夜间增温和施肥对亚高山针叶林土壤呼吸的短期影响

开展土壤呼吸对全球气候变化的响应研究对预测全球碳循环具有重要作用.采用红外辐射加热器模拟增温结合外施氮肥的方法,研究川西亚高山针叶林两种主要树种幼苗——云杉(Picea asperata)和岷江冷杉(Abiesfaxoniana)土壤呼吸动态变化对增温和施肥的短期响应.结果表明:在试验处理期间(2008年9月～2009年7月),空气平均温度和5 cm土壤平均温度分别比对照提高了2.03℃和4.10℃.两种幼苗样地土壤呼吸速率在各处理下都表现出明显的季节和日动态.增温对两种幼苗土壤呼吸速率的影响总体表现为促进作用,而施肥处理则表现为抑制效应.但两种幼苗土壤呼吸对增温和施肥处理的响应又存在一定的差异,且与季节密切相关.增温使云杉幼苗土壤呼吸年通量在非施肥和施肥条件下分别增加了22.30%和8.82%,而使冷杉土壤呼吸速率年通量分别仅增加了4.85%和4.45%.两种幼苗在各处理下土壤呼吸速率与地下5 cm土壤温度之间具有显著的指数关系.增温和施肥处理均提高了两种幼苗土壤呼吸速率的Q10值,但云杉幼苗土壤呼吸对温度变化的响应比冷杉更为敏感.总之,不同树种土壤呼吸特征对全球气候变化的响应差异进一步增加了对该区森林碳源/汇功能预测的不确定和复杂性,其内在机理有待进一步深入研究.     

川西亚高山3种典型森林土壤氮矿化特征

采用室内培养法对川西亚高山3个典型森林群落(天然林、云杉人工林和桦木次生林)有机层和矿质层土壤铵态氮(NH_4~+-N)、硝态氮(NO_3~--N)积累量及净氮矿化速率进行测定.结果表明:培养4周后,天然林、云杉人工林和桦木次生林土壤有机层铵态氮含量分别增加356.85%、258.33%和176.81%,硝态氮含量分别增加872.92%、326.25%和120.32%,净氨化速率、净硝化速率和净氮矿化速率总体表现为天然林桦木次生林云杉人工林.方差分析表明,森林类型和土壤层次及其交互作用对土壤无机氮积累量和矿化速率均有显著影响.土壤净氮矿化速率和土壤初始化学性质之间存在显著相关关系.综上所述,森林转化显著影响川西亚高山森林土壤氮矿化潜力,主要体现在土壤有机层;川西亚高山土壤净氮矿化速率在很大程度上受控于底物数量和质量.     

粗枝云杉不同径级根系分解过程中4种养分元素的释放特征

植物根系分解是养分元素进入土壤的重要途径之一.为了解径级对根系分解过程中养分元素释放的潜在影响,以川西亚高山针叶林中的粗枝云杉(Picea asperata)为对象,采用原位分解试验,研究云杉3个径级(0-2 mm,2-5 mm和5-10 mm)根系分解过程中钾(K)、钠(Na)、钙(Ca)和镁(Mg)元素的浓度、残留率和释放率动态特征.结果表明:4种元素在冬季和生长季节释放模式不同,除Na和Ca外,其他两种元素冬季的释放率大于生长季;径级对根系元素浓度和残留率有显著影响,随着径级的增大,元素浓度通常会降低,元素残留率则有增加的趋势,K和Ca尤为明显;分解两年后,K、Na、Ca和Mg分别释放了84%-87%、62%-70%、2%-26%和34%-56%.综上所述,径级显著影响川西亚高山粗枝云杉根系养分元素的释放特征,径级效应与元素种类和季节动态有关联.(图3表1参51)     

