试验林火干扰下兴安落叶松林土壤有效磷的时空变化

目的研究3种强度火干扰下兴安落叶松林土壤有效磷时间与空间的变化规律及其形成机制,旨在更好地认识火烧迹地恢复初期土壤有效磷营养生境特征,为火干扰森林生态系统恢复提供矿质营养方面的参考。方法以大兴安岭北部寒温带兴安落叶松林土壤有效磷为研究对象,采用网格法布设固定样地、土钻法采集土壤样品、硫酸-盐酸浸提法测定土壤有效磷含量,连续定点观测秋季林火点烧试验前后土壤有效磷含量的时空动态。结果林火干扰后:(1)轻度火烧区土壤有效磷含量未立即发生显著变化而后逐渐升高;中、重度火烧区土壤有效磷含量立即升高而后持续增强;(2)火烧强度空间格局与土壤有效磷含量空间格局在火烧后各时段均极显著相关,而与土壤有效磷含量变化率的相关性仅表现在火烧后即时阶段,在融雪季、雨季/生长季消失。结论大兴安岭北部兴安落叶松林火烧迹地改造和生态恢复初期,土壤有效磷含量升高有利于林地植被恢复。      

大兴安岭火烧迹地植被恢复后土壤理化性质

以大兴安岭重度火烧迹地经过植被恢复后形成的4种林分类型为研究对象,研究重度火烧迹地在经过植被恢复后,不同林分类型土壤理化学性质的变化。研究结果表明:与对照样地相比,樟子松林土壤pH值升高,兴安落叶松林、白桦林和山杨林土壤pH值均降低。兴安落叶松林、白桦林和山杨林土壤有机质、全N、水解N、全P、有效P质量分数均有不同程度的升高。兴安落叶松林和白桦林土壤密度降低,樟子松林和山杨林的土壤密度升高。白桦林土壤孔隙度最好。综合比较可以看出,大兴安岭重度火烧迹地经过植被恢复后,兴安落叶松林、白桦林和山杨林均在一定程度上改良了土壤。     

试验林火干扰下大兴安岭北部落叶松林土壤含水率的时空变化

  目的  跟踪量化轻、中、重度火干扰下兴安落叶松林土壤含水率,定点分析其时空变化规律与火烧强度干扰差异,深入探讨其形成机制;旨在清楚地认识高寒区火干扰森林生态系统恢复初期土壤水分变化对植被恢复的影响力,并为其调控提供参考。  方法  采用网格法确定固定点位并实施林火干扰试验,根据火烧强度等级划分轻、中、重度火烧区,烘干法跟踪监测火烧前、火烧后、翌年融雪季后、翌年生长季土壤含水率。  结果  林火干扰后:（1）轻、中、重度火烧区土壤含水率立即下降,春旱时段进一步大幅下降,生长季迅速回升;（2）生长季前重度火烧区土壤含水率显著低于轻、中度火烧区,生长季火烧强度干扰差异消失;（3）生长季前,土壤含水率及其相对变化率的空间格局与火烧强度空间格局极显著负相关。  结论  寒温带针叶林火干扰生态系统恢复初期,春旱时段重度火烧迹地土壤含水率可能限制植被更新和再生,应加强集水保水技术调控。      

大兴安岭火烧迹地植被恢复过程土壤解磷微生物种群及活性

以大兴安岭重度火烧迹地不同恢复年限落叶松人工林为研究对象,采用固体平板法、操作分类单元(OTU)聚类及注释方法,分析大兴安岭火烧迹地在植被恢复过程中土壤解磷微生物的数量、种群及活性。结果表明:天然次生林土壤解磷微生物的解磷效果最好,恢复23、8年的落叶松人工林土壤解磷微生物的解磷效果次之,恢复18年的落叶松人工林土壤解磷微生物的解磷效果较差;在不同解磷微生物中,无机磷溶磷菌的数量少于有机磷解磷菌的数量。对菌株通过序列拼接、过滤和去嵌合体后,得到优化序列,然后进行OTU聚类及注释。依据聚类结果,可以进行α多样性分析、β多样性分析;依据注释结果,可得到各水平的分类信息,从而进行样本组成及样本间群落结构差异相关分析。利用OTU聚类注释分析结果表明,在大兴安岭火烧迹地不同恢复年限的落叶松人工林土壤中包含14种不同科属的解磷细菌;对细菌的丰度分析表明,不同恢复年限的落叶松人工林的根际土,细菌种类和丰度相似,但非根际土之间解磷细菌的种类和丰度差异较大。     

