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.     

紫色土丘陵区典型林地土壤温室气体释放研究

采用动态-密闭气室法(LI-6400-09)对紫色土丘陵区三种典型林地土壤温室气体释放进行连续测定.结果表明,温度是影响土壤呼吸的关键因子,各林地土壤呼吸速率与土壤温度呈正相关,都随温度呈指数增长.在温度较低的冬春季,土壤湿度对土壤呼吸的影响不明显,温度较高的夏季土壤湿度与林地(桤树,柏树)土壤呼吸速率呈显著性抛物线相关(p＜0.05);三种林地中,针叶林柏树林地土壤呼吸与土壤湿度相关性最好,当土壤含水量＜25%时,随着湿度的增加,土壤呼吸速率逐渐增大,之后随着湿度的增大,土壤呼吸速率逐渐减小.各季节的日变化规律表现不一致,冬春两季各林地土壤呼吸都和土壤温度的日变化趋势保持一致,表现为先升后减的趋势;夏秋两季,因为较高的土壤温度和表层土壤相对湿度的剧烈波动,各林地土壤呼吸日变化呈现不规则波动.     

西北干旱区玉米农田光合作用对地表能量平衡的影响

基于"黑河流域生态-水文过程综合遥感观测联合试验"的涡动相关通量观测数据与气象资料,拟合了张掖地区玉米农田的土壤呼吸速率,估算玉米的植物光合作用,分析光合作用对地表能量闭合率的影响.结果显示:张掖地区玉米农田土壤呼吸速率与4 cm深度的土壤温度和土壤水分相关性最大,选取该深度处土壤温度和水分拟合土壤呼吸速率.土壤温度和土壤水分的单因子拟合模型均不适用于6月下旬玉米农田土壤呼吸速率拟合,确定了以土壤温度和土壤水分为双因子的非线性双幂模型及其参数.考虑植物光合作用时,地表能量闭合率的提升幅度为2.0%～3.5%,平均约2.7%.植物光合作用与土壤呼吸作用均表现出明显的单峰日变化趋势,前者峰值比后者提前近2 h;与土壤呼吸作用相比,植物光合作用日变化剧烈,变化幅度也较强.准确拟合土壤呼吸速率对植物光合作用估算有很大影响,对于地表能量闭合率研究,植物光合作用的贡献不容忽略.     

坝上高原不同土地利用类型耕层土壤含水量对比——以康保县为例

分别在坝上高原康保县3个综合农业区相互毗邻的耕地、草地、灌木林地和乔木林地4种不同土地利用类型地块进行土壤采样,测定距地表约20 cm、30 cm耕层土壤水分百分比,结合野外考察、农户走访,对比分析了不同土地利用类型地块耕层涵养土壤水的能力.结果表明:耕地和草地土壤含水量普遍高于乔木林地,灌木林地居中;留茬耕地高于春翻耕地;留茬耕地和草地约20 cm深土层土壤含水量普遍低于30 cm深处,乔木林地与之相反,灌木林地无明显规律.建议在生态恢复重建中重点还草还灌植被,注重草灌乔混交模式;耕地采用保护性留茬,晚翻耕或免耕.     

短花针茅荒漠草原土壤呼吸对载畜率的响应(英文)

土壤碳通量是陆地生态系统中碳循环的重要组成部分.为了揭示放牧对荒漠草原土壤呼吸速率的影响,我们采取完全随机区组设计比较研究了不同载畜率下草地土壤的呼吸速率.试验包括4个处理,3次重复.4个处理分别是对照(CK)、轻度放牧(LG)、中度放牧(MG)和重度放牧(HG),相应的载畜率分别为0,0.91,1.82 和2.71只羊*hm-2*半年-1.在2004年和2006年8月,采用LI-6400-09土壤呼吸室与LI-6400连接对每个样地的土壤呼吸速率进行了测定,在测定过程中,同时获取了土壤温度及土壤呼吸室中的相对湿度等相关指标.通过对测定数据的分析表明,内蒙古荒漠草原土壤呼吸速率介于0.80 μmol·m-2·s-1与5.00 μmol·m-2·s-1之间.随着载畜率的增加,土壤呼吸速率明显增加(P<0.05).另外,土壤呼吸速率也随着土壤呼吸室中相对湿度的增加而增大,但是二者的相关关系不太明显(P>0.05).经过2年放牧后,重度放牧条件下的土壤呼吸速率明显低于对照区和轻度放牧区,不同载畜率下土壤呼吸速率随时间的变化并没有明显的差异.高载畜率下土壤呼吸速率明显降低可能与该条件下土壤水分和草地生物量的明显降低有关,土壤水分对土壤和大气之间CO2的交换起着非常重要的作用.     

