极端降雨事件下生物结皮-土壤呼吸对温度的响应

以腾格里沙漠东南缘天然植被区藓类结皮和藻-地衣结皮-土壤为研究对象,利用开顶式生长室,采用Li-8150系统连续测定一次极端降雨事件下生物结皮-土壤呼吸的变化,分析温度对生物结皮-土壤呼吸的影响.结果表明:两种类型生物结皮-土壤呼吸的日变化均呈现为单峰曲线,生物结皮-土壤呼吸速率的最大值出现在12:00-14:00,最小值出现在00:00-2:00.增温对两种类型生物结皮-土壤呼吸具有抑制作用.极端降雨事件下,采用日平均值拟合土壤温度与生物结皮-土壤呼吸间的关系不能正确反映二者间的关系,采用小时平均值拟合土壤温度与生物结皮-土壤呼吸间的关系更为恰当,二者呈显著的线性正相关关系.     

热带雨林土壤呼吸测定代表性时段研究

选取适当时段测定土壤呼吸以代表日平均值,可使短期土壤呼吸观测数据有效应用于土壤呼吸年总量的估算。笔者在西双版纳热带季节雨林使用土壤呼吸自动观测系统在不同月份(1月、4月、7月和10月)进行土壤呼吸连续日变化观测,评估了土壤呼吸代表性时段的有效性。结果表明:在4月、7月和10月使用9:00—11:00作为土壤呼吸代表性时段,与24 h日平均土壤呼吸值相对差异可控制在10 ％以内;不同月份9:00—11:00土壤呼吸平均值均与24 h日平均值存在偏差,10月相对差异最小,7月最大;选择9:00—11:00时段在多日尺度上可以代表日平均土壤呼吸值,所测算出的Q10值相对接近。     

施加生物竹炭对有机种植卷心菜土壤呼吸的影响

为明确生物竹炭输入对有机种植卷心菜土壤碳排放的影响,为生物竹炭在蔬菜生产中的有效利用提供依据,采用田间试验研究生物竹炭施用对有机种植卷心菜土壤呼吸的影响.试验设置CK,C1和C2处理,其生物竹炭施用量分别为0kg·hm~(-2);1500kg·hm~(-2);4500 kg·hm~(-2),采用LICor8100开路式土壤碳通量测定系统对不同生物竹炭施用水平处理与卷心菜生长不同时期的土壤呼吸速率进行观测.结果表明,有机种植卷心菜土壤呼吸速率在莲座期与结球期变化规律呈现单峰曲线特征,最高值出现在午后14:00-16:00,最低值出现在5:00-7:00,土壤呼吸速率与土壤5-10cm温度呈极显著的指数相关关系,土壤5-10cm温度能够解释各处理土壤呼吸日动态变化的71.63%-88.52%.施加生物竹炭降低了土壤呼吸速率,莲座期C1处理下的日平均土壤呼吸均值比对照组减少了31.29%,差异性显著(p0.05).结球期C1处理下的日平均土壤呼吸值比对照组减少了34.20%且差异性显著(p0.05).但生物竹炭在加大施加量以后土壤呼吸速率不再下降反而上升,莲座期C2处理下的呼吸速率均值相比对照差异性不显著,但相比C1处理水平下的日均呼吸值提高了46.44%,差异达显著水平(p0.05).     

杉木林与楠木林土壤呼吸昼夜变化及与土温变化的关系

采用Li-8100于2006年7月、2007年2和4月分别测定21 a生杉木林和35 a生楠木林土壤呼吸的昼夜变化,结果表明,两个林分的土壤呼吸速率昼夜变化表现为单峰型,日最高值基本都出现在中午13:00左右,最低值大部分时间出现在5:00左右,均值则出现在9:00～11:00.指数回归分析表明,除楠木林2月外,两个林分其他各月土壤呼吸速率与土壤温度呈显著的正相关(P＜0.05),5 cm土温解释了杉木林土壤呼吸速率变化的51%～70%,而5 cm土温仅解释了楠木林土壤呼吸速率变化的32%～53%.杉木林土壤呼吸的Q10值大小顺序为Q10(4月)＞Q10(2月)＞Q10(7月),楠木林土壤呼吸的Q10值大小顺序为Q10(4月)＞Q10(2月)＞Q10(7月).     

