温度与土壤含水量对阔叶红松林土壤呼吸影响

采用静态封闭箱式技术对长白山阔叶红松林土壤CO2的排放通量进行一年的观测，通过多元回归分析了土壤CO2排放速率与8环境因子间的关系。结果表明：土壤CO2排放通量与土壤5cm温度和0．20cm平均土壤含水量（体积比）呈显著止相关。上壤呼吸与温度和含水量分别表现出幂函数和指数关系。土壤温度和含水量显著影响土壤呼吸的变化。当土壤含水量（体积百分比）大于25％时，土壤呼吸Q10值从1．14（含水量〈25％）降低到1．09（含水量〉25％）。在土壤含水量固定不变时，土壤温度能反映土壤呼吸的86％的变化。当土壤温度固定不变时，土壤含水量能反映土壤呼吸的32％的变化。建立土壤呼吸温度幂函数和含水量指数关系的非线性双因子模型。温度和水分双因于土壤呼吸模型能反映森林土壤呼吸的91％的时空变化。土壤呼吸温度和水分双因子模型估算的年土壤CO2排放通量比土壤呼吸口Q10幂函数模型估算值高11％。     

西双版纳热带森林碳循环中土壤呼吸对次生演替的响应

【目的】探明热带森林次生演替过程中土壤呼吸速率的季节变化及其主要调控因素,分析土壤微生物生物量碳及理化性质对土壤呼吸速率时间动态的影响,为精确评估热带森林恢复对土壤碳库变化的影响提供参考。【方法】采用LI-6400-09便携式土壤呼吸测定仪对西双版纳热带森林演替前期的白背桐(Mallotus paniculatus)群落与演替后期的高檐蒲桃(Syzygium oblatum)群落土壤呼吸速率进行连续定位观测,结合相关分析和主成分分析,探讨热带森林演替过程中土壤微生物生物量碳、容重、pH及碳氮库各组分含量变化对土壤呼吸速率的影响。【结果】研究区白背桐与高檐蒲桃群落土壤呼吸具有明显的单峰型季节变化特征,最大值出现在湿季(6月),其中高檐蒲桃群落土壤呼吸速率[3.80~6.19 μmol/(m²·s)]显著高于白背桐群落[2.40~4.35 μmol/(m²·s)],但恢复前期土壤呼吸变幅(1.81倍)显著高于恢复后期(1.63倍);土壤呼吸速率随土壤温度和水分季节变化呈非线性显著或极显著增加的趋势(P<0.01或P<0.05),其中,高檐蒲桃群落温度、水分对土壤呼吸的解释率分别为49.00%~65.30%、2.96%~53.00%,显著高于白背桐群落的6.40%~49.10%、2.48%~43.70%;两群落土壤呼吸速率均与碳库(总碳、土壤微生物生物量碳)及氮库(硝态氮、全氮、铵态氮)含量显著或极显著正相关(P<0.01或0.05),并与pH呈极显著负相关 (P<0.01);土壤易氧化碳、硝态氮、含水量对土壤呼吸变化的贡献最大,而土壤温度、土壤微生物生物量碳、全氮、铵态氮及水解氮的影响次之。【结论】西双版纳热带森林次生演替显著促进了土壤呼吸,土壤呼吸时间动态主要受土壤微气候(如含水量)及土壤碳库(如易氧化碳)、氮库(如硝态氮)组分含量所调控。     