祁连山森林生态结构与土壤性质相关性研究

对祁连山各森林生态结构设置样地,对其进行植被因子调查。利用相应土壤水分动态长期定位研究数据,结果表明:山地灰褐土有机质含量最高为11.88%、土壤颗粒<0.01mm的仅占29.93%,而山地栗钙土有机质含量仅为1.65%、土壤颗粒<0.01mm的占56.23%;不同森林生态结构土壤含水率具有不同的变化特征,而且不同森林生态结构土壤含水量也具有很大差异,云杉林土壤水分年均36.58%、牧坡草地为18.96%,不同类型的林地土壤多年平均含水量明显高于牧坡草地;不同的森林生态结构与特定形成的土壤类型及土壤水分处于一种共生、互利的相关关系。     

赣南红壤地区马尾松林和草地土壤呼吸变化研究

采用碱液(NaOH)吸收法对赣南红壤地区马尾松和草地两种植被类型的土壤呼吸速 率的变化及其影响因子进行了测定.结果表明:不同植被类型的土壤呼吸速率有显著差异(P＜0.05),马尾松和草地土壤呼吸的变化与温度的变化趋势具有一定的相关性,观测期间,土壤呼吸速率5月最高,1月最低,且土壤呼吸总体速率草地大于马尾松林地,但1月...     

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.     

不同植被类型下的土壤水分特征研究——以陕西省神木县中鸡镇为例

研究陕西省神木县中鸡镇不同植被类型下土壤含水量的变化特征,主要对不同植被类型下0~70 cm剖面土壤水分总体分布特征进行分析.研究区土壤水分平均值范围3.42%~5.66%,从垂直分布分析,不同地类下土壤水分含量沿垂直剖面的变化具有波动性.小叶杨林地剖面土壤水分的变化呈波浪形趋势,沙柳灌丛剖面土壤水分的变化总体呈降低型趋势,沙葱草地剖面土壤水分的变化总体上呈增长型趋势,裸露沙地剖面土壤水分的变化总体呈稳定型趋势.对研究区土壤水分进行半方差函数分析,块基值显示小叶杨林地、沙葱草地、沙柳灌丛、裸露沙地的土壤水分属于强烈的空间自相关.     

放牧对典型草原区湿地植物群落土壤呼吸的影响

湿地的研究已成为生态学的重点,而湿地CO2通量研究则是该领域研究热点问题之一.采用L1-8100土壤碳通量测量系统,测定了锡林河流域不同利用方式(围封保育与自由放牧)下的湿地土壤呼吸速率并分析了土壤温度、土壤湿地和地下根生物量等对其影响.结果表明,(1)湿地植物群落土壤呼吸日变化均呈现不对称单峰型曲线,其主要受土壤温度的影响.围封保育湿地植物群落土壤呼吸速率和日变化幅度均低于自由放牧样地,但其Q10值高于自由放牧样地,均值分别为2.848和2.250.(2)在0-50cm各层土壤温度中,围封样地湿地植物群落土壤呼吸速率与地下10cm的土壤温度拟合最好,而自由放牧样地则与地下15cm的温度拟合最好.在围封湿地植物群落中土壤温度可以解释呼吸变化速率的57.2%-86.3%,而在自由放牧湿地植物群落中土壤温度则可以解释呼吸变化速率的57.7%-88.9%.(3)在湿地植物群落中,土壤温度是水分含量最高的湿地植物群落土壤呼吸的敏感因子,最高温时其呼吸速率达到峰值;而土壤水分是水分含量最低的湿地植物群落土壤呼吸的敏感因子,其土壤呼吸速率峰值出现在生长季水分含量最高月份.     