桂林尧山地区20年生桉树林土壤呼吸昼夜变化特征

以桂林尧山地区20年生桉树林为研究对象,于2013年1—11月,分春、夏、秋和冬4个季节对土壤呼吸速率及环境因子日变化进行24 h的动态监测。结果表明:(1)20年生桉树林土壤呼吸具有明显日变化特征,呈单峰或双峰曲线形式。4季土壤呼吸速率均在17:00—19:00达最大值,在次日05:00—09:00达最小值。白天土壤呼吸速率变化较大,夜间变化较小;(2)4个季节土壤总呼吸速率之间存在显著差异(P0.05),从大到小依次为夏、春、秋和冬季,自养呼吸贡献率从大到小依次为春、冬、夏和秋季;(3)土壤总呼吸、自养呼吸和异养呼吸速率与土壤温度均呈显著正相关关系(P0.01),土壤温度分别可解释土壤总呼吸、自养呼吸和异养呼吸变化的64.18%、15.43%和83.58%;(4)土壤总呼吸、自养呼吸和异养呼吸速率与土壤含水量间呈显著正相关关系(P0.01),土壤含水量在一定范围内对土壤呼吸起促进作用。     

土壤温湿度对北京大兴杨树人工林土壤呼吸的影响

采用Li-cor-8150土壤呼吸测定系统,对北京大兴杨树人工林(欧美107,Populus×euramericana cv."74/76")土壤CO_2释放通量、土壤温度和水分进行了为期1年(2007)的定位连续观测,系统研究土壤温度(T_S)和土壤含水量(w)对土壤呼吸速率(R_s)的影响.结果表明:(1)土壤呼吸速率日变化呈单峰曲线,具有明显的白天高,夜间低的规律.非生长季土壤呼吸速率较低,自5月份土壤呼吸速率上升,8月份达到最大值.(2)土壤温度是影响土壤呼吸速率的主要因素,用指数模型解释全年过程中土壤温度对土壤呼吸速率变化的能力为69%.在低温段(<0℃)土壤呼吸速率随土壤温度升高而下降,而在土壤温度>0℃条件下土壤呼吸速率与土壤温度表现为正相关.土壤呼吸速率随土壤含水量上升表现出先升高后降低的趋势,三次方程模拟表明土壤水分的贡献率为33%,而当土壤含水量低于9.5%时,土壤水分的贡献率上升到51%.(3)土壤温、湿度共同作用于土壤呼吸,在不同含水量区间土壤呼吸对土壤温度的响应程度不同:在4%～10%土壤含水量范围内.土壤温度与土壤呼吸的指数模型的R~2达到0.86,而在土壤水分较高或较低时,其相关系数仅为0.6.土壤温度是影响土壤呼吸速率变化的主导因素,当土壤含水量过低或过高时,土壤温度的主导作用相对减弱,土壤含水量的影响作用相对加强.土壤呼吸的温度敏感性受土壤温度区间和水分区间的综合影响,用指数模型模拟土壤温湿度对土壤呼吸的影响不能很好的模拟土壤湿度的作用,所以单一模型并不是描述土壤温湿度对土壤呼吸的共同影响的最优模型,而多种模型复合的数学模型有待进一步研究.     

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。     

川西亚高山森林两种优势树种不同径级根系腐殖化特征

亚高山森林根系腐殖化是地下土壤形成和碳吸存的重要途径之一,并可能受到根系直径和物种类型的影响.对川西亚高山两个优势林木粗枝云杉(Picea asperata)和岷江冷杉(Abies faxoniana)细根(直径≤2 mm)、中根(直径2-5 mm)和粗根(直径5-10 mm)的腐殖化特征进行分析.结果表明:粗枝云杉和岷江冷杉腐殖质碳、富里酸碳、胡敏酸碳含量受根系径级的显著影响,并随根系径级增大而减少.表征腐殖化度的两个指标(Δlog K和E4/E6)在两个林木之间差异显著,粗枝云杉腐殖化程度高于岷江冷杉.单因素方差分析表明粗枝云杉和岷江冷杉腐殖化度受根系径级显著影响,随径级的增大呈减小趋势.两种林木细根、中根和粗根的腐殖化度分别为40.13%-41.66%、36.13%-38.86%、27.19%-27.51%.综上所述,川西亚高山森林林木细根更有利于腐殖化.     

