改变碳输入对太岳山油松林土壤酶活性的影响

土壤酶是土壤微生物作用于土壤环境的媒介,其活性对土壤环境的变化十分敏感,因此测定土壤酶活性对了解土壤微生物群落功能与环境因子的关系具有重要意义.为了解碳输入变化对土壤酶活性的影响,本文以山西太岳山油松(Pinus tabulaeformis)天然林和人工林为研究对象,自2009年7月开始进行对照(无人为干扰,CK)、去凋(去除凋落物,LR)、切根去凋(切断根系并去除凋落物,LRNR)3种处理,于2012年7、9月和2013年5月采集表层0-20 cm的土样,测定了多酚氧化酶(Polyphenol oxidase)、过氧化物酶(Peroxidase)、纤维素酶(Cellulase)、蔗糖酶(Invertase)、脲酶(Urease)和中性磷酸酶(Neutral phosphatase)的活性,另于2012年10月采集表层0-20 cm的土样测定土壤化学性质.结果显示:碳输入的改变对土壤酶活性影响显著,去凋处理和切根去凋处理均显著降低了土壤碳、氮含量(P0.05),并且显著抑制了土壤纤维素酶、蔗糖酶、脲酶、中性磷酸酶等水解酶的活性(P0.05),但对多酚氧化酶和过氧化物酶等氧化酶的影响不显著(P0.05).切根去凋处理对水解酶的抑制作用大于去凋处理,并略微提高了土壤过氧化物酶活性.另外在天然林中蔗糖酶活性的下降比人工林更为显著,而人工林中纤维素酶活性的下降比天然林更显著.研究表明:油松天然林中的土壤微生物群落功能倾向于分泌蔗糖酶,而油松人工林中的土壤微生物群落功能倾向于分泌纤维素酶.土壤酶活性的变化说明,在山西油松林,碳输入的减少会降低参与有机质降解的土壤酶活性,而对参与腐殖质合成的土壤酶活性没有显著影响.图3表3参31     

降雨减少对华北落叶松人工林土壤呼吸的影响

近年来随着降雨格局的变化,区域性干旱加剧,而干旱对土壤碳循环的影响情况仍不十分明确。为探究降雨减少对土壤呼吸的影响,2016年以华北落叶松(Larix principis-rupprechtii)人工林为研究对象,设置对照(CK)、减少降雨30%(W1)和减少降雨60%(W2)3个处理水平,通过人工隔离降雨模拟干旱条件对土壤呼吸速率的影响。在6—10月份生长季,采用LI-8100土壤碳通量测量系统测定每月月中、月末土壤呼吸速率,并同时测定5 cm深度土壤温湿度。结果表明:减少降雨60%使土壤湿度显著降低17.8%(P0.05),而对土壤温度的影响不显著;减少降雨30%对土壤温湿度的影响均不显著;对照、减少降雨30%和减少降雨60%的平均土壤呼吸速率分别为2.45、2.29和2.16μmol·m~(-2)·s~(-1),与对照相比,减少降雨抑制了土壤呼吸,减少降雨60%使平均土壤呼吸速率降低了11.84%(P0.05),土壤呼吸通量减少了41.01 g·m~(-2),而减少降雨30%对土壤呼吸的影响不显著;土壤呼吸速率与土壤温度呈显著指数相关(P0.05),土壤温度解释了66.2%的对照处理的土壤呼吸变异,适当减少降雨能够提高土壤呼吸速率与土壤温度的相关性;在2~7℃土壤温度下,土壤呼吸速率与土壤湿度呈显著二元线性相关(P0.05),且在2~7℃土壤温度下减少降雨提高了土壤呼吸速率和土壤湿度的相关性;在13~17℃土壤温度下,减少降雨则降低了土壤呼吸速率和土壤湿度的相关性;减少降雨提高了土壤呼吸的温度敏感性,且随着降雨减少程度的增大而增大。可见,降雨是影响华北落叶松人工林土壤呼吸的重要因子。     

