中国典型森林生态系统土壤呼吸差异性分析

通过总结中国近年来发表文献中的土壤呼吸数据,分析研究了中国典型森林生态系统的土壤呼吸特征与规律.结果表明,中国5种典型森林生态系统的土壤平均呼吸速率依次为:针阔混交林(3.04μmol·m-2·s-1)落叶阔叶林(2.74μmol·m-2·s-1)常绿阔叶林(2.65μmol·m-2·s-1)常绿针叶林(2.60μmol·m-2·s-1)落叶针叶林(2.04μmol·m-2·s-1).落叶针叶林的土壤呼吸温度敏感性(Q10)最高(3.35),常绿阔叶林最低(2.35).总体来看,阔叶林土壤呼吸速率(2.69μmol·m-2·s-1)高于针叶林(2.32μmol·m-2·s-1);然而,阔叶林土壤呼吸温度敏感性(2.30)却低于针叶林(2.68).土壤自养呼吸贡献率因森林类型而异,针阔混交林比例最低(30.3%),而落叶针叶林最高(41.2%).土壤呼吸的森林类型间差异是气候因素和土壤碳输入模式共同调控的结果.本研究表明,在预测未来陆地碳循环及其对气候变化反馈效应时,不同森林生态系统间的土壤呼吸及其温度敏感性的差异性应给予充分的考虑.     

亚热带喀斯特森林土壤CO2排放量动态研究

该文用吸收阱法研究了亚热带喀斯特森林土壤CO2排放量在不同季节的昼夜变化规律。得出茂兰喀斯特森林土壤中CO2排放量与气候变化有关，冬春季森林土壤CO2排放量较小，夏秋季土壤CO2排放量大。春季CO2的排放量日均为65．5277mg.m^-2.h^-1,夏季为281.7385mg.m^-2.h^-1,秋季为339.6792mg.m^-2.h^-1,冬季为206.5868mg.m^-2.h^-1。年均排放量为1.9568kg.m^-2.yr^-1。排放量的昼夜变化明显，春季14点至18点排放量最大，18点至22点最小；秋季则为19点至23点排放量最大，凌里3点至7点最小。春夏季白天的排放量大于夜间排放量，秋冬季则夜间排放量大于白天排放量。     

根系输入对森林土壤碳库及碳循环的影响研究进展

植物根系输入是森林土壤碳库的重要来源。全球气候变化可能引起森林地下部分碳通量改变,进而影响森林土壤碳库及碳循环。笔者综述了根系输入对土壤碳累积、土壤活性碳库(包括土壤微生物生物量碳和可溶性有机碳)和土壤碳库稳定性的影响,综合分析了森林土壤呼吸、土壤微生物和土壤酶活性对根系输入变化的响应。分析发现:①根系输入减少可能减弱根际的激发效应,使土壤有机碳(SOC)短期增加,但从长期来看根系输入的缺失会导致SOC的减少;②根系分泌的一些物质促进土壤初始团聚体的形成,但其对矿物-有机质结合物稳定性的影响还不完全清楚;③根系输入减少会降低土壤呼吸作用;④微生物群落结构对根系输入变化的响应主要取决于微生物对底物质量和数量的适应,而这些响应在不同森林生态系统间可能也有差异;另外,酶合成主要取决于与微生物生长相关的资源分配到酶生产中的成本效率。目前,关于根系输入对碳循环,特别是土壤呼吸的研究比较多,但根系输入物组成复杂,微生物与酶对不同根系输入物的响应机制尚不清楚,这些响应在不同森林生态系统中也有差异;此外,根系输入对土壤碳库稳定性的作用常被忽视,根系与微生物的相互作用对碳循环和土壤碳库稳定性的影响还有很大不确定性。建议加强植物根系、土壤和微生物的相互关系研究,以深入理解气候变化背景下森林生态系统碳循环。     