黄土高原人工刺槐林土壤呼吸及其与土壤因子的关系

利用Li-cor 6400-09测定了黄土高原地区人工刺槐林(Robinia pseudoacacia L)的土壤呼吸速率;同时,对土壤呼吸测定点的土壤温度(土层深度0、5、10和15 cm)、土壤含水量、土壤空隙度和土壤C和N等土壤因子进行了测定.结果表明,黄土高原人工刺槐林地土壤呼吸速率有显著的空间变异性;土壤温度、土壤水分、土壤空隙度和土壤有机C显著的影响着土壤呼吸速率变化,分别可以单独解释土壤呼吸速率变化的86、82、89和85%.偏相关分析和通径分析表明,土壤水分和土壤温度之间有较为密切的相关关系(偏相关系数为0.321),土壤水分与土壤呼吸间的正相关关系是由于温度变化所引起;土壤空隙度和有机C具有密切的相关关系(偏相关系数为0.99),空隙度和有机C对土壤呼吸速率变化具有最大的决定力(通径系数最大＞30).多元回归分析表明,包含土壤水热因子和土壤空隙度及有机C的回归模型能较好的解释土壤呼吸速率变化(R2=0.938,P＜0.001).     

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.     

川西亚高山针叶林云杉和冷杉生长季和非生长季叶片碳氮磷化学计量特征

以川西亚高山针叶林主要优势树种粗枝云杉(Picea asperata)和岷江冷杉(Abies faxoniana)为研究对象,通过比较叶片碳(C)、氮(N)、磷(P)浓度及其化学计量比在生长季(8月)和非生长季(1月)的特征,分析其变化规律并对碳氮磷进行相关性分析.结果显示,云杉和冷杉叶片C、N、P浓度及其计量比均受到采样季节的显著影响,云杉和冷杉叶片C浓度均表现为生长季显著高于非生长季,生长季云杉N浓度显著低于非生长季,生长季云杉和冷杉P浓度均显著低于非生长季.C:N、C:P以及N:P均表现为生长季显著高于非生长季.生长季云杉和冷杉叶C:N:P质量比分别为407:13:1、447:14:1,非生长季C:N:P质量比分别为274:11:1、235:9:1.仅C浓度存在显著的树种间差异,表现为非生长季云杉叶片C浓度显著低于冷杉.两树种叶C、N、P浓度相关性分析结果表明云杉和冷杉叶片C浓度与N浓度、P浓度呈显著负相关,N浓度和P浓度呈显著正相关.本研究表明云杉和冷杉叶中C、N、P化学计量特征主要受生长季节影响,但若要全面了解川西亚高山针叶林C、N、P化学计量特征,还需长期研究并与林下土壤C、N、P化学计量比结合起来讨论分析.     

鸡公山麻栎林和水杉林不同凋落物处理下土壤呼吸对降雨强度的响应

降雨脉冲对土壤呼吸具有瞬间的激发效应,地表凋落物是土壤有机碳的重要来源,并影响降雨的下渗过程和土壤含水量。降雨对土壤呼吸的激发效应是否受地表凋落物的影响?这一问题目前尚不清楚。针对我国亚热带-暖温带气候过渡区麻栎(Quercus acutissima)林和水杉(Metasequoia glyptostroboides)林2种林型开展不同凋落物输入水平(对照、添加凋落物和去除凋落物)下模拟降雨事件对土壤呼吸影响研究,以阐明不同凋落物条件下土壤呼吸对降雨脉冲的响应规律。结果表明:就麻栎次生林而言,对照、添加凋落物和去除凋落物处理土壤呼吸速率在降雨10 min时均达到峰值,分别为4.72、11.68和5.12μmol·m~(-2)·s~(-1),添加凋落物增强了降雨脉冲的激发效应,去除凋落物与对照处理土壤呼吸速率在降雨事件后无显著差异(P0.05)。地表凋落物层对麻栎次生林在降雨后的土壤呼吸速率变化具有重要影响。水杉林3种凋落物水平下土壤呼吸均不存在降雨激发效应,且凋落物添加与去除均显著降低水杉林土壤呼吸速率(P0.05)。麻栎林土壤呼吸与土壤湿度呈显著正相关关系(P0.05或P0.01)。水杉林添加凋落物条件下土壤呼吸速率与土壤温度呈显著正相关关系(P0.05)。该研究表明土壤呼吸对降雨脉冲的响应与森林类型、地表凋落物覆盖与否有密切关系,因此森林生态系统碳循环的变化除了考虑气候变化以外,还必须考虑林型和地表凋落物状况。     