Species diversity and leaf functional traits of understory vegetation one year after severe burning北大核心CSCD

以北京油松(Pinus tabuliformis)人工林为研究对象,采用独立样本T检验、冗余分析等方法,分析重度火烧1年后林下植被(灌木层和草本层)的物种多样性、叶功能性状及其与土壤因子的关系.结果显示:(1)与对照样地相比,重度火烧后灌木层物种丰富度指数极显著降低(P <0.01),但Shannon指数、Simpson指数以及Pielou指数虽呈下降趋势但未达显著水平(P> 0.05);草本层除Pielou指数外,各物种多样性指数均显著增加(P <0.05).(2)重度火烧样地灌木层和草本层的叶厚度(LT)、叶干物质含量(LDMC)、叶碳含量(LCC)、叶磷含量(LPC)均高于对照样地,而比叶面积(SLA)、叶氮含量(LNC)、叶片氮磷比(N:P)、叶绿素含量(CHL)低于对照样地,除灌木层LPC和N:P及草本层SLA、LCC和LPC外,其他各叶功能性状在火烧与对照间差异均达显著水平.对于不同生活型而言,对照样地的LDMC、LNC、LCC、CHL存在显著差异,而在重度火烧后差异不显著;LT、SLA在重度火烧和对照样地上均呈现显著差异;而LPC、N:P在重度火烧与对照样地上均无显著差异.(3)重度火烧后1年,灌木层和草本层的叶功能性状均仅与土壤含水率、容重和非毛管孔隙度密切相关.本研究表明在油松人工林重度火烧后1年,灌木层物种多样性降低,而草本层物种多样性增加,灌草层的各叶功能性状主要受土壤物理性质的影响呈现不同的变化规律.(图4参45)     

林窗对川西亚高山云杉人工林土壤呼吸的影响

为了解林窗对川西亚高山粗枝云杉(Picea asperata)人工林土壤呼吸的影响,采用CO2通量全自动监测系统对川西亚高山粗枝云杉人工林林窗和林内土壤呼吸及土壤温度、水分进行为期两年的连续观测,比较分析林窗和林内环境因子和土壤呼吸速率的变化.结果表明:川西亚高山粗枝云杉人工林林窗和林内的土壤温度、土壤水分和土壤呼吸速率均具有显著的季节动态.在生长季节(4-10月),林窗效应使土壤温度、土壤水分和土壤呼吸速率较林内分别增加了48.8%、19.3%和18.6%;而冬季(11月-翌年3月)两种环境之间并无显著差异.林窗和林内土壤呼吸速率和土壤温度均呈显著指数相关(P0.01),与土壤水分呈显著线性相关(P0.05).林窗和林内的土壤呼吸温度敏感性(Q_(10))分别为2.46和3.01.综上所述,林窗效应对川西亚高山森林土壤呼吸具有显著刺激作用,且有明显的季节动态特征.(图3表1参33)     

