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1.
以重庆缙云山亚热带针阔混交林为研究区,研究了土壤呼吸及其Q10(温度敏感性系数,指温度增加10℃所造成的呼吸速率改变的商)的时间变异特征,并深入分析二者受土壤温度、湿度变化的影响. 2011年4—12月采用LI-8100二氧化碳通量测量系统观测选取样地的RS (土壤呼吸速率)、土壤5cm深处的T5(土壤温度)和W5(土壤湿度),分析RS与Q10的变化规律;同时利用单一和二元混合模型探讨T5和W5对RS、Q10的影响. 结果表明:①在观测期内RS和T5月均值均呈单峰曲线变化;RS的变化范围在(1.38±0.15)~(3.94±0.21)μmol/(m2·s)之间,T5的变化范围在(9.28±0.65)~(22.99±1.14)℃之间;由于受到自然降水影响,W5的月际变化不规律. ②Q10季节差异明显,最大值(3.31)出现在春季,观测期内的平均值为2.01. ③RS与T5之间呈显著正相关(P<0.05),与W5的关系不明显(P>0.05);RS与T5、W5的关系模型拟合度分别为87%和26%;T5与W5的复合模型对RS的变化解释能力为89%,高于单一模型. ④影响Q10的主要因素是T5,其次为W5.   相似文献   

2.
为探讨土壤呼吸对植被类型及不同季节环境因素的响应机制,以黄土高原渭北台塬马莲滩林场为研究区,于2015年5月—2016年4月,采用静态箱-气象色谱法逐月测定不同土地利用方式下的土壤呼吸速率(Rs),分析其干、湿季差异及与土壤温度(T)、土壤含水量(W)之间的关系.结果表明:①不同土地利用方式下土壤呼吸速率的季节性变化趋势相一致,最大值出现在6—8月,最小值出现在12月—翌年2月,土壤呼吸速率年均值表现为天然草地>灌木林地>乔木林地>乔灌混交林地>耕地>果园.②不同土地利用方式下土壤呼吸速率与土壤温度均呈正相关,与土壤含水量的关系在湿季(5—10月)呈正相关,在干季(11月—翌年4月)呈负相关,土壤呼吸速率的单因素模型中以指数函数(Rs=aebx)的拟合效果更优.③与单因素模型相比,土壤温度、土壤含水量的双因素模型(Rs=aTbWc和Rs=aebTWc)能更好地解释除耕地外的其他5种土地利用方式下土壤呼吸速率的变化特征,对土壤呼吸速率的解释率在60.0%~82.3%之间,其中Rs=aTbWc对耕地、灌木林地、果园土壤呼吸速率与土壤温度、土壤含水量间关系的拟合效果较好,天然草地、乔木林地、乔灌混交林地则采用Rs=aebTWc的拟合效果较好.研究显示,研究区不同土地利用方式下土壤呼吸速率存在明显的季节性差异,耕地退耕还林后土壤有机碳及活性有机碳含量增加,温度敏感性(Q10)降低,土壤呼吸速率增大,评价退耕还林效益时应综合考虑区域地理气候特点,进一步量化碳的输入/输出过程.   相似文献   

3.
为了揭示干旱半干旱区高寒湿地不同水分梯度对土壤呼吸规律的影响,以及土壤温度与含水量对土壤呼吸影响的差异性,以新疆巴音布鲁克天鹅湖高寒湿地为研究对象,在2014年植物生长季利用LI-8100土壤碳通量自动测量系统对不同水分条件(常年积水区、季节性积水区、常年干燥区)下的土壤呼吸速率进行测定,分析土壤呼吸日变化、季节性变化特征及其与土壤温度、土壤体积含水量的关系. 结果表明:①不同水分条件下巴音布鲁克天鹅湖高寒湿地土壤呼吸速率日变化均呈明显的单峰曲线,常年积水区、季节性积水区、常年干燥区土壤呼吸速率最大值分别为1.97、7.39、8.83 μmol/(m2·s),均出现在13:00—15:00;土壤CO2日累积排放量季节性变化明显,差异性达到极显著水平(P<0.01),三者的最大值分别为0.12、0.45、0.40 mol/m2,地表积水显著抑制了土壤呼吸,提高了土壤碳稳定性. ②不同水分条件下土壤呼吸速率与土壤温度、土壤体积含水量之间均呈极显著正相关(P<0.01),常年积水区、季节性积水区和常年干燥区的Q10(土壤呼吸温度敏感性)差异性极显著(P<0.01),其大小表现为常年干燥区(1.54)<常年积水区(2.22)<季节性积水区(3.36),各水分区域6月典型日的Q10最大,表现为常年干燥区(2.56)<季节性积水区(4.30)<常年积水区(4.75),说明水分条件显著影响Q10. ③巴音布鲁克天鹅湖高寒湿地土壤呼吸受地下5 cm处土壤温度(T)与0~5 cm土壤体积含水量(W)的综合影响,季节性积水区土壤呼吸速率与二者之间满足最佳拟合模型Rs=-1.113+0.041W-0.366T+0.008WT,常年干燥区则满足最佳拟合模型Rs=1.470+0.023W-0.027T+0.002WT.   相似文献   