氮磷添加对温带和亚热带森林土壤碳氮矿化的影响

选取黑龙江五营温带森林和福建武夷山亚热带森林两个站点, 通过120天室内培养实验, 探讨氮磷(NH₄NO₃和NaH₂PO₄)添加对两种森林表层土壤(0~20 cm)碳氮矿化的影响。结果表明, 氮添加通过降低土壤微生物的生物量及其碳氮比来降低亚热带森林的土壤碳矿化, 但对温带森林的土壤碳矿化没有显著影响; 磷添加对两种森林的土壤碳矿化均没有显著影响。磷添加显著地增加温带森林的土壤净氮矿化, 氮添加显著地降低温带森林的土壤净氮矿化, 氮添加和磷添加均对亚热带森林的土壤净氮矿化没有显著影响。总体而言, 可能由于养分可利用性和土壤性质的区别, 温带森林和亚热带森林土壤碳氮矿化对氮磷添加的响应存在区别。     

模拟干旱对亚热带森林土壤微生物生物量及群落结构的影响

土壤微生物作为生态系统的重要组成部分,在生态系统的物质转化和能量流动等生物地球化学循环过程中起着重要作用.本文以亚热带典型森林为研究对象,通过设置隔离穿透水的干旱处理、样地建设影响的干扰处理,以及自然状态下的空白对照处理,利用磷脂脂肪酸(Phospholipid Fatty Acid,PLFA)分析法,研究了干旱环境对森林生态系统土壤微生物生物量及群落结构的影响.结果表明:不同处理方式对土壤温度影响差异不显著,但干旱显著降低了土壤湿度.与对照组相比,干扰处理下土壤微生物生物量与群落结构没有显著变化,干旱处理轻微显著降低了3个土层土壤微生物总PLFAs、细菌和真菌PLFAs含量(P0.1).干旱对i15:0和16:0两种表征细菌的脂肪酸含量没有显著影响,但对a15:0,i16:0,16:12OH和18:1ω7c等4种表征细菌的脂肪酸含量影响明显.土壤微生物总PLFAs含量与土壤含水量在干旱处理下显著正相关,而在干扰和对照处理下呈现负相关关系.这些结果表明,干旱影响了森林生态系统土壤微生物生物量及群落结构,并且土壤水分是引起干旱条件下微生物生物量变化的关键因素.     

亚热带常绿阔叶林根系呼吸及其与环境影响因子的关系

采用切断根系法,运用Li-6400光合呼吸测定仪对肖坑亚热带常绿阔叶林根系呼吸特性及其对土壤呼吸的贡献和季节动态变化进行了研究,并探讨了根系呼吸对土壤温度和含水量的响应。结果表明,中龄林根系呼吸速率年变化范围为0．412～1．970μmol／（M^2·s）,幼龄林为0．259—1．414μmol／（m^2·s）;幼龄林年平均根系呼吸速率（1．198μmolf（M^2·s））是中龄林的（0．937μmol／（m^2·s））1．13倍。中龄林和幼龄林根系呼吸速率及根系呼吸占土壤总呼吸的比例季节变化规律基本一致,1年中基本呈单峰曲线模式,高峰值出现在6月,之后逐渐下降至次年1月达最低值。幼龄林根系呼吸占土壤总呼吸的比例为31．79％～59．00％;而中龄林根系呼吸所占比例范围（23．50％-50．26％）较幼龄林小。中龄林和幼龄林根系呼吸速率与土壤5cm内温度相关性显著。中龄林根系呼吸对土壤温度的敏感程度大于幼龄林。在温度较低的情况下,土壤高含水量并没有促进根系的呼吸,但与土壤温度互作可能对林木根系呼吸产生较为显著的促进效果,这方面还需进一步研究。     

浙江天童森林退化和受损对土壤呼吸的影响

以常绿阔叶林顶级群落为参照,选择了常绿阔叶林亚顶极群落、针叶林、灌丛和灌草丛代表不同退化类型;同时,以4种人工采伐处理代表常绿阔叶林不同受损程度,分别研究了不同退化和受损程度影响下,土壤的呼吸速率及影响因素.结果表明:(1)土壤呼吸速率具有明显的季节动态;(2)土壤呼吸速率分别在常绿阔叶林顶极群落与灌草丛最高,其次分别...     