太岳山油松人工林生长季土壤呼吸监测频率

土壤呼吸有着明显的时间变异,呈现小时、日、季节、年际的变化,对土壤呼吸制定最佳的监测频率非常必要.为选取土壤呼吸的最佳监测频率,以太岳山油松人工林为研究对象,于2011-2012年5-10月测定土壤呼吸速率的动态变化,以每周2次(天)的观测数据作为长期定位观测土壤呼吸速率的数据(CK),依此区划为不同监测频率:每周1次(SF2)、每两周1次(SF4)、每月1次(SF8),并分析不同监测频率的土壤呼吸速率与对照相比产生的偏差以及对生长季土壤呼吸速率值的估计概率.结果显示:油松人工林土壤呼吸速率季节变化明显,9:00-11:00土壤呼吸值与24 h日平均土壤呼吸值相关性最大(R2=0.978).降低监测频率使土壤呼吸速率与土壤温湿度的拟合效果(R2)以及土壤呼吸速率对温度的敏感性指数Q10的波动范围呈扩大趋势.随着监测频率的降低,所测的土壤呼吸速率与对照的离散程度呈增大趋势.在给定精度下,随着监测频率的降低,所测的土壤呼吸速率对生长季土壤呼吸速率值估计概率呈下降趋势,2011、2012、2011-2012年SF2在5%精度下估计概率均为100%,而SF4在5%的精度下估计概率分别为50%、75%、100%,SF8则在5%的精度下估计概率依次为50%、62.5%、87.5%.研究表明,整个生长季可使用9:00-10:00作为土壤呼吸速率测定代表性时段;对于单年观测期每周1次(天)的监测频率可以得到可靠的生长季土壤呼吸估算量(与对照相比偏差5%),而对于两年观测期每两周1次(天)的监测频率可以得到可靠的生长季土壤呼吸估算量(与对照相比偏差5%).本研究结果为准确测定土壤呼吸并减少工作量提供了方法和依据.     

喀斯特生态恢复过程中土壤原生动物的指示作用研究

为了揭示土壤原生动物对喀斯特生态恢复的指示作用,进而为深入了解喀斯特生态恢复的过程机制和构建恢复技术体系提供科学依据,本研究以广西古周村典型喀斯特景观为代表,选取不同种植年限(2、4、8、12年)人工林生态恢复样地和石漠化对照样地,研究了表层土壤原生动物对人工林生态恢复的响应特征。在本研究的喀斯特样地,共鉴定到土壤原生动物22种,其中鞭毛虫8种,优势类群包括动基体目、金滴目和眼虫目;肉足虫4种,优势类群有变形目和表壳目;纤毛虫10种,优势类群包括下毛目、前口目、肾形目和侧口目。土壤原生动物总数从石漠化样地的1 g干土425×10~3个,逐渐增加到12年人工林恢复样地的633×103个,年恢复速率为1 g干土17.7×103个。土壤原生动物的类群数从石漠化样地的17种显著增加到12年人工林恢复样地的22种。人工林恢复样地的土壤原生动物丰富度指数(3.10~3.30)显著高于石漠化样地(2.64),平均高出19%~27%;香农多样性指数(2.59~2.77)和均匀度指数(0.86~0.91)随生态恢复的变化不明显。土壤孔隙度、湿度、总有机碳、可溶性有机碳、全氮、速效氮和微生物碳含量均随恢复年限的延长而逐渐增加或升高,其年增长速率分别为3.84%、6.85%、3.89%、11.5%、4.20%、7.13%、24.8%,并与原生动物总数、类群数和香农指数(除了总有机碳与类群数、速效氮与香农指数)均呈显著正相关关系(P0.01)。本研究表明,土壤原生动物群落大小和多样性对喀斯特生态恢复的响应敏感,与土壤基本肥力形成协同演变,可以作为喀斯特生态恢复的指示生物。     

太岳山油松人工林干湿交替时期土壤呼吸特征

为了解在温度升高和干湿交替的复合影响下森林生态系统土壤呼吸的动态特征,以太岳山地区油松人工林土壤为研究对象,应用Li-8150土壤CO2通量全自动连续测量系统原位、全天候、高频率地连续监测土壤呼吸速率及环境因子,基于原始数据、小时均值数据和日均值数据3种研究尺度,利用已有的单因子模型、双因子模型对土壤呼吸速率与5 cm土壤温度和容积含水量的关系进行了拟合.结果表明:(1)在太岳山地区的干湿交替时期,降雨总体上促进了油松人工林的土壤呼吸;土壤呼吸速率和5 cm土壤容积含水量的小时动态规律非常相似;5 cm土壤容积含水量存在明显的消长,5 cm土壤温度在波动中整体上升,两个土壤环境因子之间存在负相关关系(r=-0.37,R2=0.30,P<0.01).(2)不同的研究尺度下,日均值数据拟合模型的效果最好,小时均值数据次之,原始数据最差.(3)相同的研究尺度下,双因子模型优于单因子模型,非线性模型要优于线性模型.综上所述,太岳山油松人工林土壤呼吸对该地区干湿交替现象的响应明显,所拟合的模型中,日均值数据尺度下的双因子指数-幂函数模型的解释力最好.     