地被物对祁连山青海云杉林土壤呼吸的影响

土壤呼吸是陆地生态系统碳循环的重要组成部分,对环境变化响应的敏感性受地被物强烈影响,并显著影响生态系统的碳源/汇功能。应用Li-8100A土壤碳通量自动测量系统,对祁连山青海云杉林下土壤呼吸进行野外测定,研究环境因素和不同地被物(苔藓和凋落物)对土壤呼吸动态变化的影响。将去除苔藓和凋落物的样地与对照组进行对比,并收集0～<20 cm、20～<40 cm、40～60 cm土壤温度和土壤含水量、光合有效辐射、风速风向、相对湿度和大气温度等数据。在日尺度上,土壤温度和空气温度是影响该地区土壤呼吸日变化的主要驱动因子,但与土壤含水量的变化没有显著相关性。在季节尺度上,20～60 cm土壤温湿度的变化是土壤呼吸季节变化的主要影响因素。研究区日均CO₂排放量约为311.66～728.61 mg·m^-2·h^-1,去除苔藓生长季土壤碳排放减少约12%,而去除凋落物土壤碳排放减少约32%。移除苔藓或者凋落物可以显著增加土壤呼吸的温度敏感性(Q₁₀)。研究结果表明青海云杉林下的苔藓和凋落物对土壤呼吸有显著影...     

适度放牧对内蒙古典型草原碳循环的影响

土壤呼吸是草地生态系统碳循环当中最为重要的环节之一,放牧为草地利用最主要的方式,但是放牧利用影响土壤呼吸的方式仍不确定.本研究于2012年和2013年植物生长季,在内蒙古锡林浩特大针茅+羊草典型草原自然放牧区域进行土壤呼吸的监测,旨在探究群落土壤呼吸对放牧利用的响应.结果表明:1)放牧利用显著降低群落多年生草本地上生物量,中度利用显著高于重度利用群落(P0.05);2)重度利用群落土壤呼吸速率显著高于中度利用群落(P0.05),年际间相同利用类型的波动较大,而且存在显著差异性(P0.05);3)年内和年际间,土壤呼吸与土壤各温度指标表现为极显著正相关关系(P0.01),仅2012年与地下20cm含水率存在极显著正相关关系(P0.01);4)放牧利用对群落土壤呼吸的温度敏感性(Q_(10))影响不大,在年内尺度和年际间尺度上重度和中度利用群落的Q_(10)均没有显著差异性(P0.05),其值的变化范围为1.96~2.50.     

火烧对小叶锦鸡儿灌丛土壤呼吸速率的影响

根据远红外气体分析原理,采用LI-6400-09土壤呼吸室于2007年6～9月对土壤呼吸速率进行了测定,比较了未火烧小叶锦鸡儿灌丛与连续两年火烧后小叶锦鸡儿灌丛的土壤呼吸速率及其与各影响因子的关系.结果表明：（1）整个生长季（6～9月）,未火烧小叶锦鸡儿灌丛的土壤呼吸速率高于火烧小叶锦鸡儿灌丛的土壤呼吸速率.二者6月土壤呼吸速率最高,其他月份随时间的推移有所下降.（2）统计分析表明,未火烧小叶锦鸡儿灌丛的土壤呼吸速率与土壤含水量呈显著相关（r=0.522,p〈0.05）,与土壤温度呈负相关,相关性不显著.而火烧锦鸡儿灌丛土壤呼吸速率与土壤含水量极显著相关（r=0.805,p〈0.01）,与土壤温度的相关性不显著.土壤含水量是土壤呼吸的主要限制因子.     

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).     

农田土壤生态系统冬小麦夏玉米轮作CO2排放特征研究

采用静态箱法对旱地农田冬小麦-夏玉米轮作生态系统CO2排放进行了定位观测,并利用气象色谱进行分析而研究了北方地区典型旱地农田土壤CO2排放特征.结果表明,旱地农田土壤冬小麦-夏玉米轮作期间CO2的平均排放通量由大到小依次排列为:无机-有机肥配合施用的处理110.78 mg·m-2·h-1,单施无机肥处理79.58 mg·m-2·h-1,无追肥处理74.20 mg·m-2·h-1,休闲地54.91 mg·m-2·h-1.作物生长状况与土壤温度是影响土壤呼吸强度的主要因素,而试验数据分析结果表明土壤可溶性有机碳(DOC)与CO2排放通量无直接关系.其中,小麦拔节期、玉米的拔节期到喇叭口期的土壤CO2排放通量均较高.     