不同植被类型对土壤理化性质和土壤呼吸的影响

不同植被类型影响地表覆盖和土壤特性,进而可能会改变生态系统碳循环。为了揭示植被类型对土壤理化性质和土壤呼吸碳排放的影响,本文通过测定并分析大兴安岭南段蒙古栎(Quercus mongolica)林、林缘草地、华北落叶松(Larix pricepis-ruprechtii)人工林、山杏(Armeniaca sibirica)灌丛和山荆子(Malus baccata)林5种植被类型的土壤理化性质和土壤碳通量,探讨了不同植被类型中土壤特性和土壤呼吸的变化。结果表明,土壤全氮、速效磷和有机碳均表现为山荆子林显著高于其他植被类型。生长季的土壤温度呈单峰趋势,在8月份达到最高;土壤含水量呈先升高后下降再升高的趋势,其范围在0.77~1.18 cm~3·cm~(-3)之间;土壤呼吸速率与土壤温度的变化趋势一致,各植被类型均在8月份达到峰值,以山杏灌丛的土壤呼吸速率最大(9.778μmol·m~(-2)·s~(-1)),分别是山荆子林、林缘草地、蒙古栎林和华北落叶松人工林的1.25、1.37、1.84和1.87倍。单因素方差分析表明,生长季的各个月份的土壤呼吸速率在不同植被类型间有显著差异;华北落叶松人工林生长季土壤呼吸的排放量最低;生长季土壤呼吸速率与土壤温度和含水量均呈显著正相关关系。因此,大兴安岭南段的不同植被类型是影响生长季土壤碳排放的主要生物因子,而土壤温度是其主要的非生物因子。该研究可为植被类型的科学管理提供科学依据,对植被碳排放的进一步理解具有一定的意义。     

西双版纳热带季节雨林土壤呼吸季节动态及驱动因素

季节雨林是西双版纳热带森林生态系统中原始林,本研究采用挖壕沟法与红外气体分析法研究了西双版纳热带季节雨林土壤呼吸,包括根系呼吸、异养呼吸的干湿季动态变化,旨在为准确估算中国热带碳收支提供基础数据。结果表明,(1)西双版纳热带季节雨林所在的土壤温度和土壤湿度存在显著的季节变化规律,均呈倒"V"型变化趋势。不同季节0-5 cm土壤温度和湿度均显著高于5-10cm;土壤温度和湿度随着季节的变化呈先增加后降低趋势,在夏季达到最大,在冬季最小。(2)西双版纳热带季节雨林土壤总呼吸(R_s)、自养呼吸(R_a)及异养呼吸(R_h)具有明显的分层现象和季节性规律,从分层来看,不同季节0-5cm土壤总呼吸(R_s)、自养呼吸(R_a)及异养呼吸(R_h)均高于5-10cm土层;从季节性规律来看,土壤总呼吸(R_s)、自养呼吸(R_a)及异养呼吸(R_h)随着季节的变化呈先增加后降低趋势,在夏季达到最大,在冬季最小。(3)西双版纳热带季节雨林土壤总呼吸与土壤温度呈显著的指数关系,与土壤湿度呈显著的二次曲线关系,其决定系数R~2分别为0.32-0.46和0.29-0.40(P0.05),明显低于土壤呼吸速率与土壤温度关系方程的R2值,这表明土壤呼吸速率与土壤含水量之间的相关性较弱。(4)主成分分析表明,第一主成分对原始变量的解释贡献了总方差的64.18%,负荷值最高的几个指标分别为有机碳、全氮和转化酶,第二主成分为全氮、全钾和转化酶,说明土壤温度、有机碳、全氮和蔗糖酶是西双版纳热带季节雨林土壤呼吸的主要影响因子。     