太岳山华北落叶松林土壤呼吸特征对模拟氮硫沉降的短期响应

为探讨氮硫沉降对华北暖温带森林土壤呼吸的影响规律以及与温度、湿度的关系,在落叶松人工林中开展了野外模拟氮硫沉降试验.结果表明:在生长季,各氮硫水平样地月平均土壤呼吸有明显的季节变化特征,模拟氮硫复合沉降对华北落叶松林土壤呼吸产生显著影响(P0.05).生长季内,氮沉降促进土壤呼吸速率,其中高氮与CK产生显著差异(P0.05).土壤呼吸速率与硫沉降水平呈正相关关系(P0.05).氮硫复合沉降促进了土壤呼吸速率,高氮高硫与CK土壤呼吸速率产生显著差异(P0.05),而中氮中硫水平抑制土壤呼吸速率,但未达到显著水平(P0.05).中氮和中硫对土壤呼吸速率的影响大于二者的共同作用,产生拮抗作用,而高氮高硫产生协同作用.各处理土壤呼吸速率与5 cm土壤温度呈极显著正相关关系.土壤温湿度双因子模型预测土壤呼吸的准确性和稳定性高于单因子模型.模拟氮硫沉降增加了土壤Q_(10)值,而高氮高硫降低了土壤Q_(10)值.试验结果揭示了太岳山华北落叶松林土壤呼吸特征对氮硫复合沉降的响应,即除中氮中硫外,复合沉降不同程度地促进了土壤呼吸速率,其复杂的响应机制仍有待进一步研究.     

崇明岛新围垦区不同土地利用条件下的土壤呼吸研究

土地利用方式是影响温室气体减排的关键因子之一。新围垦土地因其土壤本底均一、土地利用历史简单短暂,使得评价短期土地利用对温室气体排放的影响成为可能。为此,在崇明东滩湿地新围垦区选取了本底均匀、利用历史简单的几种土地利用类型（旱田、水旱轮作农田、人工林带）,研究其土壤呼吸的变化及其与土壤环境间的关系,以期评价其各自的固碳和温室气体减排潜力。研究表明,2009年整个春季,土壤呼吸速率强度的顺序为水旱轮作[（0.30±0.08）mol.m-2.d-1]〉旱田[（0.18±0.04）mol.m-2.d-1]〉林带[（0.09±0.01）mol.m-2.d-1];春季各月份,水旱轮作田土壤呼吸速率变化波动较大,旱田较平稳,4、5月份最先达到日最高值,人工林带最为平稳,且始终具有较低的呼吸强度;旱田土壤呼吸速率均不能简单用土壤5 cm处温度及湿度进行解释,林带与水旱轮作田土壤呼吸速率与土壤5 cm处温度显著相关（P〈0.05）;整个春季,林带土壤呼吸与5 cm处温度及湿度均显著相关,其中与温度极显著相关（P=0.01）,水旱轮作田与旱田的土壤呼吸速率与两者均不相关。     