4.
采用田间试验,设置不施肥(NF)、单施化肥(NPK)、化肥+黑麦草(NPKG)、化肥+小麦秸秆(NPKS)和化肥+烟秆生物炭(NPKB)这5个处理,通过测定烤烟生育期土壤总呼吸速率(Rs)及其组分以及环境因子的动态变化,探讨了添加不同有机物料对烟田土壤呼吸的影响.结果表明:(1)与NPK相比,NPKG和NPKS降低了土壤总呼吸和异养呼吸温度敏感性(Q10),NPKB提高了异养呼吸Q10;土壤呼吸与土壤水热因子的双因素拟合模型能解释土壤呼吸变化50%~80%.(2)添加有机物料显著提高了土壤可溶性有机碳(DOC)含量和根系干物质量,土壤异养呼吸(Rh)与DOC含量呈显著线性回归关系,土壤自养呼吸(Ra)与根系生物量呈显著抛物线型关系,R2为0.327~0.634.(3)烤烟生育期土壤呼吸呈先增加后降低趋势.与NF相比,NPK处理显著增加了土壤呼吸及其组分;与NPK相比,NPKG、 NPKS和NPKB处理Rs速率分别显著提高20.08%、...  相似文献   

5.
为研究亚热带次生林不同土壤呼吸组分对土壤呼吸的贡献率及土壤呼吸组分的温度敏感性,于2010-03-2014-02进行了4 a的野外观测试验.设置了4个随机区组,每个区组设置断根和不断根处理,在断根小区四周挖壕沟以防止根系进入断根小区.采用Li-8100便携式土壤碳通量测定系统观测不同处理的土壤呼吸,并同步观测土壤温度和土壤湿度.结果表明,不断根小区的土壤呼吸速率和断根小区的异养呼吸速率均具有明显的季节变异规律,不断根小区的土壤呼吸速率量值极显著(P0.001)高于断根小区的异养呼吸速率量值.4 a观测期间不断根处理平均土壤呼吸速率为(2.59±0.48)μmol·(m2·s)-1,而断根处理平均土壤呼吸速率为(1.74±0.28)μmol·(m2·s)-1.不同年份观测的土壤呼吸速率的年平均值之间无显著差异(P0.05),各年份异养呼吸速率的年平均值之间亦无显著差异(P0.05).土壤呼吸中的异养组分与土壤呼吸之间的关系可用比例函数方程拟合,异养呼吸占土壤呼吸的比例为65.9%,自养呼吸占土壤呼吸的比例为34.1%,异养呼吸是土壤呼吸的主要组成部分.随着观测时间的延长,异养呼吸占土壤呼吸的比例呈线性下降趋势.异养呼吸速率和自养呼吸速率与土壤温度之间的关系均可用指数方程拟合,异养呼吸的温度敏感系数Q10值低于自养呼吸的Q10值.  相似文献   