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。     

亚热带森林生态系统土壤有机碳循环研究进展

本文阐述了亚热带森林生态系统土壤有机碳循环研究的进展，详细介绍了在不同植被、不同土壤类型、不同级龄条件下土壤有机碳的含量及动态变化、研究森林生态系统土壤碳循环的土壤有机质模型等。说明了制约森林土壤有机碳存量及状态的内、外在因素。     

土壤异养呼吸对气候变暖的反馈

土壤异养呼吸对气候变暖的反馈是影响陆地生态系统C预算的重要机制.绝大多数研究表明,土壤异养呼吸与未来气候变暖将构成危险的正反馈环.由于土壤有机C分解的温度敏感性问题,学术界仍有争议,对正反馈强度的准确量化尚需一个过程.少量研究表明,土壤异养呼吸对气候变暖的反馈不明显.诸多研究还发现土壤异养呼吸对气候变暖的适应现象,主要有水分限制假说、微生物适应假说和底物限制假说来解释适应现象;这种适应性将降低正反馈的影响强度.未来应重点开展以下4方面的研究:(1)加强惰性土壤有机C温度敏感性的研究;(2)深入探讨微生物对气候变暖的适应性;(3)量化土壤异养呼吸对气候变暖的反馈强度;(4)加强对多因子交互影响的研究.     

氮添加对亚热带常绿阔叶林土壤有机碳及土壤呼吸的影响

以福建省武夷山亚热带常绿阔叶米槠林为研究对象, 开展氮添加实验。采用4个氮添加梯度(CK, N50, N100和N150, 分别表示氮添加0, 50, 100和150 kg/(hm²·a))模拟自然氮沉降变化, 探究氮添加对土壤有机碳及土壤呼吸的影响。结果表明, 氮添加对表层土壤(0~20 cm)总有机碳的影响不显著, 对颗粒态有机碳(POC)和矿物结合态有机碳(MAOC)两种不同碳组分含量的影响不同。其中, N100和N150处理分别使土壤POC含量显著上升110.7%和147.9% (p₁ = 0.024, p₂ < 0.001); 土壤MAOC含量则随氮添加量升高呈下降趋势, 但差异不显著。土壤呼吸速率的年际波动呈单峰式, 且在不同观测时间内, 各样地土壤呼吸速率对氮添加的响应不同。通过土壤呼吸速率与土壤温度的拟合方程计算, 得到2018—2020年CK, N50, N100和N150样地土壤呼吸年均碳排放量分别为1205.31, 1191.56, 1287.56和1128.61 g C/m²。其中, N50样地与CK样地无显著差异, N100样地显著上升6.82% (p<0.001), N150显著下降 6.8% (p<0.001), 即N100可以促进土壤呼吸年碳排放, 而N150对土壤呼吸年碳排放有抑制作用。     

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.     

石油类污染土壤基础呼吸作用的影响因素研究

 石油类污染物进入土壤环境,会对土壤的理化性质、微生物活性等产生危害,进而影响土壤呼吸强度。以某石油类污染场地为研究对象,通过调查取样,采用分子生物学手段对污染发生后包气带、含水层的土壤现状微生物量、土壤化学指标、基础呼吸作用进行研究。研究发现,土壤呼吸强度首要受微生物量影响,其次受硝酸盐、氨氮、亚硝酸盐等因子影响。石油污染对土壤基础呼吸强度的影响,主要体现在对浅层土壤（0.5 m）、地下水位变动带（1.5 m）的土壤基础呼吸强度具有一定的抑制作用。     

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).     

火干扰对重庆针阔混交林土壤理化性质的影响

通过测定重庆茅庵林场针阔混交林内未火烧样地、低强度火干扰样地以及高强度火干扰样地的土壤理化性质,研究了不同强度火干扰对重庆针阔混交林土壤理化性质的影响.并基于主成分分析法,利用各个理化指标计算出土壤肥力综合指数,定量化评价不同强度火烧样地土壤肥力的差异状况.结果表明,火干扰1年后,茅庵林场针阔混交林内表层土壤的体积质量升高,有机质、总氮及有效氮含量降低,土壤综合肥力指数下降.     

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％.