黄土丘陵区不同土地利用类型下土壤酶活性和养分特征

研究了土地利用类型对土壤酶活性和土壤养分的影响.首先通过最小显著性差异(LSD)评价各样地之间和同一样地土壤剖面四个不同层次的土壤酶活性和养分的差异,其次分析四种土壤酶(转化酶、碱性磷酸酶、脲酶和过氧化氢酶)活性和土壤养分之间相关性;最后以农地为对照,应用土壤恢复指数研究不同土地利用类型对土壤的改良效果.研究结果表明,同农地相比,不同土地利用类型的表层(0～5 cm)土壤四种酶活性、全氮、有机质和碱解氮含量均有所提高,且在同一土地利用类型下表层土壤酶活性和养分均显著大于下部各土层.相关性分析表明,土壤四种酶活性与有机质、全氮、碱解氮呈极显著正相关关系.同农地相比,其余土地利用类型表层土壤质量显著提高,而以杨树、侧柏、油松、仁用杏和刺槐5种人工林地的土壤质量提高最为明显,同龄树种中,杨树对土壤的恢复效果大于刺槐和油松.     

Impact of litter removal on soil characteristics under a Pinus caribaea stand

ABSTRACT

Forest productivity is dependent on soil quality, which in turn is related to litter; yet there is limited understanding of the relationships between litter and soil quality. The effects of litter removal treatment on tree growth and soil properties were examined in a Pinus caribaea stand with the aim of providing an understanding of consequences of litter removal on soil patterns. This knowledge is important for planning appropriate long-term forest management. Three pairs of 30 × 30 m² plots (each pair a control and treatment) were established in the center of a P. caribaea stand in April 2002. The controls were left undisturbed with an intact litter layer, while litter was removed monthly from treated plots. The diameter and height of the P. caribaea decreased and soil quality was degraded over the experimental period in litter-removed (treated) plots. Litter removal also produced a significant increase in soil bulk density at 0–20 and 20–40 cm depths. The capillary porosity, capillary moisture capacity, and natural water content in controls at 0–20 and 20–40 cm depths were significantly greater than treated plots. The non-capillary porosity in controls at the 0–20 cm depth was also significantly higher than treated plots. The organic carbon, total nitrogen (N), total potassium (K) and alkalized N content in each layer, and available P and exchangeable K at 0–20 and 40–60 cm depths in control plots were significantly greater than litter-removed plots. The numbers of bacteria at 0–20 and 40–60 cm depths and of fungi at 20–40 and 40–60 cm depths were higher in control than treated plots. The number of actinomyces and urease, catalase, and acid phosphatase activities in controls at each depth were significantly greater than litter-removed plots.     

基于Meta分析的土壤呼吸对凋落物输入的响应

凋落物输入是影响土壤呼吸的一个重要因素,然而从国内外目前研究结果来看,土壤呼吸响应凋落物输入的影响因素尚不清楚。利用国内外已发表的30篇研究论文共1393对有效数据,通过Meta分析,从凋落物管理措施、气候、植被、地形、土壤理化性质等因素揭示凋落物输入对土壤呼吸的影响程度。研究发现:与清除凋落物处理相比较而言,(1)凋落物输入后显著增加了土壤呼吸,且土壤呼吸的增加程度呈现出倍增凋落物处理是自然凋落物处理的1.33倍;(2)不同气候条件下的土壤呼吸增加程度呈现出强降雨(>1000 mm)是微弱降雨(<1000 mm)的1.34倍,以及高温气候(>20℃)是低温气候(<20℃)的1.7倍;(3)土壤呼吸的增加程度在不同植被带下呈现出针叶林带(34.1%)>阔叶林带(28%)>混交林带(22%)>草地(17.3%)的趋势;(4)不同海拔梯度条件下土壤呼吸的增加程度呈现出高海拔(59.6%)>中海拔(34.2%)>低海拔(26.7%)的趋势;(5)不同土壤理化性质条件下的土壤呼吸增量呈现出低容重(77.5%)分别是中容重(26.9%)和高容重(18.0%)的2.9倍和4.3倍,同时中性土壤(79.6%)的呼吸增量远远大于酸性(28.2%)和碱性(24.1%)土壤的呼吸增量,以及高土壤碳氮比(81.2%)的土壤呼吸增量远远大于低土壤碳氮比(19.4%)和中土壤碳氮比(29.6%)的土壤呼吸增量。由此可见,凋落物输入后会导致土壤呼吸的显著增加,但是不同气候、不同植被、不同地形、不同土壤理化性质等条件下其土壤呼吸增加的幅度不同。     