兴安落叶松林土壤呼吸及组分的变化特征

采用挖壕法断根对兴安落叶松（Larix gmelinii）林土壤呼吸的组分进行分离,利用静态箱/碱液吸收法对土壤呼吸以及各组分的呼吸速率及10 cm土层的土壤温度和土壤含水量进行测定。研究兴安落叶松林土壤呼吸及其组分的日动态和季动态变化特征,阐明大兴安岭地区兴安落叶松林土壤呼吸及其组分的变化规律及其与土壤温度、土壤含水量两个影响因子之间的关系。研究结果显示,①兴安落叶松林土壤呼吸、异养呼吸和自养呼吸都呈现明显的日变化和季节变化规律,日变化曲线均呈单峰型,自养呼吸速率的日变化较平缓,其最大值与土壤呼吸、异养呼吸和土壤温度的时间比较出现滞后现象：在生长季土壤呼吸和异养呼吸月平均呼吸速率值的排列顺序依次为：7月>8月>9月>6月,而自养呼吸月平均呼吸速率值的排列顺序依次为：8月>7月>9月>6月。②兴安落叶松林中土壤呼吸速率、异养呼吸速率和自养呼吸速率与10 cm土壤温度之间均成指数相关关系,通过计算得出Q10值分别为1.69、1.97和1.24,与其他地区的研究结果相比温度敏感性偏低。土壤呼吸、异养呼吸和自养呼吸与土壤含水量有相关性但不显著。③异养呼吸和自养呼吸对土壤总呼吸的贡献率分别约为63％、37％,该地区土壤异养呼吸所占比例接近于自养呼吸的两倍。     

川西亚高山3种典型森林土壤碳矿化特征

为了解森林转化对土壤碳矿化过程的影响,采用室内培养法对川西亚高山3种典型森林(天然林、桦木次生林和云杉人工林)土壤碳矿化过程进行219 d的动态监测.结果表明,3种森林土壤碳矿化速率随培养时间增加而下降,矿化积累量随时间增加而增加,土壤有机层碳矿化速率和积累量均显著高于对应矿质土壤层;在土壤有机层,天然林和桦木次生林土壤碳矿化速率和积累量均显著高于云杉人工林,而在矿质土壤层3种森林无显著差异.培养结束时,3种森林有机层矿化积累量占总有机碳比值分别为11%、8%和11%,矿质土壤层分别为4%、6%和4%.森林群落、土壤层次和培养时间及三者交互作用对土壤碳矿化和积累量均有显著影响.土壤生物化学特性与土壤碳矿化率和积累量显著相关.单指数模型能很好地拟合土壤碳矿化特征.综上所述,森林转化对川西亚高山土壤碳矿化影响显著,主要表现在土壤有机层.     

