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。     

毛竹林土壤呼吸研究进展

介绍和分析了毛竹(Phyllostachys heterocycla cv.pubescens)林土壤呼吸的研究方法、影响因子、时空变化、干扰响应、组分区分、模型构建等方面取得的研究成果,提出了今后毛竹林土壤呼吸研究应该加强:①土壤温度对毛竹林土壤呼吸影响机制研究;②对毛竹林土壤呼吸的时空变化进行长期的定位研究;③继续优化数学模型;④采用更多样化的方法来研究土壤呼吸各组分.     

长期施氮对暖温带油松林土壤呼吸及其组分的影响

【目的】比较长期施氮下不同氮水平间暖温带油松天然林土壤呼吸速率、自养呼吸速率和异养呼吸速率差异,揭示土壤呼吸各组分变化的主要影响因子,以期为评价区域森林长期施氮对土壤呼吸的影响提供科学依据。【方法】在山西太岳山油松天然林进行10年(2009—2018)的氮添加试验,设置4个氮添加处理:对照(CK,0 kg N·hm-2a-1)、低氮(LN,50 kg N·hm-2a-1)、中氮(MN,100 kg N·hm-2a-1)和高氮(HN,150 kg N·hm-2a-1),于2016—2018年生长季对土壤呼吸速率、自养呼吸速率和异养呼吸速率进行监测。【结果】在长期(8～10年)施氮下,相比对照,LN、MN和HN处理的年均土壤呼吸速率分别降低21.9%、27.3%和29.1%,年均异养呼吸速率分别降低21.8%、36.6%和31.4%,而土壤自养呼吸速率未改变,土壤p H值下降0.07、0.37、0.78个单位,微生物生物量碳含量下降了11.3%、14.5%、14.7%,但长期施氮未改变土壤有机碳、全氮和细根生物量;异养呼吸速率与土壤微生物生物量碳及自养呼吸速率与细根生物量均呈显著的线性正相关(P0.01);不同处理下土壤自养呼吸速率和异养呼吸速率与土壤温度均呈显著的指数正相关(P0.05);长期施氮可提高土壤自养呼吸的温度敏感性(Q10)(CK=2.19、LN=2.90、MN=2.86、HN=2.34),但会降低土壤异养呼吸的Q10值(CK=2.72、LN=2.23、MN=2.12、HN=2.27);土壤呼吸速率与土壤湿度的关系不显著;土壤温度和土壤湿度双因子模型可分别解释自养呼吸速率和异养呼吸速率的28.7%～42.0%(P0.05)和64.9%～78.1%(P0.001)。【结论】长期施肥未明显改变土壤自养呼吸速率。长期施氮通过抑制土壤异养呼吸使土壤总呼吸降低。长期氮添加对自养呼吸和异养呼吸Q10的影响不一致,而呼吸底物的可利用性和土壤微生物活性的变化是主要因素。为提高土壤呼吸及其组分预测模型的精度,应综合考虑细根生物量及呼吸底物的长期变化。     

森林土壤呼吸对降雨脉冲的响应研究进展

森林生态系统的土壤碳储量是陆地生态系统碳库的重要组成部分。土壤呼吸则是土壤碳库参与陆地碳循环的主要方式,其受到诸多生物和非生物因子的综合调控。偶发性降雨会引起森林土壤湿度的瞬间增加,进而导致土壤呼吸速率的快速提高。文中介绍了森林土壤呼吸及其组分,综述了降雨脉冲效应的特征和诱导机制（包括物理替代机制、微生物代谢机制、土壤养分限制机制及光化学调控机制等）,分析了当前降雨脉冲研究存在的不足并展望了未来的研究重点,认为森林生态系统是未来开展降雨脉冲效应研究的重要方向,探究森林土壤呼吸不同组分对降雨脉冲的响应差异与机制也是潜在的重要研究方向。     

