性磷含量均高于针阔混交林,表明阔叶混交林土壤具有较高的磷有效性和供应能力;阔叶混交林和针阔混交林各磷组分占总磷(TP)比例具有相似规律,从高到低依次为:稳定性磷>中等活性磷>活性磷,其中,Na HCO₃-Po、Na OH-Pi、Na OH-Po、HCl-Pi、Residual-P在不同林分和土层间均存在显著差异(P<0.05),Na HCO₃-Pi仅在土层间具有显著差异(P<0.05);冗余分析表明,...     

第二代桉树人工纯林和混交林土壤呼吸及其组分研究

以广西凭祥中国林业科学研究院热带林业实验中心第二代桉树人工纯林(PP2)及其与降香黄檀混交的混交林(MP2)为研究对象,采用壕沟法,利用LI-8100土壤呼吸测定系统,对两种林分土壤呼吸组分进行分离研究。结果表明:PP2和MP2土壤呼吸速率及其各呼吸组分季节变化与土壤5 cm处的温度季节变化相似,峰值出现在6—8月份,谷值出现在12月底至次年1月初,土壤呼吸速率与土壤含水量无关;PP2全年土壤总呼吸为1 147.41 g·m-2,比MP2(844.07 g·m-2)增加了26.44%,MP2的自养呼吸(RR)累积量(136.87 g·m-2)比PP2(506.72 g·m-2)降低72.99%,而其异养呼吸(RH)累积量(707.21 g·m-2)却比PP2(640.69 g·m-2)增加了10.38%。纯林和混交林的细根生物量差异以及土壤有机质含量、凋落物有机质含量、土壤C/N、凋落物量和凋落物C/N的不同是导致自养呼吸和异养呼吸产生差异的主要原因。