天气状况对富营养化池塘水-气界面冬季二氧化碳通量的影响

为揭示富营养化浅水池塘冬季不同天气状况的昼夜性温室气体通量特征,利用静态浮箱法连续7d监测了宜昌市富营养化池塘冬季水-气界面昼夜性CO_2通量,7d内的天气状况各异,包括晴天、阴天和雨天,能较好的代表冬季池塘通量特征.观测点在7d内的平均CO_2通量为7.09mg·m~(-2)·h~(-1);单日CO_2通量最大为11.26mg·m~(-2)·h~(-1),最小为-3.20mg·m~(-2)·h~(-1).阴雨天CO_2的排放通量为9.76mg·m~(-2)·h~(-1),约是晴天的两倍,且全天CO_2均呈向大气排放状态.晴天时CO_2通量在冬季表现为极弱的排放,3d平均通量约为3.76mg·m~(-2)·h~(-1),白天水体表现为CO_2的汇.在观测期间内CO_2扩散通量昼夜性变化明显,晴天时扩散通量与水温、叶绿素、溶解氧、pH呈显著负相关,与气压呈正相关,水体中的藻类等浮游植物在晴天的光合作用强度大于呼吸作用,导致在白天(10:00~18:00)池塘表现为吸收大气中的CO_2.阴雨天气通量与气温、水温呈负相关,与溶解氧、叶绿素、风速、气压呈显著正相关.不同的天气状况下环境因子昼夜性变化,导致了气体通量的昼夜性变化特征.     

植被变化对土壤呼吸与土壤温度和水分关系的影响

用闭合动态法(Li-6400-09)对人工草地和裸地进行了为期1 a的土壤呼吸季节变化和3次24 h日变化的测定.结果表明:土壤呼吸具有明显的季节变化,夏秋季较高,冬春季较低.土壤呼吸具有明显的日变化特点,最大值一般在午后,晚间维持在较低水平.在年尺度上土壤温度可以解释土壤呼吸变化的24.1%(线性方程)和46.6%(指数方程);当分别分析人工草地(1月6日 至 7月3日)和裸地(7月12 日至 12月6日)的土壤呼吸和温度的关系时,R2值提高到0.66和0.39(线性方程),0.76和0.54(指数方程).土壤呼吸的季节变化与土壤水分关系显著.土壤呼吸的季节变化与温度和水分季节变化的复合关系可以解释土壤呼吸季节变化的65.2%～76.9%.土壤呼吸的年温度敏感性指数(Q10)和10 ℃时的土壤呼吸值(R10)分别为2.28和2.37 μmol·m-2·s-1.测定期间人工草地和裸地的Q10和R10值分别为4.48,2.85 μmol m-2s-1和1.70,2.15 μmol·m-2·s-1.     

江西大岗山毛竹林土壤呼吸时空变异及模型模拟

采用LI8100土壤呼吸测定仪对江西大岗山地区不同海拔毛竹林土壤呼吸的时空格局变化进行了测定,同时建立了多种基于土壤温度、含水率及水热因子的土壤呼吸模型。结 果表明：毛竹林土壤呼吸随海拔升高而降低,其日变化与不同深度土壤温度变化趋势基本一致,呈单峰曲线变化。土壤呼吸与地表面、地下10、20和30 cm处土壤温度显著相关 (p<0.1),其中与地下10 cm处温度相关性达到极显著水平(p<0. 05),相比Van’t Hoff模型,Lloyd、Taylor模型的拟合度R2更大;线性模型表明土壤呼吸与不同层土壤含水率相关 性较小(R2=0.133~0.377),将实测土壤呼吸标准化为10 ℃时的土壤呼吸R10后,R10与土壤含水率相关性显著增强(R2=0.303~0.445);土壤水热双因子模型能进一步提高土壤呼吸模 型预测能力(R2=0.450~0.768)。