6.
重庆缙云山4种典型林分土壤氮素动态变化   总被引:1,自引:0,他引:1       下载免费PDF全文
于2012年4—10月逐月月末采集重庆缙云山4种典型林分(常绿阔叶林、毛竹林、针阔混交林和针叶林)样地中不同深度(0~15、>15~30、>30~60 cm)的土壤样品,测定土壤中w(TN)、w(NH4+-N)和w(NO3--N),分析土壤氮素含量的分布特征,并探讨土壤理化性质对土壤氮素含量的影响. 结果表明:①不同林分土壤中氮素含量的垂直分布规律相一致,均表现为随土壤深度的增加而不断降低,并且w(NH4+-N)>w(NO3--N);②不同林分0~60 cm土壤平均氮密度表现为毛竹林(1.037 kg/m2)>针阔混交林(0.783 kg/m2)≈常绿阔叶林(0.778 kg/m2)>针叶林(0.747 kg/m2);③不同林分土壤中w(TN)的季节性变化规律不明显,而w(NH4+-N)和w(NO3--N)的季节性变化规律相似,均表现为春季<夏季<秋季;④不同林分土壤中w(TN)、w(NH4+-N)和w(NO3--N)与容重、w(SOC)均呈显著线性相关(P<0.05),而且与土壤其他养分含量之间也存在一定的相关性.   相似文献   

7.
华西雨屏区不同密度巨桉人工林土壤呼吸特征   总被引:9,自引:0,他引:9  
从2008-03至2009-02,采用闭合动态法(LI-6400-09)对华西雨屏区不同密度中龄巨桉人工林土壤呼吸进行了研究。结果表明:①该林分土壤呼吸具有明显的季节动态,各密度林分土壤呼吸速率最高值均出现在7月份,最低出现在1月,且密度为883株·hm-2(1.5 m×8 m)的巨桉林土壤呼吸速率最大,2 222株·hm-2(1.5 m×3 m)的最小;②2008年4、7、10月土壤呼吸速率24 h平均值均表现为883株·hm-2> 1 333株·hm-2> 2 222株·hm-2,且7月>4月>10月;③土壤微生物生物量碳氮、土壤有机质含量和10 cm根系生物量都表现出相同的趋势,即林分密度越小,土壤微生物生物量碳氮越高,草本植物越多,根系生物量越大,有机质含量越多;④温度是巨桉林土壤呼吸变异的主导因子,土壤呼吸速率与土壤温度和湿度的双因素模型优于单因素模型,两者共同解释了土壤呼吸速率月动态的78.3%~91.5%;⑤各密度林分土壤呼吸Q10值随巨桉林分密度增大而降低,大小顺序为3.65(883株·hm-2)>2.60(1 333株·hm-2)>2.55(2 222株·hm-2)。  相似文献   

8.
以重庆缙云山亚热带针阔混交林为研究区,研究了土壤呼吸及其Q10(温度敏感性系数,指温度增加10℃所造成的呼吸速率改变的商)的时间变异特征,并深入分析二者受土壤温度、湿度变化的影响.2011年4—12月采用LI-8100二氧化碳通量测量系统观测选取样地的R S(土壤呼吸速率)、土壤5 cm深处的T5(土壤温度)和W5(土壤湿度),分析R S与Q10的变化规律;同时利用单一和二元混合模型探讨T5和W5对R S、Q10的影响.结果表明:①在观测期内R S和T5月均值均呈单峰曲线变化;R S的变化范围在(1.38±0.15)~(3.94±0.21)μmol/(m2·s)之间,T5的变化范围在(9.28±0.65)~(22.99±1.14)℃之间;由于受到自然降水影响,W5的月际变化不规律.②Q10季节差异明显,最大值(3.31)出现在春季,观测期内的平均值为2.01.③R S与T5之间呈显著正相关(P0.05),与W5的关系不明显(P0.05);R S与T5、W5的关系模型拟合度分别为87%和26%;T5与W5的复合模型对R S的变化解释能力为89%,高于单一模型.④影响Q10的主要因素是T5,其次为W5.  相似文献   

