珠江三角洲四种森林类型土壤CO2通量特征研究

采用开路式土壤CO2通量测量系统Li-8100&Li-8150对珠江三角洲地区尾叶桉(Eucalyptus urophylla)人工林、乡土树种恢复林、针阔叶混交林和常绿阔叶林4种林型的土壤CO2通量进行了观测。结果表明:4种森林类型年均土壤CO2通量为尾叶桉人工林(3.35μmol.m-2.s-1)>针阔叶混交林(2.66μmol.m-2.s-1)>乡土树种恢复林(2.09μmol.m-2.s-1)>常绿阔叶林(1.86μmol.m-2.s-1);旱季土壤CO2通量明显小于雨季。前3种森林类型凋落物呼吸处理表明,旱季对照组土壤CO2通量均小于相应的去除凋落物组、雨季则相反,全年的对比结果显示,3种森林类型的凋落物呼吸贡献分别达到1.3%、7.1%和10.8%。土壤CO2通量与10 cm土壤温度呈显著指数相关,且土壤CO2通量温度敏感指数表现为针阔叶混交林Q10最大(3.49),尾叶桉人工林Q10最小(1.95)。     

凋落物处理对森林地表CO2通量的影响及其调控机理

全球变化和森林演替可以导致森林地表凋落物数量和质量的变化,从而对森林地表 CO2通量产生影响。本实验对亚热带不同演替阶段的3种,即马尾松林（前期）、混交林（中期）和季风林（后期）进行地表凋落物去除、加倍与置换处理,利用静态箱气相色谱法测定地表CO2通量,并同步测定气温、土壤温度和湿度,分析凋落物质量和数量变化对森林地表CO2通量的影响及其调控机理。结果表明,（1）去除凋落物处理显著降低了不同演替阶段的3种森林地表CO2通量,而加倍凋落物处理可以增加森林地表CO2通量,但不同演替阶段增加的幅度不同,依次为：季风林＞马尾松林＞混交林。（2）置换凋落物对不同演替阶段的森林地表 CO2通量的影响不同,在演替后期的季风林中,置换混交林和马尾松林凋落物处理均增加地表CO2通量;在演替中期的混交林中,置换季风林和马尾松林凋落物均降低地表CO2通量。在演替前期的马尾松林中,置换季风林凋落物增加地表CO2通量,而置换混交林凋落物降低了地表CO2通量（3）结合测定的土壤温度和水分数据分析得出,凋落物处理引起森林地表 CO2通量的变化是通过处理凋落物质量和数量后改变森林地表水热条件来实现的。（4）3个林型的各种处理,地表 CO2通量与土壤温度均呈显著的指数相关关系,但不同处理不同地改变了森林地表土壤 CO2通量对温度的敏感性,即Q10值。     

荷木树干CO2释放通量的个体间差异及树干液流的效应

为研究荷木(Schima superba)个体间树干CO2释放通量(Es)的差异以及树干液流对Es的影响,提高森林生态系统呼吸计算准确性,利用红外气体分析仪及自制式气室于2009年湿季和干季监测了华南荷木人工林5棵样树的Es,并同步监测了树干温度(θs)、气温及液流密度.结果显示:θs与气温之间呈显著线形正相关;Es与树干温度之间存在显著指数函数关系;Es干湿季的差异显著,并呈现明显的季节变化;5株样树之间Es存在显著差异,平均Es分别为3.12、3.60、5.52、6.98、8.09μmol m-2 s-1;同时,样树之间树干CO2释放通量的温度系数(Q10)差异显著(1.97～4.24之间).Tree1、Tree2和Tree4白天的Es与液流速度(v)显著正相关,白天的标准化树干CO2释放通量(R25,温度为25℃时的Es)高于晚上.荷木Es个体之间及时间上的差异主要受树干温度、生长状况和液流速度的影响.图3表6参35     

艾比湖湿地典型植物群落土壤剖面CO2、CH4和N2O扩散通量研究

于2015年10月—2016年9月在艾比湖湿地鸟岛站,选取典型植物群落芦苇(Phragmites communis)、柽柳(Tamarix chinensis)和裸地对照组,每个月份通过气体原位采集系统对4个不同深度(0—10、10—20、20—40、40—60 cm)的土壤CO2、CH4和N2O进行采集,利用气相色谱...     

川西亚高山不同森林类型土壤酶活性对短期凋落物输入量变化的响应

凋落物输入是生态系统物质循环和能量流动的重要环节,在维持亚高山森林的"自肥"机制及生态系统结构和功能等方面具有不可替代的作用.为进一步了解川西亚高山森林土壤物质循环过程,以该地区典型森林为对象,通过进行凋落物输入控制试验,研究3种森林类型(阔叶林、针阔混交林和针叶林)不同时期(添加时间)凋落物输入变化对土壤碳(C)、氮...     