Potassium, phosphorus, or nitrogen limit root allocation, tree growth, or litter production in a lowland tropical forest

We maintained a factorial nitrogen (N), phosphorus (P), and potassium (K) addition experiment for 11 years in a humid lowland forest growing on a relatively fertile soil in Panama to evaluate potential nutrient limitation of tree growth rates, fine-litter production, and fine-root biomass. We replicated the eight factorial treatments four times using 32 plots of 40 x 40 m each. The addition of K was associated with significant decreases in stand-level fine-root biomass and, in a companion study of seedlings, decreases in allocation to roots and increases in height growth rates. The addition of K and N together was associated with significant increases in growth rates of saplings and poles (1-10 cm in diameter at breast height) and a further marginally significant decrease in stand-level fine-root biomass. The addition of P was associated with a marginally significant (P = 0.058) increase in fine-litter production that was consistent across all litter fractions. Our experiment provides evidence that N, P, and K all limit forest plants growing on a relatively fertile soil in the lowland tropics, with the strongest evidence for limitation by K among seedlings, saplings, and poles.     

武夷山自然保护区常绿阔叶林优势种对土壤呼吸的影响

为揭示森林土壤呼吸异质性的影响因素,以武夷山自然保护区常绿阔叶林优势种甜槠(Castanopsis eyrei)、细叶青冈(Cyclobalanopsis tenuifolia)、米槠(Castanopsis carlesii)为研究对象,采用LI-8100碳通量系统测定土壤呼吸速率及其影响因子土壤温度、土壤含水量值,比较不同龄级树种土壤温度、土壤含水率、土壤呼吸速率在不同海拔的差异.结果显示,3种常绿阔叶林优势种中甜槠在海拔700 m土壤呼吸速率最高,为4.75μmol m^-2s^-1,米槠在海拔540 m处土壤呼吸速率最高,为3.12μmol m^-2s^-1;细叶青冈在海拔850 m处土壤呼吸速率最高,为4.39μmol m^-2s^-1.无论是单因素模型(自变量为土壤温度)还是双因素模型(自变量为土壤温度和土壤含水率)拟合结果均体现自变量与土壤呼吸速率呈极显著相关关系(P <0.01).不同龄级甜槠、细叶青冈、米槠土壤呼吸速率变化并不显著(P> 0.05),树种差异对土壤呼吸速率变化不显著(P> 0.05).随着海拔升高,温度敏感性指数Q10增大,高海拔地区Q10值显著高于低海拔地区(P <0.05).因此,在中亚热地区常绿阔叶林带中,土壤呼吸速率的变动主要受土壤温度影响,高海拔地区可能释放更多CO2,上述结果丰富了中亚热带森林土壤碳汇研究.(图6表3参47)     

城市绿地土壤呼吸时空变异及其影响因素

2012年7月-2012年12月,采用LI—COR-8100测定了柳树、圆柏和杏树3种北京绿化树木的土壤呼吸速率,并分析了生物因子和非生物因子对土壤呼吸的影响。结果表明：3个树种的土壤呼吸速率平均值为：柳树3．53μmol／（m2·s）,圆柏2．68μmol（m2·s）,杏树2．38μmol／（m2·s）;3种树木土壤呼吸速率呈现相似的月动态,与温度呈极显著指数相关,而与土壤水分相关性不显著。8月柳树和圆柏的土壤呼吸显著高于杏树;9月柳树的土壤呼吸显著高于圆柏和杏树;10—11月3种树木之间差异性不显著。8—9月土壤呼吸速率和温度、树木胸径、总碳、总氮、有机碳及硝态氮显著相关,而与碳氮比、叶面积指数呈极显著负相关。逐步回归分析表明,8—9月间3种树木的土壤呼吸主要受到树木胸径和叶面积指数的影响,模型解释率为42．0％（p=0．001）。     