大气CO2体积分数升高环境温度与土壤水分对农田土壤呼吸的影响

植物-土壤生态系统土壤呼吸与温度、水分环境因子的关系对评价目前大气CO2浓度持续升高背景下陆地生态系统土壤碳库的变化趋势具有重要意义.依托FACE(free air carbon dioxide enrichment)技术平台,利用阻断根法,采用LI-6400红外气体分析仪(IRGA)-田间原位测定的方法,研究了大气CO2体积分数升高对稻(Oryza sativa L.)/麦(Triticum aestivum L.)轮作制中麦田的土壤呼吸、基础土壤呼吸和呼吸主要影响因子,分析了大气CO2体积分数升高后温度与水分对土壤呼吸的影响.结果表明,在整个测定期间,土壤呼吸与基础土壤呼吸速率呈明显的季节变化,与气温和土壤温度季节变化趋势基本一致,呼吸速率与温度具有显著的相关性,是影响土壤呼吸的控制性因素;呼吸速率与土壤含水量无显著的相关性,土壤水分是研究区麦田土壤CO2排放的非限制性因素,且温度与土壤含水量间的交互效应对土壤呼吸的影响不显著.基础土壤呼吸比作物下的土壤呼吸更易受温度影响,土壤温度比气温能更好地解释土壤CO2排放的季节性变化.而CO2体积分数增加降低了温度与呼吸速率间的相关系数和Q10,表明温度对土壤CO2排放的影响程度下降.但高CO2体积分数环境中植物-土壤生态系统的土壤呼吸对温度增加敏感性的降低,有利于减缓土壤碳分解损失的速度.结果有助于评价未来高CO2体积分数气候变暖背景下植物-土壤系统下的农田生态系统土壤碳的固定潜力.     

模拟氮沉降对武夷山亚热带常绿阔叶林土壤呼吸的影响

大气氮沉降是全球变化的焦点问题之一,为研究大气氮沉降对森林生态系统土壤呼吸的影响,在武夷山亚热带常绿阔叶林进行人工模拟氮沉降,设置对照(N0,0 kg·hm~(-2)·a~(-1))、低氮(N1,50 kg·hm~(-2)·a~(-1))、中氮(N2,100 kg·hm~(-2)·a~(-1))和高氮(N3,150 kg·hm~(-2)·a~(-1)),采用Li-6400分析系统测定土壤呼吸速率,同时测定土壤温度和土壤含水量,探讨氮沉降的背景下土壤温度和土壤含水量与土壤呼吸的关系。结果表明,(1)亚热带常绿阔叶林土壤呼吸速率具有明显的季节动态变化,土壤呼吸速率均为1月最低,8月最高。(2)常绿阔叶林土壤总呼吸存在明显的季节格局,总体呈单峰型,其峰值均出现在8月,重复测量方差分析结果显示,在生长季,氮沉降对土壤总呼吸均无显著影响(P0.05)。(3)常绿阔叶林土壤总呼吸与土壤温度呈显著的指数关系,其响应具体表现在,低高氮(N1,N3)处理和中氮(N2)处理在一定程度上分别提高和降低了土壤呼吸Q_(10)。N0、N1、N2、N3处理下土壤总呼吸的Q_(10)分别为1.52、1.57、1.44、1.56;土壤呼吸速率与0~5 cm和5~10 cm土层土壤含水量之间的关系用二次曲线拟合的效果最好,其决定系数R~2分别为0.156~0.354和0.239~0.387,明显低于土壤呼吸速率与土壤温度关系方程的R~2值,这表明土壤呼吸速率与土壤含水量之间的相关性较弱,由此可知土壤含水量对土壤呼吸的影响远小于土壤温度对土壤呼吸的影响。(4)N0、N1、N2和N3处理的土壤总呼吸年碳排放量分别为5.67、5.98、6.22和4.22 t·hm~(-2)·a~(-1),低氮和中氮处理的排放比对照高出5.46%和9.70%,低氮促进了土壤呼吸年通量,而高氮抑制了土壤呼吸年通量;方差分析结果表明,氮沉降对土壤呼吸、异养呼吸年通量有显著影响,其中N2对土壤呼吸、异养呼吸年通量影响最大(P0.05)。     