集约经营雷竹林土壤呼吸年动态变化规律及其影响因子

在浙江临安市雷竹主产区定位监测1年内土壤各组分呼吸动态。结果表明:雷竹林地土壤总呼吸速率、土壤生物异养呼吸速率及根系自养呼吸速率的年平均值分别为5.42,2.24和2.89μmolCO2·m-2s-1;1年中分别在2和7月出现土壤呼吸峰值;雷竹林地土壤年释放CO2量为73.40t·hm-2a-1,其中林地异养呼吸和自养呼吸分别占总呼吸的45.67%和54.33%;土壤呼吸、土壤生物异养呼吸和土壤根系自养呼吸均与土壤温度呈明显的指数关系,以土壤5cm深处温度为依据得到的温度系数(Q10值)分别为1.70,1.86和1.48,土壤总呼吸与土深5cm处土温、8:00气温、土壤水溶性有机碳含量和土壤总有机碳含量呈显著正相关(P<0.01),而土壤含水量、8:00大气相对湿度和土壤水溶性有机碳含量与土壤呼吸无显著相关性。     

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。     

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。     

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。     

不同林龄的木麻黄林下土壤异养呼吸特征

以中国亚热带木麻黄沿海防护林为研究对象,在2006年5月-2007年4月,利用LI-8100土壤呼吸自动观测系统对不同林龄（幼林、中林、成林）木麻黄人工林生态系统的土壤异养呼吸特征进行了监测。结果表明,不同林龄木麻黄林地土壤异养呼吸季节动态均呈单峰曲线,最大值出现在6～7月份,最小值则出现在12～1月份。土壤温度和水分对土壤异养呼吸的季节变化存在显著影响,并有明显的交互作用,进行单因素方差分析发现,土壤异养呼吸季节变化与5cm深的土温存在着较好的指数相关关系（p〈0.05）,与土壤表层含水量存在较好的线性相关关系（p〈0.05）。双因素模型模拟结果显示,5cm土温和土壤表层含水量能够共同解释土壤异养呼吸变异的68.9%～91.9%（p〈0.05）。不同林龄下土壤异养呼吸速率差异显著（p〈0.05）,其平均土壤异养呼吸速率呈现为中林〉成林〉幼林。随着林龄的增大,土壤异养呼吸对土壤温度的敏感性增强。土壤异养呼吸对土壤总呼吸的贡献在幼林、中林、成林中分别达到71.89%、71.02%和73.53%。幼林、中林、成林样地土壤异养呼吸CO2年释放量分别为29.072、38.964和30.530t&#183;hm^-2&#183;a^-1。     

土壤类型对毛竹林氮素流失的影响

为探究土壤类型对毛竹笋用林氮素流失的影响,提升毛竹林土壤氮素管理水平。研究通过在黄红壤和红壤毛竹林中建立径流场,收集不同类型毛竹林径流水,检测NH₄⁺-N、NO₃^--N、TN和TP的含量。结果表明,黄红壤毛竹林径流水中NH₄⁺-N、NO₃^--N和TN的含量分别为0.26～0.71 mg·L^-1、0.36～1.63 mg·L^-1和0.93～3.89 mg·L^-1,红壤毛竹林径流水中NH₄⁺-N,NO₃^--N和TN的含量分别为0.12～0.47 mg·L^-1、0.34～0.90 mg·L^-1和0.91～2.68 mg·L^-1,总体表现为黄红壤高于红壤。与含量相反,年度流失量表现为红壤高于黄红壤,其中黄...     

氮添加对辽东山区落叶松人工林土壤碳氮的影响

在工业发达、农业集约化程度较高的区域氮沉降增高仍然很突出。为明晰氮沉降类型及其强度对土壤碳氮的影响,研究了多形态、多水平氮添加下落叶松人工林的土壤碳排放及土壤碳氮的变化。结果表明,NH_4~+-N添加低、中、高3种水平每年土壤碳排放量分别比对照增加了253.81、17.15和5.69 g C·m~(-2); NO_3~--N添加低、中氮两种水平分别比对照增加了203.37和111.06 g C·m~(-2),而高氮水平减少了47.14 g C·m~(-2)。两种形态氮素添加下土壤铵态氮含量变化微小,而硝态氮含量则在逐年升高,土壤微生物生物量碳呈现出降低的趋势,而土壤微生物生物量氮表现出升高的规律。双因素方差分析显示氮素形态对土壤铵态氮及微生物量碳、氮含量均有显著的影响,而氮添加水平仅对土壤硝态氮含量有显著的影响。     