Effects of tidally mediated litter moisture content on decomposition of Spartina alterniflora and S. patens

Relationships between flooding frequency, flooding duration, litter moisture levels, and litter decay rates were investigated across the natural hydrologic gradient common to intertidal salt marshes. The effects on litter decay of natural and experimental alterations of litter moisture content were assessed in both field litterbag experiments (conducted in a southern New Jersey salt marsh from 1989 to 1990) and laboratory incubations (1990). Overall, tidally mediated litter moisture content was the dominant factor controlling litter decay throughout the vegetated marsh. Rates of carbon loss were most closely related to litter moisture levels (r=0.84), which were directly related to flooding frequency (r=0.66) and duration (r=0.63). Litter moisture levels were related to elevation within the tidal range due to increasing surface levation from creekbank to high marsh (ca. 54 cm) and height of litter above the sediment surface. Carbon losses from litter of short and tall form Spartina alterniflora Loisel. and S. patens (Aiton) Muhl. along the marsh elevation gradient indicate that while some of the variations in decay rates may be due to litter type, litter moisture accounted for most of the observed variation between marsh zones and within each litter type. Mousture levels are also affected by the water retention capacity of each litter type, which may also secondarily influence decay rates. Short-term incubations of litter indicated that CO₂ evolution was positively related to moisture content with negligible respiration at moisture levels below 15% (fresh mass), increasing to a maximum between 65 and 75% depending upon litter type. Since most Spartina spp. litter remains above the marsh surface where it maintains a lower moisture content than surface litter, the use of surface litterbags may overestimate rates of carbon loss in some systems. In addition, since changes in elevation of only a few centimeters had significant effects on both litter moisture levels and decay rates, slight changes in tidal regime may have important consequences for organic matter cycling in salt marshes by affecting litter decomposition processes.     

不同载畜率对短花针茅荒漠草原土壤呼吸的影响

草地是我国最大的陆地生态系统,土壤呼吸是草地碳循环研究的重要内容,是土壤碳库输出的主要方式,影响大气中CO2浓度变化。放牧是草地主要利用方式之一,通过动物采食和践踏,改变植被冠层结构,对土壤理化性质、土壤有机质和土壤微生物产生影响,进而改变土壤呼吸速率。为探究不同载畜率对短花针茅（Stipa breviflora）荒漠草原土壤呼吸速率的影响,2011—2012年用Li-8100开路式碳通量测定系统,对生长季内（6—10月）4个不同载畜率处理下的土壤呼吸进行测定,测定周期为2周1次。辅助测定地下10 cm的土壤温度及土壤湿度,并分析土壤呼吸与土壤温、湿度的关系。结果表明：1）2011年不同载畜率对土壤呼吸速率无显著影响,表现为对照〉中度放牧〉轻度放牧〉重度放牧的变化趋势。2012年与对照（1.6μmol·m-2·s-1）相比,重度放牧（1.07μmol·m-2·s-1）显著降低土壤呼吸速率。总体而言,2011年土壤呼吸速率低于2012年,但差异不显著。2011年土壤温度（20.73℃）显著高于2012年（14.38℃）,不同处理间无显著差异,重度放牧区偏高。2012年土壤湿度（7.24%）显著高于2011年（4.11%）,对2年数据整体分析发现,轻度放牧区土壤湿度显著低于对照和中度放牧。2011年土壤湿度变化趋势为中度放牧〉对照〉重度放牧〉轻度放牧。2012年,轻度放牧土壤湿度最小,各处理间差异不显著。2）2011年,土壤呼吸与土壤温度月动态无明显规律,与土壤湿度呈现相反的变化趋势。2012年土壤呼吸的月动态与土壤温、湿度变化趋势相似。3）2011年,土壤呼吸速率随温度升高出现波动,与土壤湿度呈负相关。2012年,土壤呼吸速率随土壤温、湿度升高而增大。在干旱年份,降水减少会掩盖放牧对土壤呼吸的影响;在降雨较多的年份,重度放牧显著降低土壤呼吸速率。     