干热河谷地区不同土地利用方式土壤微生物量及其活性分异特征

以四川宁南县金沙江下游的河谷地带为研究区域,选择相同海拔下的合欢林地、玉米地、桑地、甘蔗地、水桐树林、天然草地以及花椒地等7种土地利用方式为研究对象,通过室内测试分析,并运用统计和相关分析等方法,研究干湿交替下的土壤微生物量及其活性变异特征.结果表明,天然水桐树林破坏改为其它土地利用方式后,土壤微生物量和呼吸强度变化显著,其中微生物量总体呈下降趋势,天然草地和合欢林地降幅较小,玉米地、桑地、甘蔗地和花椒地降幅较大;土壤基础呼吸强度除天然草地外均显著降低,降幅从小到大依次为合欢林地、玉米地、桑地、甘蔗地和花椒地;诱导呼吸强度变化规律与基础呼吸总体相似,但合欢林地要高于天然草地;湿季下的微生物量和呼吸强度要高于干季.代谢熵(qCO2)变化规律不同,天然草地显著升高,合欢林地、玉米地、桑地和天然水桐树林无显著差异,甘蔗地、花椒地则显著低于水桐树林,不同土地利用方式下的qCO2对干湿季的响应不同.不同土地利用方式由于特殊的耕作环境、物种构成等因素导致了土壤微生物量的差异性,为了实现干热河谷地带土壤生态系统的健康发展,从土壤生物学角度出发,应尽可能减少人为活动对土地的干扰程度以提高土壤质量.     

陇东黄土残塬沟壑区不同地貌部位林地与草地土壤水分研究

以陇东黄土残塬沟壑区不同地貌部位(塬面、梁坡、沟台)的人工刺槐林地和林间撂荒草地为研究对象,在同一坡向的7个样地上2018年4-10月对0～120 cm土层土壤水分进行监测,分析不同地貌部位林地和草地土壤水分的剖面分布特征与季节性变化规律,结果表明不同地貌部位林地和草地土壤w(水)差异很大,塬面:林地>草地;梁坡:表层(0～40 cm)土壤w(水)林地>草地,深层草地>林地,但二者很接近;沟台:浅表层(0～20 cm)林地>草地, 20 cm以下土壤w(水)草地>林地;林地和草地土壤w(水)随时间呈现有规律的变化, 4-6月缓降, 6-7月急升, 7-8月速降, 8-10月缓升, 6-8月变化幅度最大,其中梁坡林地土壤w(水)比其余两种地形更早的在5月开始回升,表明塬面树木较草本具有更强的涵养水源的作用,更适宜种植刺槐,梁坡更适宜种植林木,沟台则种草优于种树.     

内蒙古皇甫川不同土地利用方式下土壤微生物数量的变化特征

土壤微生物参数可作为土壤质量变化的指标,在内蒙古皇甫川流域,对不同土地利用方式下土壤微生物数量的变化特征进行了研究.结果表明:天然恢复草地和人工油松林地土壤中好气性细菌、芽孢型细菌和霉菌的数量均高于耕地;土壤微生物数量与土壤微生物量碳呈正相关关系,草地和林地的土壤质量优于耕地;退耕还林还草是遏制草地退化和水土流失,提高土壤质量和保护生态环境的重要措施.     

青藏高原人工草地土壤微物量碳及酶活性动态变化特征

在青海省三江源地区不同高寒人工草地选取人工建植垂穗披碱草、星星草、冷地早熟禾草地为研究对象,探讨不同建植年限(2 a、4 a)人工草地土壤微生物量碳及土壤脲酶、碱性磷酸酶、硝酸还原酶在生长季内(6-9月)的动态变化特征,了解土壤微生物量碳和土壤酶活性之间的相互关系,为人工草地生态系统的管理提供参考依据.结果表明:不同建植年限3种人工草地土壤微生物量碳均呈显著季节变化;同一土壤深度,垂穗披碱草、星星草和冷地早熟禾人工草地的土壤微生物量碳差异显著;同一人工草地、不同酶活性随生长季在一定范围内波动,具有显著的季节变化特征,不同人工草地同一土壤酶活性的季节变化不同;高寒人工草地土壤微生物量碳及其酶活性不仅受土壤温度、土壤水分和气温等的影响,还受牧草种类、建植年限、生长月份及其交互作用的影响;不同人工草地土壤微生物量碳与土壤酶活性呈显著相关关系,不同酶的活性之间也存在显著的相关关系.     