9.
根据中国科学院禹城综合试验站牧草生态试验场土壤呼吸测定数据,分析了刈割前后3年生和6年生苜蓿、白三叶及小黑麦4种人工草地土壤呼吸日变化特征及刈割对草地土壤呼吸速率的影响。结果表明:①刈割前不同牧草地的土壤呼吸强度差异明显,依次为3年生苜蓿>6年生苜蓿>白三叶>小黑麦,刈割后不同牧草地的土壤呼吸强度相差不大,土壤呼吸速率在3.0~3.5 μmol CO2·m-2·s-1之间;②刈割前不同牧草地的土壤呼吸日变化不相同,6年生苜蓿与小黑麦草地刈割前土壤呼吸速率由9:00开始逐渐增强,在12:00~16:00之间持续较高,以后逐渐下降,3年生苜蓿与白三叶草草地土壤呼吸速率在9:00~12:00之间逐渐升高,12:00到达峰值,之后逐渐下降;③与刈割前相比,4个处理牧草刈割10 d后其草地的土壤呼吸速率下降了30%~40%;④刈割前后Q10值在1~2.32之间,平均值为1.37,刈割前平均值为1.63,刈割后平均值降为1.10。  相似文献   

10.
三江平原不同土地利用方式下凋落物对土壤呼吸的贡献   总被引:8,自引:4,他引:4  
运用Li-6400土壤呼吸配套系统研究了三江平原沼泽湿地不同土地利用方式下保留和去除凋落物的土壤呼吸特征,进而分析了不同土地利用方式下凋落物对土壤呼吸的贡献及其与凋落物输入量和环境因子(温度、降水等)之间的相互关系.结果表明,整个生长季4种土地利用方式下凋落物对土壤呼吸的平均贡献量在-0.21~0.64μmol/(m2.s)之间,贡献率表现为小叶章草甸湿地(14%)人工林地(12%)大豆田(8%)退耕还湿地(-5%).其中,退耕还湿后凋落物对土壤呼吸的贡献表现为负值,减少了土壤呼吸的排放,表明凋落物对土壤呼吸的贡献可能最终取决于凋落物分解与屏蔽作用之间的平衡.除大豆田外,不同土地利用方式下凋落物对土壤呼吸的贡献均与10 cm地温达到了极显著相关关系(p0.01).另外,降雨的影响与凋落物输入密切相关,表明凋落物除自身分解外,还可能参与到气候变化的生态效应中.  相似文献   

11.
论文利用通用陆面模式CLM4.0-CN对全球陆地生态系统生物地球化学循环过程进行模拟,分析气溶胶直接辐射效应对全球陆地生态系统碳循环的影响。结果表明:气溶胶直接辐射效应使2007年全球陆地生态系统平均总初级生产力(GPP)、净初级生产力(NPP)、异养呼吸(RH)、自养呼吸(RA)以及净生态系统生产力(Reco)都呈现出增加的态势。具体的变化特征则随着地区不同而表现出极大的差异,在非洲中西部、中国中东部、美国东南部和欧洲中南部地区GPP增加,在南美洲亚马逊地区及东南亚等地区GPP减少。NPP和RA与GPP的分布基本一致。分析发现,气溶胶直接辐射效应导致陆地生态系统碳循环发生变化有如下两方面原因: 1)散射施肥效应,即植被阴生叶可以吸收的散射辐射(光合有效辐射)增加使其光合速率增加;2)辐射变化导致温度和湿度条件发生变化,从而改变植物生物物理和化学过程速率。  相似文献   

12.
准确评估农田生态系统碳排放对评价陆地生态系统碳平衡具有重要意义。研究利用中国生态系统研究网络临泽内陆河流域研究站玉米农田生态系统涡度相关和微气象监测数据,分析了2009年生态呼吸速率(RE)和呼吸敏感性指数(Q10)的季节变化规律,探讨了环境因子对RE的影响,比较了不同模型估算生态系统碳排放量的差异。结果表明,河西走廊荒漠绿洲玉米农田生态系统夜间平均呼吸速率表现为单峰型的季节动态,平均最大呼吸速率12.54 μmol CO2·m-2·s-1;空气温度(Ta)比土壤温度(Ts)更明显地影响着玉米农田生态系统呼吸,且影响过程表现出明显的季节差异;基于Q10模型拟合的4—10月各月的参考呼吸速率RE10和敏感性指数Q10也表现出单峰型的季节变化模式,最大值先后出现在6月和8月,其值分别为2.68 μmol CO2·m-2·s-1和2.62。Logistic模型能较好地反映RE与Ta的关系,可以解释半小时呼吸速率55.9%的变异,但在高温情况下的预测值偏低;Q10、Quadratic、Lloyd & Taylor和Logistic模型模拟的玉米农田生态系统呼吸速率的平均日变化和季节动态差异明显,估算的河西走廊荒漠绿洲玉米农田生态系统年呼吸碳排放量介于1 122~1 252 g C·m-2·a-1。  相似文献   