模拟增温对大兴安岭兴安落叶松林土壤CO2通量的影响

采用开顶增温室(OTC)对大兴安岭兴安落叶松林进行模拟增温,研究气温升高对土壤呼吸季节变化、月变化、昼夜变化规律的影响,同时通过同步测定环境因子的变化,分析增温导致土壤呼吸变化的机理。结果表明：增温处理的大气温度年均增温1.2℃,大气湿度降低2.5%,土壤5 cm增温0.5℃,土壤10 cm增温1.1℃,土壤20 cm温度下降0.08℃,土壤各层湿度分别下降2.9%、4.9%、8.8%。增温及各土层土壤温度月均值呈单峰值趋势,7、8月达到温度峰值,生长季土壤湿度也呈现逐渐升高趋势,增温使土壤湿度减少。土壤温度与土壤呼吸呈显著相关关系,土壤湿度和土壤呼吸呈负相关关系,相关性不显著;生长季增温样地CO₂通量变化的范围在(45.9±12.8～476.8±158.2)mg·m^-2·h^-1,对照样地CO₂通量变化的范围在(27.3±12.2～356.3±131.1)mg·m^-2·h^-1。增温处理使生长季期间土壤呼吸速率平均提高5.76 mg·m^-2     

岩溶湿地和稻田的土壤酶活性与CO2和CH4排放特征

【目的】探究土地利用变化对湿地土壤酶活性和温室气体排放之间关系的影响。【方法】以会仙岩溶湿地为研究样点,以湖泊湿地和其相邻的稻田为研究对象,采用比色法和静态暗箱法分别测定水稻整个生育期内主要土壤酶的活性及CO₂和CH₄的排放,并对二者之间的关系进行分析。【结果】稻田土壤的β-葡萄糖苷酶、纤维素酶、蔗糖酶、几丁质酶、脲酶和碱性磷酸酶活性均高于湖泊湿地,高出幅度为11.8%—32.7%。稻田CO₂和CH₄排放通量分别为255.9—789.7和-0.41—1.74 mg·m^-2·h^-1,平均值分别为445.8和0.42 mg·m^-2·h^-1,低于天然湖泊湿地。与湖泊湿地相比,稻田CO₂和CH₄排放总量分别降低了22.3%和83.3%,而增温潜势（GHGs,含N₂O）降低了29.6%。相关性结果显示,CO₂排放通量与β-葡萄糖苷酶、纤维素酶、蔗糖酶和几丁质酶活性呈显著负相关关系,CH₄排放通量与6种土壤酶活性显著负相关（P<0.05）。【结论】在会仙岩溶湿地系统中,天然的湖泊湿地转变为稻田可显著提高土壤酶活性,同时降低CO₂和CH₄的排放量,有利于微生物碳利用率的提高和土壤碳的封存。     

大兴安岭北部试验林火干扰下土壤密度的时空变化

目的研究不同强度火干扰下寒温带针叶林土壤密度的时空变化格局及其形成机制, 旨在更好地认识火干扰后森林土壤密度的时空动态规律, 为火烧迹地改造和生态恢复提供参考。方法在大兴安岭北部寒温带杜香-杜鹃-落叶松林地内, 进行严密监控下的秋季林火点烧试验。采用网格法布设固定样地, 在火烧前后连续定点观测土壤密度的时空动态。结果林火干扰后:(1)各时段重度火烧区土壤密度较轻、中度火烧区高5%~10%, 且差异达极显著水平。(2)时间序列上土壤密度的变化模式因火烧强度而异, 其中轻度火烧区土壤密度因火烧立即下降而后逐渐升高, 中度火烧区土壤密度未因火烧立即产生实质性变化而后持续升高, 重度火烧区(及3个火烧强度区综合分析)表现为火烧后土壤密度立即升高并持续增强。(3)土壤密度(或土壤密度变化)空间格局与火烧强度空间格局极显著正相关, 火烧强度的作用效果在火烧后立即显现, 其相关程度在融雪季、雨季/生长季进一步加深。结论兴安落叶松林火烧迹地恢复初期, 因火烧强度差异导致的土壤密度变化方向的初始差异在雨季/生长季消失(均表现为升高), 中、重度火烧区土壤密度显著升高。      