米槠天然更新次生林皆伐火烧后初期土壤呼吸日变化

采用IRGA法(所用仪器为LI-8100)对福建三明米槠天然更新次生林皆伐火烧后初期土壤呼吸日动态进行研究.结果表明:皆伐火烧后土壤呼吸速率日变化趋势呈单峰型,呼吸速率在11:00～13:00之间达到最大值,而在3:00～7:00达到最小值.火烧地土壤日平均呼吸速率(5.59μmol.m-2.s-1)显著高于对照地(2.27μmol.m-2.s-1)和皆伐后保留采伐剩余物地(2.30μmol.m-2.s-1).皆伐和火烧后土壤呼吸速率日变化幅度增大,尤以火烧地的最为明显(达134.6%),分别比皆伐样地(88.0%)及对照地(53.3%)高54.6%和81.3%.不同处理方式土壤呼吸与温度(5 cm土壤温度、气温)、土壤含水量的关系采用双因素模型(R=aebTWc)拟合结果优于仅考虑温度或土壤含水量的单因素模型.火烧地Q10值明显高于对照地和皆伐地.     

木麻黄人工林生态系统土壤呼吸的日变化

在福建惠安选择不同发育阶段(幼林、中林和成熟林)的木麻黄防护林作为研究对象,用LICOR-8100Automated Soll CO2 Flux System法进行了土壤呼吸、温度、气温和水分的日动态测量.测定结果表明:不同林龄木麻黄纯林气温、地表温度、5cm土壤温度、土壤表层含水量等气象因子和土壤呼吸的日动态都呈单峰曲线,但峰值出现的时间不同;土壤温度和水分是影响土壤呼吸的关键因子,因此夏季呼吸速率大于冬季.     

秋茄红树林湿地土壤呼吸昼夜变化及其温度敏感性

采用LI-8100全自动土壤CO2通量测定系统于2010年7月和10月及2011年1月和4月分别对九龙江口秋茄(Kandelia candel)红树林湿地土壤呼吸的昼夜变化进行测定.结果表明,10月和4月的土壤呼吸速率昼夜变化表现为单峰型,日最高值出现在14:00,最低值出现在00:00;而7月和1月的昼夜变化则显示出不同的趋势,最大值分别出现在10:00和08:00而最低值分别出现在22:00和04:00,样地土壤呼吸速率的日均值出现在06:00——10:00.指数回归分析显示,秋茄红树林湿地土壤呼吸速率变化与土壤温度呈极显著的正相关(p＜0.01),5 cm层土壤的温度变化可以解释秋茄红树林湿地土壤呼吸速率变化的74.4％.     

长株潭地区不同土地利用类型 土壤呼吸动态变化研究

以长株潭亚热带红壤地区为研究区，采用碱液（NaOH）吸收法对植物非生长季节（2011年12月-2012年5月）水田、旱地、马尾松林地和草地4种土地利用类型的土壤呼吸速率进行了测定，并结合水热等因子，对不同土地利用类型土壤呼吸速率的时间差异进行了因果分析.研究结果表明：4种土地利用类型土壤呼吸速率日变化呈单峰曲线，与气温变化趋势一致，水田和旱地土壤呼吸速率在中午最高，马尾松林地和草地土壤呼吸速率在晚上最高；在季节变化中，12月至5月份土壤呼吸速率总体呈上升趋势，但马尾松林地土壤呼吸速率1月份低于12月份、4月份低于3月份，草地则2月份低于1月份、4月份低于3月份；4种土地利用类型的平均土壤呼吸速率由大到小依次为：草地、马尾松林地、水田和旱地；土壤呼吸率主要与气温、土壤温度、湿度、植被生长特性、生物和人类活动等相关.     

新疆草地植被的地上生物量

2004年对新疆地区的草地地上生物量进行了大范围的调查,据此估算了新疆6种主要草地类型的地上生物量密度和总量,并探讨了草地地上生物量与环境因子的关系。结果表明,草原类型中,荒漠草原的地上生物量密度最小 (34.9 g C·m^-2),草甸草原最大 (87.3 g C·m^-2),而典型草原 (53.2 g C·m^-2)和高寒草原 (47.7 g C·m^-2)介于两者之间;草甸类型中,山地草甸 (117.4 g C·m^-2)的地上生物量密度显著高于高寒草甸 (58.1 g C·m^-2)。6种草地的地上生物量总量为14.65 Tg C,约占全国的10%。地上生物量主要集中于高寒草原和高寒草甸,两者占总量的41.7%;其次是典型草原、山地草甸和荒漠草原,分别占19.0%、18.3%和14.6%;草甸草原因分布面积小而使得其地上生物量最小,仅占总量的6.4%。草原和草甸地上生物量的控制因子存在差异：草原地上生物量主要受降水控制,而草甸地上生物量则与温度相关。除受气候影响外,草原地上生物量还与土壤含水率、土壤总氮含量正相关,而草甸地上生物量与土壤含水率、土壤总氮含量均不相关。     