氮磷添加对亚热带常绿阔叶林土壤碳氮及其稳定性同位素的影响

[目的]通过分析氮磷添加对亚热带常绿阔叶林土壤碳氮及其稳定性同位素的影响,探讨大气氮沉降背景下森林土壤碳循环及其周转特征,为亚热带常绿阔叶林合理经营提供理论依据.[方法]在安徽省黄山市祁门县查湾自然保护区内全面勘查基础之上选取6个标准样地,设置对照(CK,不添加氮和磷)、氮加磷(N+P,添加N 100 kg·hm-2a...     

施肥种类对毛竹林地土壤性质及出笋成竹的影响

施肥试验结果表明:施有机肥有利于增加土壤的速效性养分,增强土壤的供肥能力;同一土层毛竹林地土壤总孔隙度、非毛管孔隙度、毛管孔隙度以及通气度等土壤孔隙组成指标呈现出有机肥对照复合肥。毛竹林施肥后,其出笋数、成竹数及成竹胸径显著或极显著大于对照。     

毛竹林地覆盖和翻耕对土壤酶活性及土壤养分含量的影响

目的 探讨毛竹林土壤酶和土壤养分元素对地表覆盖翻耕的响应,为毛竹林覆盖经营提供科学指导。 方法 以浙江省台州市黄岩区山地毛竹林为研究对象,对稻草覆盖2年翻耕、覆盖2年未翻耕和自然生长（对照）的毛竹林0~50 cm各土层土壤酶活性及土壤养分含量进行比较研究。 结果 表明：（1）覆盖翻耕样地和未翻耕样地土壤多酚氧化酶活性均低于对照样地,且在0~20 cm土层差异显著;覆盖处理后,覆盖2年翻耕样地土壤过氧化物酶活性均低于对照样地（0~10 cm土层差异显著）,覆盖2年未翻耕样地土壤过氧化物酶活性（10~20 cm土层除外）也均低于对照样地;土壤脲酶、蔗糖酶活性则显著增加。（2）覆盖处理后,土壤养分元素含量得到增加;覆盖翻耕样地土层土壤养分含量均先增加后降低,且在10~20 cm土层达到最大;翻耕处理与未翻耕处理相比,土壤全氮含量在0~30 cm土层差异达到显著水平。（3）土壤酶活性与土壤养分含量间存在一定的相关性,土壤脲酶和蔗糖酶与土壤各养分存在极显著正相关关系;土壤多酚氧化酶和土壤养分间均呈现负相关关系,土壤过氧化物酶与土壤有机质、有效磷间存在负相关关系,与其它土壤养分间存在正相关关系,但相关性均不显著。 结论 地表覆盖对毛竹林地土壤酶活性和土壤养分含量有显著影响,短期内地表覆盖可以显著提高毛竹林土壤肥力,且覆盖翻耕措施较利于增加土壤肥力。     

土壤水分对土壤呼吸的影响

土壤呼吸是陆地生态系统碳循环的重要环节,在维持全球碳平衡中发挥着十分重要的作用.全球气候变暖会改变大气环流和全球水文循环,进而导致全球的降水格局发生变化,其最直接的影响就是改变土壤的水分状况,关于土壤水分状况对土壤呼吸的影响机理的研究对于预测未来土壤碳储量变化具有重要意义.本文总结了国内外关于土壤水分对土壤呼吸的影响方面的研究,系统分析了土壤水分是怎样影响土壤呼吸的各组成部分的,并简单介绍了土壤水分对Q10值的影响,最后针对当前相关研究存在的问题,对今后的研究方向加以展望.     