林下植被和凋落物对我国寒温带天然林土壤CO2通量的短期影响

  目的  为研究林下植被和凋落物对我国寒温带天然林土壤CO₂通量的影响,对不同处理下CO₂通量排放特征进行分析探究,为大兴安岭地区森林生态系统的经营管理和土壤温室气体研究提供参考。  方法  在2019年5—9月采用静态箱?气相色谱法对大兴安岭北部4种主要林型（白桦林、山杨林、樟子松林和兴安落叶松林）土壤CO₂通量排放特征进行原位监测研究。  结果  4种林型不同处理后的土壤CO₂通量都呈现相似的单峰曲线变化趋势,峰值出现在7月或8月。去除凋落物会提高阔叶林土壤呼吸,降低针叶林土壤呼吸,但变化幅度较小,没有达到显著水平（P > 0.05）。与自然状态相比,去除林下植被后,白桦林、山杨林和兴安落叶松林的CO₂通量均值分别升高了27.57%、15.84%和24.13%,达到显著水平（P < 0.05）,但樟子松林则下降了0.68%（P > 0.05）。去除林下植被和凋落物状态下,白桦林、山杨林和兴安落叶松林土壤CO₂通量均值升高了20.05% ~ 25.34%,但樟子松林则下降了12.36%,且去除林下植被和凋落物的阔叶林的平均通量显著大于针叶林（P < 0.05）。  结论  凋落物和林下植被的存在与否会对土壤CO₂通量产生不同影响,且影响程度因林型而异,科学合理的林下管理对调控森林生态系统CO₂排放和生态环境保护都有着重大的作用。      

林火对大兴安岭偃松—兴安落叶松林土壤养分的影响

大兴安岭是我国林火高发区,林火对森林土壤的化学性质有着直接或间接的影响。为探明林火与土壤pH值和土壤养分的关系,本文以我国大兴安岭呼中林业局偃松-兴安落叶松林火烧迹地为研究对象,采用双因素方差分析法研究了不同火烧时间、不同火烧强度对土壤pH值和土壤养分的影响。结果表明:火烧时间相同,土壤pH值随火烧强度的增强而增大。火烧强度相同,火烧后时间越长,土壤pH值越小,但火烧迹地的土壤pH值大于未火烧的对照组;在相同火烧强度条件下,不同火烧时间(1996、2010年和未火烧)偃松-兴安落叶松林迹地的土壤养分含量不同,但未达到显著水平(P0.05);火烧时间相同,不同火烧强度条件下偃松-兴安落叶松林的土壤有机质和全氮含量存在差异(P0.05)。土壤有机质含量在轻度、中度和重度火烧条件下彼此间差异显著(P0.05),并且中度、重度火烧与未火烧之间差异显著(P0.05);未火烧、轻度火烧的土壤全N含量分别与中度、重度火烧相比差异显著(P0.05)。不同火烧时间和火烧强度下土壤pH值、全磷、全钾含量和C/N值差异不显著(P0.05)。火烧后5年(2010年火干扰)、19年(1996年火干扰)后,偃松-兴安落叶松林并未恢复至火烧前生长水平。本研究旨在找到不同火烧时间和火烧强度下土壤pH值和土壤养分的变化规律,为火烧后大兴安岭偃松-兴安落叶松林生态系统的快速有效恢复提供理论依据。      