葡萄农田土壤呼吸时空变异性及其与土壤温湿度的关系

2013年7-10月通过对敦煌市南湖乡境内的葡萄种植区有根、无根区域土壤呼吸进行系统观测,分析该地土壤呼吸的时空变化特征及其与温湿度之间的关系.结果表明:葡萄在生长季的各时期土壤呼吸速率的日变化基本为不对称的双峰型曲线,有根区土壤呼吸速率大于无根区的,且二者日变化差异明显,可估算出根呼吸占土壤总呼吸的比例.在日尺度上,0 cm土壤温度与土壤呼吸速率相关性较好,而5 cm土壤温度峰值与土壤呼吸速率峰值之间有位相差,在无根区二者滞后约3 h,有根区滞后时间较小.扩散系数和光合有效辐射显著影响土壤呼吸速率,是迟滞发生的主要原因.土壤温湿度对有根、无根区土壤呼吸的影响有差异.估算葡萄农田土壤呼吸需考虑其距离树干的空间差异性和迟滞现象的影响。     

川西北高寒草甸土壤呼吸速率日变化及温度影响因子比较

根据远红外气体分析原理,采用Li-6400-09土壤呼吸室和Li-6400光合速率测定仪对川西北高寒草甸土壤呼吸速率日变化进行测定,并同步记录大气温度、0、5、10、15和20 cm地温,探讨温度对土壤呼吸速率的影响.结果表明,在选取的浅丘山地灌丛(US)、浅丘山地草甸(UM)、丘前阶地草甸(TM)3块样地中,土壤呼吸速率日变化均呈单峰型,日均呼吸速率是UM((5.34±0.339)μmol.m-2.s-1)>US((5.14±0.225)μmol.m-2.s-1)>TM((4.49±0.282)μmol.m-2.s-1),差异极显著(P<0.01).大气温度、0和5 cm地温与3块样地土壤呼吸速率相关性最强,以5 cm地温最突出;10 cm地温与呼吸速率相关性较好;15和20 cm地温与呼吸速率相关性很小.基于Q10值,土壤呼吸速率对5 cm地温的变化最敏感,各样地对温度的响应是UM>US>TM.     

Evaluating the influences of measurement time and frequency on soil respiration in a semiarid temperate grassland

Soil respiration(Soil R)is one of the largest CO2fluxes from terrestrial ecosystems to the atmosphere.The largely seasonal and daily patterns of Soil R in semiarid grassland ecosystems indicate that measurement time and frequency would have significant influences on the assessment of seasonal soil carbon release.Based on a three-year continuous measurement of Soil R in a semiarid grassland,we found that the Soil R value measured at around 10:00 o’clock local time was the closest to its daily mean,while the value at 14:00 o’clock was found to be the highest daily rate.A measurement frequency higher than every 10 days was necessary for estimating the seasonal Soil R and its temperature sensitivity(Q10)reasonably.Our study would be useful as guidelines for manual Soil R measurements and model data selection in semiarid temperate grasslands.     

岩溶系统不同植被下土壤碳排放的温度效应

全球变化研究中土壤的呼吸排放等成为科学家们关注的热点问题,影响土壤碳排放的一个最主要的因子是温度。本文研究了岩溶系统中两种典型植被条件下温度的日变化动态及其系统碳排放过程,并对碳排放的温度效应进行了研究,结果表明土壤温度与岩溶系统碳排放有显著相关,尤以草地生态系统为甚。森林生态系统中,与土壤呼吸排放有显著相关的温度因素为土表温度,且为负相关,表明土壤呼吸排放对该温度的滞后响应。林地、草地生态系统中5cm～15cm土壤温度与土壤呼吸碳排放显示出正效应,表明土壤温度促进土壤呼吸的碳排放。同时,草地生态系统中表层泉水碳排释与土下5cm土温也有极显著相关。即岩溶生态系统碳排放具有极显著的温度效应。     