The impacts of Robinia pseudoacacia litter cover and roots on soil erosion in the Loess Plateau,China

The impacts of vegetation on soil erosion are closely associated with the combined effects of above- and below-ground components. In this study, we explore the effects and contributions of Robinia pseudoacacia litter cover and roots on soil erosion. Experiment sites under natural conditions with vegetation cover, plant roots and bare ground plots were investigated for overland flow discharges of 0.5, 1.0 and 2.0?L?s^?1 and slope gradients of 8.7%, 17.6%, 26.8%, 36.4% and 46.6%. Results indicate that litter cover and roots have a significant impact on sediment reduction; soil loss was reduced by about 57% and plant roots had a greater impact on the reduction of soil erosion than litter cover. The combination of litter cover and plant roots had a significant effect on decreasing K_r, increasing τ_c and consequently strengthening soil resistance capacity to erosion. When plants and roots existed on the slopes, K_r decreased by 81% and 66%, and τ_c increased by 319% and 246%, respectively, in comparison with bare slopes. These results illustrate the importance of high-forest in controlling soil erosion by quantifying the specific contributions of litter cover and plant roots in erosion reduction in the Loess Plateau.     

土壤温度和湿度对鲁东南杨树人工林土壤呼吸的协同影响

利用GXH．3051红外C02气体分析仪结合自制密闭箱对鲁东南中龄杨树人工林（MAP）和成熟杨树人工林（MP）土壤呼吸、自养呼吸和异氧呼吸进行了为期2a的定位研究,分析土壤温度和湿度与土壤呼吸的关系及动态变化,探讨土壤温度和湿度对土壤呼吸的协同影响。结果表明,（1）MAP和MP土壤呼吸具明显的季节特征,均呈单峰变化,7月达到高峰,分别为4．43和3．55μm01·m-2．s-1,1月处于低谷,分别为0．72和0．54tmaol·m-2．S-1。（2）土壤温度与土壤呼吸的关系可用指数模型R=ae加’进行拟合,土壤湿度与土壤呼吸的关系可用线性模型R=aW＋b进行拟合。（3）土壤温度和湿度与土壤呼吸的综合关系可用非线性模型R=aebrWc较好地拟合,共同解释了MAP和MP不同年份土壤呼吸、自养呼吸和异氧呼吸的83．3％－85．1％、71％－79．2％、58．6％－76．5％和82．4％－88．3％、68．9％－78．2％、50．2％－78．2％,双因素模型明显优于仅考虑土壤温度或土壤湿度的单因素模型,表明鲁东南杨树人工林土壤呼吸主要受土壤温度和土壤湿度的协同影响。     

温度和水分对羊草草原土壤呼吸温度敏感性的影响

采用静态暗箱-气相色谱法对内蒙古锡林河流域羊草(Leymus chinensis)草原土壤呼吸进行测定,研究了温度和水分条件对土壤呼吸温度敏感性系数Q_(10)值的影响.结果表明羊草草原土壤呼吸与5cm地温具有很好的指数关系(r~2=0.338～0.858,P<0.001～0.08),Q_(10)介于1.15～2.25之间,均值为1.72.Q_(10)值与5 cm地温呈负相关关系(r~2=0.407),而与0～10 cm土壤水分含量呈显著的二次函数关系(r~2=0.872,P<0.05).在较低含水量时Q_(10)值随着水分含量的上升而增大,当土壤水分含量较高时转而减小.以往大多数研究认为Q_(10)值与土壤水分含量呈正相关关系,这可能是土壤水分跨度不足造成的,极端的水分条件对Q_(10)值具有重要影响.