再生稻和双季稻田CH4排放对比研究

【目的】 为了探索生态可持续的稻作模式,对比研究了长江中下游地区双季稻和再生稻稻作模式的产量潜力和CH₄排放特征,以此为选取绿色、生态经济可持续的稻作模式提供科学依据。【方法】 于2017—2018年依托湖南省益阳市大通湖区宏硕生态农业农机合作社科研基地,设置了双季稻和再生稻2种模式,对比分析了产量潜力、稻田生育期间CH₄排放动态和稻田生态系统CH₄季节性累积排放规律以及评估了单位产量稻田CH₄排放。【结果】 试验期间,从产量方面来看,双季稻早稻产量为7.37 t·hm ^-2,再生稻头季产量为8.84 t·hm ^-2,头季相比早稻增产19.95%。双季稻晚稻产量为6.82 t·hm ^-2,再生稻再生季产量为3.39 t·hm ^-2,再生季相比晚稻减产50.29%。综合两季,双季稻总产量为14.19 t·hm ^-2,再生稻总产量为12.22 t·hm ^-2;从生育期间CH₄排放动态来看,双季稻在分蘖期和齐穗期左右排放较强峰值,再生稻除了在分蘖期和齐穗期有较强的排放以外,其在施用促芽肥时也出现了小峰值。但总体双季稻的排放范围（- 0.06—1.30 μmol·m ^-2·s ^-1）要高于再生稻的排放范围（- 0.01—0.70 μmol·m ^-2·s ^-1）;从稻田CH₄季节性累积排放来看,双季稻CH₄累积排放要高于再生稻。再生稻头季累积排放范围在23.90—266.59kg·hm ^-2,再生季累积排放范围在0.00—46.14 kg·hm ^-2。双季稻早稻季节累积排放范围在为35.57—251.29kg·hm ^-2,晚稻季节累积排放范围在为10.74—321.59 kg·hm ^-2。双季稻CH₄季节累积排放A-B（两叶一心至分蘖后期）段>B-C（分蘖后期至齐穗期）段>C-D（齐穗期至成熟期）段,且全生育期双季稻累积排放达922.35 kg·hm ^-2。再生稻CH₄累积排放B-C段>A-B段>C-D段,且全生育期CH₄累积排放为609.74 kg·hm ^-2,即相比对照双季稻,再生稻CH₄累积排放降低了33.89%;最后通过评估单位产量CH₄排放可知,早稻单位产量CH₄排放为0.069 kg·kg ^-1,头季单位产量CH₄排放为0.062 kg·kg ^-1,头季相比早稻减少了10.14%;晚稻单位产量CH₄排放为0.061 kg·kg ^-1,再生季单位产量CH₄排放为0.018 kg·kg ^-1,再生季相比晚稻降低了70.49%。综合两季,双季稻单位产量CH₄排放为0.065 kg·kg ^-1,再生稻单位产量CH₄排放为0.050 kg·kg ^-1,再生稻相比双季稻降低了23.08%。 【结论】 从单位产量下CH₄排放角度来看,在长江中下游双季稻的主产区扩大种植再生稻是为良策。     

艾比湖地区棉田、撂荒地土壤CH_4排放通量日变化规律研究

【目的】定量分析干旱区农田撂荒前后土壤甲烷(CH4)排放通量的日变化,着重探讨影响土壤CH4排放的环境因子,为解释人类活动对该地区农田生态系统的土壤CH4排放的影响提供数据支持。【方法】用静态箱法结合Li-7700快速CH4分析仪(Li-7700,Li-cor Inc,USA)对艾比湖地区农田生态系统中棉田及撂荒地生长季(2010年8月)的土壤CH4排放浓度和密度进行实时测定,并分析水热因子对土壤CH4排放的影响。【结果】棉田、撂荒地CH4排放具有较明显的昼夜变化,棉田呈双峰曲线,撂荒地呈单峰或双峰曲线。在观测时间内,10 a棉田的平均通量为2.23 mg/(m2.h),最大值为61.01 mg/(m2.h),最小值为-41.05 mg/(m2.h);10 a撂荒地的平均通量为-3.90 mg/(m2.h),最大值为50.25 mg/(m2.h),最小值为-87.39mg/(m2.h)。棉田、撂荒地土壤CH4排放与土壤含水量、空气相对湿度相关不显著;所有样地CH4排放量与15、20 cm的土壤温度相关性最高(相关系数:棉田为-0.70,-0.71;撂荒地为-0.52,-0.52,P<0.01);综合考虑水分、温度因素可以解释土壤CH4排放变化的70.60%～85.61%,这比单独考虑水分或温度对土壤CH4排放变化的解释度都高。【结论】棉田是土壤CH4微弱的源,撂荒地是土壤CH4微弱的汇,水分、温度是影响生长季棉田和撂荒地土壤CH4排放变化最主要的环境因子。     