土壤氮含量对油松针叶碳氮磷计量特征及氮磷重吸收的影响

为了解土壤氮含量对油松林针叶全碳、全氮、全磷含量和氮磷养分重吸收效率的影响及其随龄级的变化规律,以山西省桑干河杨树丰产林实验局金沙滩林场4个龄级(分别为Ⅱ、Ⅲ、Ⅳ和Ⅴ龄级)油松人工林为研究对象,设置5个施氮水平[CK(0 g·m^-2·a^-1)、N₁(5 g·m^-2·a^-1)、N₂(10 g·m^-2·a^-1)、N₃(15 g·m^-2·a^-1)和N₄(20 g·m^-2·a^-1)]的短期氮添加试验。测定了4个龄级对应的5个施氮水平的表层土壤(0～30 cm)氮含量及表层土壤相应的氮含量下成熟针叶和凋落叶全碳、全氮、全磷含量,计算和分析成熟针叶全碳、全氮、全磷含量及其化学计量比,以及相应的氮磷养分重吸收效率。结果表明:各龄级油松针叶全碳、全氮和全磷含量均随土壤氮含量升高表现为先升高后降低的单...     

生物质炭对毛竹林土壤及竹笋主要重金属含量的影响

以毛竹林为研究对象,开展竹林土壤重金属修复试验,探讨生物质炭不同施用量(分别为12000、6000、3000、0 kg·hm^-2)对毛竹林土壤及笋主要重金属Cu、Pb、Cr、Cd、As和Hg含量的影响。结果表明,施用生物质炭90 d后毛竹林土壤Pb、Cu、Cd、As、Hg的平均含量明显降低,施用生物质炭450 d后仅对土壤Cr、As和有效态Pb具有修复效果。施用生物质炭450 d后不同处理竹笋Pb平均含量大小排序为CK>生物质炭6000 kg·hm^-2>生物质炭3000 kg·hm^-2>施用生物质炭12000 kg·hm^-2,竹笋Pb含量(干基)平均值分别为1.09、0.83、0.62和0.53 mg·kg^-1。表明生物质炭有助于减少毛竹笋对土壤重金属的富集作用,降低竹笋重金属超标风险。     

马尾松林土壤呼吸对去除和添加凋落物处理的响应

2007年1-12月,在长沙天际岭国家森林公园,研究马尾松人工林土壤呼吸速率对去除和添加凋落物处理的响应.结果表明:去除、添加凋落物处理和对照的土壤呼吸速率均呈现出显著的季节性变化(P相似文献   

不同抚育方式对毛竹林土壤化学性质的影响

对毛竹林分别采用不同的抚育措施,测定土壤有机质、全氮、水解氮、速效磷和速效钾含量、土壤pH值等指标,研究毛竹不同抚育方式的土壤化学性质。结果表明：以劈草抚育方式最好,化学锄草次之,深翻抚育最差。在毛竹林的抚育方式上应大力推广劈草抚育,谨慎采用化学除草和浅锄抚育,杜绝深翻抚育。     

覆盖对毛竹林土壤养分、酶活性及微生物群落的影响

【目的】为退化毛竹林土壤的修复和质量提升提供参考。【方法】以覆盖1 a、覆盖2 a、覆盖3 a、覆盖后恢复2 a、覆盖后恢复5 a及未覆盖的毛竹林地土壤为研究对象,测定土壤脲酶、酸性磷酸酶及过氧化氢酶等土壤酶活性指标,测定土壤有机质、全氮、碱解氮、全磷、速效磷、全钾及速效钾等土壤养分含量及土壤pH值,采用高通量测序技术测定土壤微生物群落组成及多样性,探讨土壤细菌、真菌变化特征及其与土壤养分含量、酶活性的相关性。【结果】覆盖3 a的毛竹林土壤脲酶、酸性磷酸酶活性均低于其他林地类型,覆盖后恢复5 a的0～20 cm土层酶活性均较高。样地土壤细菌类群中酸杆菌门、绿弯菌门、变形菌门、放线菌门为优势菌群,真菌类群中子囊菌门、担子菌门、球囊菌门所占比例较高。覆盖后恢复5 a的40～60 cm土层细菌和真菌的OUT数量较少,Chao1、Simpson及PD-whole tree指数均较小,表明覆盖后林地深层土壤微生物的数量及多样性均受到影响,土壤退化程度较高且恢复缓慢。土壤环境因子对毛竹林土壤细菌门水平的贡献度由高到低排序依次为酸性磷酸酶活性、过氧化氢酶活性、脲酶活性、碱解氮含量、有机质含量、全氮含...