青海省草地生态系统碳储量及其分布特征

以第2次土壤普查形成的土壤图和草地资源清查图为本底,通过文献搜集及实测数据的结合,对青海省草地的碳储量进行了估算．结果表明:1）青海省草地生态系统碳储量约为6.12 Pg,平均碳面密度为18.08 kg·m?2,其中:地上植被碳储量（包括凋落物）为0.0097 Pg,平均碳面密度为0.03 kg·m?2;地下植被碳储量为0.0967 Pg,平均碳面密度为0.29 kg·m?2;土壤有机碳储量为6.01 Pg,平均碳面密度为17.76 kg·m?2;土壤储存的有机碳是植被的54倍多．2）从9大草地类来看,总碳储量从大到小依次为高寒草甸类（3.64 Pg）、高寒草原类（0.94 Pg）、低地草甸类（0.61 Pg）、温性草原类（0.35 Pg）、温性荒漠类（0.33 Pg）、温性荒漠草原类（0.08 Pg）、山地草甸类（0.08 Pg）、高寒草甸草原类（0.05 Pg）、高寒荒漠类（0.04 Pg）;从5大功能区来看,总碳储量从大到小依次为三江源地区（3.95 Pg）、柴达木盆地（1.31 Pg）、祁连山地区（0.45 Pg）、青海湖流域（0.31 Pg）、河湟谷地（0.10 Pg）．3）从9大草地类总碳面密度来看,低地草甸类的总碳面密度最高（57.37 kg·m?2）,温性草原类的最低（14.04 kg·m?2）;从5大功能区总碳面密度来看,柴达木盆地的最高（24.41 kg·m?2）,河湟谷地的最低（14.05 kg·m?2）．      

Variation characteristics of soil respiration fluxes in four types of grassland communities under different precipitation intensity

In the global carbon cycle studies, terrestrial ecosys- tem has become one of the greatest uncertain ecosystems in the current carbon cycle studies owing to the complex- ity of its underlying surface and intense disturbance of anthropogenic activities[1], hence depth studies of it serveas a key in seeking for the “missing carbon sinks” of at-mosphere. In the terrestrial ecosystem, soil organic carbonreservoir is an important component of carbon reservoir inthe system, its carbon …     

Experimental study on soil respiration of temperate grassland in China

Understanding of CO2 source and sink characteristics of terrestrial ecosystem is one of the most critical prob-lems at present, but till now, most studies concerning the natural terrestrial ecosystem carbon cycle are concentrated on the forest ecosystem. Not enough attention is paid to the natural grassland, especially to the temperate natural grassland, whose area is almost equal to that of tropical forest in the world. Little is known about the role of the grassland, which takes about 25% of…     

北方农牧交错带不同土地利用方式土壤呼吸速率探究

农牧交错带地区土地利用方式多变,人为的改变土地利用方式会影响土壤释放CO2的速率.分别对新开垦农田、多年耕种农田、退耕还草草地、多年生草地4种利用类型的土壤温度、土壤有机碳含量、土壤呼吸速率进行监测和研究,结果表明：4种土地利用类型土壤呼吸速率的日变化图像呈单峰性曲线,其中草地平均呼吸速率最大,为0.85g·m-2·d-1.4种土地利用类型土壤温度与土壤呼吸速率呈正相关关系,其中新开垦农田变化明显,K值最高,达到0.045.从整个生长季来看,4种土地利用类型平均呼吸速率表现为新开农田＞草地＞还草草地＞农田,分别为0.97g·m-2·d-1、0.85g·m-2·d-1、0.77g·m-2·d-1和0.56g·m-2·d-1.0-10cm和10-20cm土层土壤有机碳含量大小关系与土壤呼吸速率基本吻合.试验表明不论对草地进行开垦还是对农田进行退耕还草都会增加土壤CO2的释放.     

农田土壤温室气体释放通量的研究

采用碱石灰吸收法和Hohenheim Chamber法测定了德国南部农田CO2释放规律,并对两种方法进行了比较。供试作物为冬小麦。在实验期间内,各处理的CO2净释放量均为正值,表明在春季土壤－作物系统是碳的源。一天内作物－土壤系统在大部分内表现为CO2净释放,只在中午11：00至13：00且光照充分时才出现净同化。不同轮作方式下农田CO2累计释放量存在差异。不同处理CO2累计释放产为净释放,但处理间存在显著差别。CO2净释放量与气温、土壤温度极显著相关,与PAR相关性不明显。研究结果还表明,碱石灰吸收法吸收时间和吸收剂的数量对试验结果有影响,而吸收时间的影响更为明显。