三江平原沼泽湿地不同水层下CH4、N2O的排放及影响因子

采用野外静态箱—气相色谱法,对三江平原沼泽湿地6—9月不同水层下CH4、N2O的排放进行了同步对比研究,并探讨了影响气体排放的主要影响因子。结果表明,不同水层下的CH4和N2O排放具有明显的时空变化特征。CH4排放高峰期在7、8月,N2O主要排放期在6、7月。40 cm水层下的CH4排放强度最高,平均为34.54mg.m-2.h-1;20、60 cm水层下的CH4排放强度居中,平均分别为17.18、13.02 mg.m-2.h-1;0 cm水层下的CH4排放强度最低,平均7.69 mg.m-2.h-1,N2O排放强度最高,为0.072 mg.m-2.h-1;20、40 cm水层下的N2O排放强度相似,平均分别为0.053、0.050 mg.m-2.h-1;60 cm水层下的排放强度最小,平均为0.026 mg.m-2.h-1。相关分析表明,CH4的排放通量与40 cm水深及5 cm地温呈显著或极显著正相关,与其它各土壤温度之间的相关性因水层不同有所差异;N2O排放通量与地表0、40 cm水深呈显著负相关,20 cm水层下的N2O排放通量与5 cm地温呈显著正相关。CH4、N2O的排放通量与大气温度及地表温度均不相关。     

兴安落叶松林土壤真菌的群落结构及物种多样性

利用选择性培养基,研究了杜香-兴安落叶松林(LLV)、草类-兴安落叶松林(HLV)、柴桦-兴安落叶松林(BLV)、皆伐-兴安落叶松林(CL)、渐伐-兴安落叶松林(SL)、火烧地(LFB)6个样地土壤真菌的数量、群落组成及多样性。结果表明,不同样地土壤真菌为CL(30.51×104cfu.g-1)>HLV(29.08×104cfu.g-1)>BLV(28.60×104cfu.g-1)>LLV(26.04×104cfu.g-1)>LFB(17.87×104cfu.g-1)>SL(13.39×104cfu.g-1),随着土层深度的增加,真菌数量呈递减趋势;从兴安落叶松林土壤中共分离到真菌19属,优势菌属为青霉属(Penicillium)、曲霉属(Aspergil-lus)、头孢属(Cephalosporium)、毛霉属(Mucor);兴安落叶松林土壤真菌的多样性指数(H)与优势度指数(D)随样地不同而发生变化,以皆伐-兴安落叶松林最大,渐伐-兴安落叶松林最小。     

不同作物农田的土壤呼吸与高光谱的关系

为研究种植不同作物的农田土壤呼吸与高光谱植被指数的关系,选取3种典型夏熟作物冬小麦、油菜籽、蚕豆,于2018年10月至2019年5月进行田间随机区组试验,观测土壤呼吸、土壤温度、土壤湿度的季节动态,并观测NDVI(归一化植被指数)、DVI(差值植被指数)、RVI(比值植被指数)、EVI(增强植被指数)、PRI(光化学植被指数)5种高光谱植被指数和叶绿素SPAD值。结果表明:冬小麦、油菜籽、蚕豆田土壤呼吸季节平均值分别为1.78±0.15、1.35±0.27、1.61±0.22μmol·m^-2·s-1,冬小麦田土壤呼吸显著高于油菜籽田(P<0.05),冬小麦与蚕豆田以及油菜籽与蚕豆田土壤呼吸无显著差异(P>0.05)。冬小麦田土壤呼吸残差(基于温度指数方程的模拟值与实测值的差值)与NDVI、RVI、EVI、PRI、SPAD值均存在显著(P<0.05)或极显著(P<0.01)的相关关系,蚕豆田土壤呼吸残差与NDVI、DVI、RVI、EVI、PRI均存在极显著(P<0.01)相关关系,而油菜籽田土壤呼吸残差与上述植被指数均不存在显著的相关关系,这可能与油菜籽3-4月份花期叶片退化有关。在冬小麦和蚕豆田,可分别建立基于土壤温度、NDVI、RVI、PRI、SPAD值以及土壤温度、RVI的土壤呼吸模型,而油菜籽田土壤呼吸的季节变化仅与土壤温湿度和SPAD值有关。     