黄土丘陵区4种植被类型土壤呼吸季节及年际变化

土壤碳库是陆地生态系统中的最大碳库,通过土壤呼吸向大气排放CO2是土壤碳固存的重要支出项.以黄土丘陵区4种典型植被类型(天然辽东栎林、人工刺槐林、天然侧柏林、天然灌丛)为研究对象.在各植被类型中设置20m×20 m的样方,在每个样方的四角和中心分别设立一个PVC环,测定分析3个生长季(2011、2013、2014年)林地土壤呼吸特征及其对主要环境因子的响应.结果表明,各林地生长季内土壤呼吸表现出明显的季节变化规律,前期较低,中后期达到较高水平,4种植被类型呈现大致相同的变化趋势.不同植被类型间土壤呼吸水平存在一定差异,总体表现为辽东栎林侧柏林灌丛刺槐林.3个生长季土壤呼吸速率在植被类型间的变异系数较年际的变异系数低.4种植被类型的土壤温湿度与土壤呼吸的相关关系都极显著(P0.01),但土壤呼吸速率对土壤湿度的响应更敏感,刺槐林尤为突出.用土壤温度和土壤湿度共同拟合土壤呼吸速率效果良好,可以较好地解释某种植被类型对环境条件的响应规律.综上,在黄土丘陵区,4种植被类型土壤呼吸具有明显的季节性;就年际变化来看环境因素对其影响大过植被类型间的影响;干旱半干旱地区土壤湿度对土壤呼吸的影响更显著,且土壤温度与土壤湿度共同拟合对土壤呼吸解释性更强.     

川西亚高山不同彩叶林土壤水稳性团聚体特征

彩叶林是川西亚高山地区重要的生态系统类型之一.以川西亚高山典型彩叶林为对象,研究彩叶林不同季节土壤有机层和矿质土壤层水稳性团聚体粒径组成和稳定性特征.结果表明:(1)彩叶林土壤水稳性团聚体各粒径占比总体呈现随团聚体粒径减小而降低的变化趋势,以2 mm团聚体最高,0.053-0.25 mm团聚体最低,土壤有机层和矿质土壤层2 mm团聚体分别占21.1%-54.3%和17.2%-60.0%.(2)土壤团聚体总量中大团聚体(0.25 mm)百分比(R_(0.25))占60%以上,土壤有机层R_(0.25)、团聚体平均重量直径(MWD)和几何平均直径(GMD)以糙皮桦-岷江冷杉林(BAF)最高;矿质土壤层R_(0.25)以BAF最高,MWD和GMD以白桦-云杉-川滇长尾槭林(BPA)最高;两个土层的土壤粒径分形维数(D)以BAF最低.(3)彩叶林类型变化显著影响土壤水稳性团聚体粒径组成、R_(0.25)、MWD、GMD和D,但采样时期、土层及其交互作用未显著影响土壤R_(0.25)、GMD和D.上述结果表明川西亚高山森林土壤水稳性团聚体粒径组成和稳定性特征随彩叶林类型变化明显不同,BAF具有较好的土壤团粒结构和稳定性.(图3表3参34)     

太岳山油松人工林土壤呼吸对抚育强度的响应

为了解不同抚育强度下土壤呼吸速率的差异及土壤温湿度对土壤呼吸速率的影响,利用LI-8100土壤CO2排放通量全自动测量系统测定山西太岳山油松人工林不同强度抚育后土壤呼吸速率,同时测量土壤表层10 cm处的温度和湿度.4块油松人工林样地的抚育强度分别为20%、30%、40%和50%,对4块抚育样地及1块对照样地进行3种处理:切根去凋、去凋和对照.结果表明:切根去凋处理条件下抚育样地与对照样地土壤呼吸速率无显著差异(P>0.05);去凋处理条件下抚育样地与对照样地土壤呼吸速率呈显著差异(P<0.01),抚育强度为20%、30%和40%样地6、7月的土壤呼吸速率显著高于对照样地(P<0.01);对照处理条件下,抚育样地与对照样地土壤呼吸速率呈显著差异(P<0.01),抚育强度为30%和40%样地6、7、8月的土壤呼吸速率显著高于对照样地(P<0.01).土壤温度和湿度与土壤呼吸速率显著相关(P<0.01),且共同解释了土壤呼吸速率变化的30%～74%,是影响土壤呼吸速率变化的重要环境因子.