13.
以北京西山地区的典型侧柏林为研究对象,于2009—2010年采用LI-8100土壤CO2通量自动观测系统全天候观测样地的RS(土壤呼吸速率),分析其在典型日、月际、季节、年内不同时间尺度下的变异特征,并通过单一和二元混合模型分析T(土壤温度)、VWC(土壤体积含水量)对RS的影响. 结果表明:①典型日RS的昼夜变化规律不明显,峰值出现在12:00—14:00;RS的月际、季节、年内变化趋势均呈单峰形日均值,日均值变化范围在0.03~7.84 μmol/(m2·s)之间;T的典型日、月际、季节、年内变化均呈单峰形;VWC变化规律不明显. ②Q10(土壤温度敏感系数)季节性变化差异显著,最大值(3.56)出现在冬季,最小值(1.31)出现在春季;2009年、2010年、2009—2010年观测期间Q10平均值分别为2.01、2.03和2.10. ③T和VWC对RS的变化解释能力分别为82.8%、20.5%,而T和VWC复合模型对RS的解释能力为82.6%.   相似文献   

14.
为探究盐湖区不同植物群落土壤CO2排放速率及影响因素,以新疆达坂城盐湖沿岸小獐毛、鸢尾、芨芨草、黑果枸杞群落和撂荒地土壤为研究对象,在2016年4~12月采用Li-8100A监测了不同植物群落土壤CO2排放特征,分析了CO2排放与5(ST5),10(ST10),15cm(ST15)土壤温度、含水量、电导率的关系.结果如下:4~12月小獐毛群落土壤CO2日排放呈单峰曲线,7月土壤CO2排放速率最高,峰值出现在14:00左右;7月鸢尾、芨芨草、黑果枸杞和撂荒地土壤CO2排放呈双峰曲线,峰值出现在10:00和14:00~16:00左右,其余月份均呈单峰曲线,峰值出现在12:00~14:00;不同植物群落类型、同一植物类型不同月份土壤CO2排放存在显著差异(P<0.001).4~12月芨芨草群落土壤CO2累积排放量最高(2508.01g/m2),大于撂荒地(2235.01g/m2)、鸢尾(1903.03g/m2)、黑果枸杞(1690.27g/m2)和小獐毛(550.34g/m2)植物群落处理.小獐毛群落土壤CO2排放与ST15显著相关(R2=0.739,P<0.05),且对ST15变化最敏感;鸢尾、芨芨草、黑果枸杞群落和撂荒地处理土壤CO2排放与ST5相关性较高(R2=0.708~0.821),对ST10变化响应敏感.小獐毛群落土壤温度敏感系数(Q10)最大值出现在6月(7.97),鸢尾(21.74)、芨芨草(13.21)、黑果枸杞(18.23)和撂荒地(7.65)处理则出现在11,12月.不同植物群落土壤CO2排放与含水量相关性较低;一元线性方程(logeCf=-0.149EC+0.943)能较好的模拟土壤电导率(EC)与CO2排放(Cf)的关系.除土壤温度外,盐分也是影响盐湖沿岸土壤碳排放的重要因素.因此,在考虑陆地生态系统碳收支时不能忽略盐湖生态系统,以及盐分对土壤碳过程的影响.  相似文献   