大兴安岭北部不同类型兴安落叶松林土壤呼吸及其组分特征

目的研究大兴安岭地区兴安落叶松林土壤呼吸及其组分的特征以及与土壤温度、湿度两个影响因子之间的关系,为进一步阐明我国寒温带地区碳释放及其对地区气候的影响提供科学依据。方法使用LI-6400对大兴安岭北部5种主要类型兴安落叶松林(落叶松纯林、兴安杜鹃-落叶松林、杜香-落叶松林、白桦-落叶松林和樟子松-落叶松林)的土壤呼吸、呼吸组分及其影响因子进行测定分析。结果5种类型兴安落叶松林土壤总呼吸(R_S)、异养呼吸(R_h)和根呼吸(R_r)都具有明显的单峰曲线季节动态,且峰值均出现在8月;平均R_S波动在4.71~7.41 μmol/(m2·s)之间,大小依次为樟子松-落叶松林>杜香-落叶松林>白桦-落叶松林>落叶松纯林>兴安杜鹃-落叶松林,且不同类型兴安落叶松林土壤呼吸存在显著差异(P＜0.05);不同类型兴安落叶松林R_h和R_r也存在显著差异(P＜0.05),平均R_h表现为樟子松-落叶松林(5.56 μmol/(m2·s))>落叶松纯林(4.64 μmol/(m2·s))>白桦-落叶松林(4.55 μmol/(m2·s))>杜香-落叶松林(4.27 μmol/(m2·s))>兴安杜鹃-落叶松林(3.80 μmol/(m2·s));平均R_r表现为杜香-落叶松林(3.15 μmol/(m2·s))>樟子松-落叶松林(2.98 μmol/(m2·s))>白桦-落叶松林(2.76 μmol/(m2·s))>兴安杜鹃-落叶松林(2.30 μmol/(m2·s))>落叶松纯林(1.97 μmol/(m2·s))。异氧呼吸对土壤呼吸的贡献最大,占61.84%~71.76%,在异养呼吸中,以矿质土壤呼吸(R_m)为主,占土壤总呼吸的46.28%~58.18%,凋落物呼吸(R_l)的贡献只有8.34%~15.57%;R_r的土壤呼吸的贡献率为28.24%~38.16%。R_S与土壤10 cm温度(T₁₀)呈显著正相关指数关系,T₁₀可以解释土壤季节性变化的43.6%~57.0%;但R_S与土壤10 cm湿度(W₁₀)的相关性因林型而异。结论不同类型兴安落叶松林土壤呼吸及其组分之间差异显著;温度是土壤呼吸的主要影响因子,而湿度对土壤呼吸的影响较小。      

马占相思人工林土壤温室气体排放日变化规律研究

【目的】探索马占相思Acacia mangium人工林土壤温室气体排放日变化规律,确定最佳观测时间。【方法】采用静态箱-气相色谱法,对华南地区马占相思人工纯林土壤3种温室气体CO_2、CH_4、N_2O通量进行连续观测。【结果】马占相思人工林土壤3种温室气体具有明显的日变化特征,马占相思人工林土壤为CO2和N2O的排放源及CH_4的吸收汇,其通量日变化幅度分别为:401.33~555.59 mg·m~(-2)·h~(-1)、24.50~34.72μg·m~(-2)·h~(-1)和-10.96~-41.88μg·m~(-2)·h~(-1)。地表CO_2、CH_4通量和5 cm深土壤温度呈极显著(P0.01)或显著(P0.05)相关,地表N_2O通量同温度的相关性不显著。【结论】通过对矫正系数分析,综合考虑3种温室气体以及取样的可操作性,华南地区马占相思人工林雨季的最佳观测时间为09:00时左右。     

水稻品种对三江平原稻田温室气体排放的影响

利用静态箱一气相色谱法研究了三江平原3个主栽水稻品种(空育131、龙粳18、垦鉴稻6)对生长季节稻田CO2、CH4和N2O排放规律、源/汇及其与环境因子关系的影响.结果表明:3个水稻品种的CO2、CH4和N2O平均通量范围分别为405.5 ～ 647.2、9.6 ～20.5 mg·m-2·h-1、4.1 ～6.3 μg...     