茂兰喀斯特森林主要演替群落土壤呼吸研究

以茂兰自然保护区喀斯特植被两种主要演替群落(喀斯特原生乔木林和次生林)为研究对象,采用LI-6400-09便携式土壤呼吸室对其土壤呼吸速率进行了连续定位观测.结果表明:(1)喀斯特乔木林和次生林的土壤呼吸速率、土壤温度和林内气温的日变化因演替群落和月份的不同而存在差异;(2)两种演替群落的土壤呼吸速率具有明显的季节变化特征,表现为夏季＞秋季＞春季＞冬季;喀斯特乔木林的月平均土壤呼吸速率在0.39 ～ 4.65 μmol/(m2·s)之间,变异幅度达11.92,次生林的月平均土壤呼吸速率在0.93 ～4.56 μmol/(m2 ·s)之间,变异幅度为4.90;(3)两种演替群落土壤呼吸速率的季节变化与林内气温和不同层次土壤温度均呈显著性正相关;(4)喀斯特乔木林土壤呼吸的Q10值在3.82 ～ 4.07之间,次生林的Q10值在2.52 ～2.61之间,喀斯特乔木林土壤呼吸对温度的敏感性指数要大于次生林,且土壤呼吸的Q10值随着土壤深度的增加而增加.     

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。     

北亚热带次生栎林和人工松林土壤呼吸日变化

利用LI-8100土壤碳通量观测仪,测定并分析了北亚热带天然次生栎林和火炬松人工林的土壤呼吸日变化特征。结果发现:松林和栎林土壤呼吸具有明显的日变化特征,基本上呈单峰型分布,呼吸速率最强一般出现在下午,最弱一般出现在凌晨;松林土壤呼吸速率明显比栎林的高,从3月到6月,松林和栎林土壤呼吸速率显著增加,6月达到最高,之后又出现下降;栎林、松林土壤呼吸速率对温度变化比较敏感,地面温度与土壤呼吸速率的关系要好于距地表5 cm处土壤温度与土壤呼吸速率的关系,根据地面温度与土壤呼吸速率的关系,得到栎林的Q10值为2.08,松林的为1.41。     

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。     

黄河源区不同植被类型覆盖下季节冻土冻融过程中的土壤温湿空间变化

在对不同植被覆盖度(95%,70%～80%,40%～50%和10%)下的土壤水分(θv)和土壤温度(Ts)进行日观测的基础上,研究了冻融过程中植被覆盖变化对土壤水分分布和温度的影响.土壤温度与水分关系的回归分析表明:土壤冻融过程明显受植被覆盖变化的影响,植被覆盖变化还导致土壤水分和温度的耦合变化.使用了一个土壤水分和温度的耦合模型来研究植被覆盖的影响,结果证明了这一方法的有效性.结果表明:土壤水分对土壤温度的变化范围和幅度都有影响,高盖度下的土壤比低盖度土壤持水性强.此外,在冻结过程中,由于水的热容量大于土壤的,高盖度土壤能够抑制土壤温度的降低幅度,高盖度土壤具有较好的绝热功能.对于黄河源区不同植被类型覆盖下季节冻土冻融过程中的土壤温湿空间变化研究有利于为高寒冻土地区冻土和生态环境的保护及合理利用提供科学依据.     

生态建设对坝上土壤风蚀治理的后效及其年际变化——以河北省张家口市康保牧场为例

以张家口市坝上高原康保牧场为研究区,采用标桩法及专家目测法,通过对比退耕还林草生态建设初期(2007—2009年,即工程实施5~6a后)与生态建设近10a后(2011—2013年)不同土地利用类型的土壤风蚀厚度,可知:坝上高原生态建设工程实施10余年后较生态建设初期土壤风蚀量明显减少,植被盖度、高度增大,且不同土地利用类型地块土壤风蚀量由大到小依次为退耕撂荒杂类草地退耕还灌草地未退化自然草地;在半干旱偏干地区,人工植被建设应以灌草结合的带状间作模式为主;天然草地应利用大自然的自我修复能力,因地制宜,实行封围禁牧、休牧、轮牧等方式.中度、重度沙化土地的生态恢复是一个漫长的过程,任重而道远.