15.
黄土高原半干旱区土壤呼吸对土地利用变化的响应   总被引:2,自引:0,他引:2  
明确土地利用方式变化条件下引起土壤呼吸差异性的因素,对预测黄土区退耕还草条件下土壤碳循环变化有重要意义。基于建立于1984 年的长期定位试验,于2011 年3 月至2012年12 月,利用Li-8100 系统(Li-COR,Lincoln,NE,USA)监测了退耕还草(苜蓿)处理和农田(冬小麦)土壤呼吸季节变化以及土壤表层(0~5 cm)温度和含水量,研究了土地利用变化下土壤呼吸变化特征及其与土壤温度、水分以及有机碳特性之间的关系。结果发现,退耕27 a 来(自1984年麦地转化为苜蓿地),土壤呼吸速率苜蓿地(3.55 μmol·m-2·s-1)达小麦地(1.36 μmol·m-2·s-1)的2.61 倍,累积呼吸量苜蓿地(981 g·m-2)达小麦(357 g·m-2)的2.75 倍。土壤呼吸温度敏感系数(Q10)苜蓿地较小麦地2011 年提高24.5%,2012 年提高2.4%。苜蓿地SOC含量(10.5 g·kg-1)较小麦地(6.5 g·kg-1)提高61.5%,微生物量碳(204 mg·kg-1)较小麦地(152 mg·kg-1)提高34%,0~5 cm土壤水分含量同期高于小麦地,但二者土壤温度差异不显著。土壤水分、SOC、微生物量碳等是造成二者呼吸差异的因素。  相似文献   

16.
为探究黄土丘陵区退耕草地土壤呼吸及其组分日变化对氮磷添加的响应,采用裂区试验设计,主区施氮[0,50和100kg N/(hm2·a)]和副区施磷[0,40和80kg P2O5/(hm2·a)],于2019年5~8月每月测定各处理下土壤呼吸速率、异养呼吸速率及土壤温度和含水量日变化.结果表明,土壤呼吸速率及其组分日变化均呈单峰曲线,峰值出现在12:00~14:00.与不施肥相比,土壤呼吸、异养呼吸和自养呼吸速率在单施氮下分别增加7.31%~13.13%,1.12%~12.43%和7.64%~46.26%,单施磷下分别增加16.84%~18.42%,11.48%~14.22%和17.15%~29.59%,氮磷配施下分别增加24.17%~27.30%,21.94%~32.43%和34.05%~41.26%.不同氮磷添加下土壤呼吸、异养呼吸和自养呼吸碳排放量昼占比分别为52.68%~61.37%,50.92%~58.70%和51.39%~76.35%.50kg N/(hm2·a)和80kg P2O5/(hm2·a)配施处理的土壤累积CO2排放量(2012g/m2)最高,不施肥处理的土壤累积CO2排放量(1531g/m2)最低.各处理的土壤呼吸,异养呼吸和自养呼吸均与土壤温度呈显著指数正相关关系,其温度敏感性(Q10)变化范围分别为1.19~1.86,1.08~1.81和1.11~3.67,氮磷添加降低异养呼吸的Q10值,但提高自养呼吸的Q10值.总体表明,氮磷添加增加土壤呼吸及其组分速率,降低异养呼吸的温度敏感性,氮磷添加对土壤呼吸及其组分速率的促进效果与氮磷添加量及其配比有关.  相似文献   

17.
温度是土壤酶活性的关键非生物影响因子,调控着土壤物质周转过程.为了探究温度变化对稻田土壤有机质周转及其关键胞外酶活性的影响,设计室内培养试验,分别在5、15、25和35℃下测定亚热带稻田土壤BG(β-1,4-葡萄糖苷酶)活性,探究温度对土壤胞外酶活性及其与碳氮转化过程的影响特征.结果表明:稻田土壤中w(DOC)(DOC为可利用态碳)、w(NH4+-N)和w(MBC)(MBC为微生物生物量碳)在5~25℃下随着培养时间的增加而降低.在第15天时BG活性达到306.57~437.75 nmol/(g·h),并随温度的增加表现为先增后减,在第3、75天时,25℃下BG活性为184.46~207.60 nmol/(g·h).土壤酶活性的Q10(温度敏感性)在15℃升至25℃时表现出正响应(Q10=1.5),而在5~15℃和25~35℃时Q10 < 1,表现为消除效应.土壤酶活性的变化是多因素共同影响的结果,温度作为关键影响因子,升温显著改变了土壤中w(DOC)、w(NH4+-N)、w(MBC)、w(MBN)(MBN为微生物生物量氮),进而影响土壤BG活性;土壤中w(MBC)对BG活性具有直接的显著负影响作用.研究显示,对参与稻田土壤碳转化BG酶活性的温度敏感性及其与土壤关键理化因子之间的耦合关系进行量化,有助于深入开展水稻土碳循环及其调控机制研究.   相似文献   

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