模拟增温对华北农田土壤碳排放的影响

为研究增温效应下农田温室气体排放的变化和机制,选择华北平原的山东禹城农田生态系统国家野外科学观测研究站当地典型的冬小麦-夏玉米农田为研究对象,设计翻耕增温(CTW)处理和翻耕不增温(CTN)对照开展多年增温试验。2014年10月出苗期至2015年12月冬小麦越冬期持续增温,2016年初至2016年9月增温设备因故障关闭。结果显示,2014—2015年,冬小麦期土壤温度显著增加1.31℃(P<0.05),夏玉米期土壤温度升高0.71℃(P>0.05),而全年土壤体积含水量均值对增温无显著响应,仅越冬期土壤含水量增加明显。两年期内,增温抑制冬小麦季CO2累积排放达20.35%,以3月和5月差异表现最为明显。2014—2016年冬小麦季,CTW、CTN处理的年均CH4累积吸收量分别为1641.2、2185.7 g·hm^-2,增温抑制冬小麦季CH4吸收,但对夏玉米季CH4通量无显著作用。冬小麦季增温降低CTW处理土壤微生物生物量碳值达26.55%,而微生物生物量氮仅个别施肥和灌溉月份对增温响应显著。两年期冬小麦和夏玉米季CTW、CTN地上生物量均值分别为12.19、16.33 mg·hm^-2和16.41、21.18 mg·hm^-2,表明增温降低了地上作物生物量。研究表明,长期增温显著抑制小麦季土壤CO2释放和CH4吸收,但玉米期碳排放和吸收的响应相对较弱。增温条件下,土壤水热条件和生物量依然是限制土壤碳通量的重要因素。     

黄土丘陵区土壤磷有效性与植物适应性研究

【目的】研究黄土丘陵区不同植被类型下土壤磷素有效性、植物叶片磷含量及土壤植物磷素营养关系,以期揭示植被恢复对土壤磷素的影响,明确植物群落对土壤磷素环境的适应性。【方法】以农地为对照,采集了黄土丘陵区125块样地中不同植物（包括草本植物茵陈蒿、长芒草、铁杆蒿及人工林柠条、沙棘、刺槐）的叶片及其生长的土地表层(0～20 cm)的土壤样品,测定了土壤全磷、有效磷、pH和叶片磷含量,分析了土壤与植物磷素营养特征以及土壤有效磷与叶片磷含量、土壤pH之间的相关性。【结果】研究区土壤有效磷含量极低(1.54 mg/kg),全磷含量较高。不同植被类型下土壤全磷含量差异不显著,但土壤有效磷含量差异显著,土壤有效磷含量由大到小依次为农地>茵陈蒿>沙棘、刺槐、柠条>长芒草、铁杆蒿,土壤pH在不同植被类型样地间差异不明显;不同植被类型叶片磷平均含量为1.43 mg/g,其中茵陈蒿和沙棘叶片磷含量较高,与其他植物差异显著 (P<0.05);不同植被类型(除沙棘外)样地土壤有效磷与叶片磷含量间相关性不显著。【结论】黄土丘陵区土壤有效磷含量和植物叶片磷含量均低于全球平均水平,且叶片磷含量与土壤有效磷含量之间无显著相关性;随着植被的恢复,土壤有效磷占全磷含量的比例升高,土壤磷素营养状况逐步得到改善,且人工林植被对土壤有效磷的改善作用优于退耕自然恢复草本植被;不同种类植物叶片磷含量不会随着土壤有效磷含量的变化发生较大的变动,人工林植被对土壤有效磷的需求高于退耕自然恢复的草本植被,在黄土丘陵区人工加速植被恢复过程中,可对人工林地适当增施磷肥。