广西英罗港不同红树林群落土壤CO2和CH4通量对气温变化的响应

采用WEST-1011便携式土壤通量测量仪对广西北海英罗港自然保护区不同红树植物群落土壤的CO2和CH4排放通量特征以及其与气温的关系进行研究。结果表明,各群落土壤CH4通量的值都较小,在-2~3μmol.m-2.s-1之间;红海榄Rhizophora stylosa群落、木榄Brugiera gymmonhiza群落一天的CO2通量变化很小,秋茄Kandelia candel群落一天的CO2通量变化比较明显,最大值出现在19：00,为5.001μmol.m-2.s-1,桐花树Aegiceras corniculatum群落一天的CO2通量变化明显,最大值出现在11：00,为8.325μmol.m-2.s-1。排放通量与气温做相关性研究发现,气温与红海榄群落、木榄群落土壤CH4通量与气温呈不显著的正相关关系,与秋茄群落呈现极其显著的负相关关系,与桐花树群落呈显著的负相关关系;气温与红海榄群落、木榄群落、秋茄群落、桐花树群落的土壤CO2通量均呈不显著的负相关关系。     

黔中土壤CO2的释放特征及其影响因素

利用密闭箱-气相色谱法在20062007年对黔中地区退耕荒草地、灌丛、马尾松林、阔叶林土壤二氧化碳的释放通量进行原位观测.结果表明,各观测点均为CO2的源,释放通量介于C (119.2±62.0)～(199.7±72.2) mg·m-2·h-1,植被条件和土壤类型影响土壤CO2的释放通量.相同植被条件下,黄壤释放的CO2高于石灰土土壤.不同植被条件下,黄壤CO2的释放具有相同的季节变化规律,夏季最高而冬季最低,年均释放量按林地、灌丛、退耕荒草地的顺序递减;石灰土CO2的释放季节变化规律则差异较大,年均释放量按灌丛、林地、退耕荒草地顺序递减.相关性分析表明,温度和土壤水分对土壤CO2释放通量的影响在不同观测点表现不同,总体表现为对黄壤的影响要比石灰土明显.     

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.     

川西亚高山/高山森林凋落物分解过程中土壤动物群落结构及其多样性动态

为进一步了解土壤动物对高寒森林凋落物分解的影响,于2011年11月至2012年10月在凋落物分解的不同时期即冻结前期、冻结期、融化期、生长季节初期、生长季节中期以及生长季节末期,采用凋落物分解袋法,研究了川西亚高山/高山森林代表性物种康定柳(Salix paraplesia)、方枝柏(Sabina saltuaria)、红桦(Betula albosinensis)和岷江冷杉(Abies faxoniana)凋落物中土壤动物的群落结构及其多样性动态.结果显示:(1)共捕获土壤动物7 082只,隶属2门9纲15目57科(类),不同物种凋落物中土壤动物捕获量差异显著,依次为岷江冷杉(36.01%)红桦(29.19%)康定柳(19.59%)方枝柏(15.21%).(2)冻融季节土壤动物捕获量显著小于生长季节,但仍占到总捕获量的17.69%.(3)凋落物分解的不同时期,土壤动物优势类群差异显著,但主要以弹尾目和甲螨亚目为主.(4)土壤动物功能类群以菌食性(64.17%)最多,其次是捕食性(23.89%),植食性(8.94%)次之,腐食性(3.00%)最少.(5)土壤动物多样性受温、湿度影响显著,其Shannon-Wiener多样性指数与水热条件变化趋于一致.这些结果表明凋落物质量及水热条件综合作用于川西亚高山/高山森林凋落物分解过程中土壤动物群落结构及其多样性.     

珠江三角洲耕地土壤质量演化及其机制

通过对代表性区域的调查研究,探讨了珠江三角洲耕地土壤质量演化的趋势及其形成机制.结果表明,与第二次土壤普查时期(1980)比较,珠江三角洲耕地土壤有机质全氮稳中有降,土壤速效氮(NO_3~--N)、速效磷含量显著增加,已达丰富水平,土壤速效钾含量有所增加、但仍偏低,土壤有效镁、硼、钼仍严重缺乏,部分土壤有效硅、锰缺乏;伴随大量水田改种蔬菜、水果等经济作物而产生的耕作制度变化、利用强度增加以及相应的化学氮、磷肥料过量投入、蔬菜地施用石灰等管理措施等,是导致珠江三角洲耕地土壤有机质下降和产生新的养分非均衡化的主要影响因素.     

珠江三角洲森林的生物量和生产力研究

利用森林资源清查资料和经过实地校正的相关森林生物量和生产力估算方程,对珠江三角洲森林植被的生物量和生产力进行了研究。结果表明,珠江三角洲森林的生物量为132 404 963 t,总净生产量为26 273 769 t.a-1。区域森林生物量主要分布在珠江三角洲的外围,其中,马尾松林和常绿阔叶林的生物量占区域森林总生物量的52.18%;生态公益林的生物量只到达用材林的48.68%;中幼龄林生物量所占比例很大,总体质量不高,但如果现有森林得到更好地保护和管理,珠江三角洲地区的森林会有较大的发展潜力,并在维护区域生态环境上起着主导作用。     

珠江三角洲典型区域农业土壤中镍的含量分布特征

对珠江三角洲典型区域农业土壤取样调查表明:研究区农业土壤中镍的含量范围在2.29～112.00mg·kg-1之间,平均值(27.79±18.39)mg·kg-1,有24.9%土壤样品的镍含量超过国家土壤环境质量标准(GB15618—1995)的二级标准;土壤中镍的含量主要受成土母质的影响,滨海沉积物和三角洲冲积物发育的土壤中镍含量明显高于其它成土母质的土壤;可能受到富含镍的西江和北江沉积物质的影响,西江和北江三角洲沉积区土壤中镍含量明显高于东江三角洲沉积区。调查结果为研究区域的土壤环境质量调查、评价和治理提供重要的基础资料和决策依据。     

珠江三角洲土壤Hg污染区生态地球化学评价

通过系统的区域土壤地球化学调查,珠江三角洲部分地区土壤存在Hg高含量区,主要分布于广州市、佛山市等城市及周边地区。通过多种方法调查分析,认为Hg高含量区属人为污染引起。土壤垂直剖面测量显示:土壤Hg低含量区自地表往2m深处Hg含量变化甚微,而大部分Hg高含量区的土壤从表面往2m深处Hg含量则显著降低。通过相态分析和重砂分析等方法,证实土壤污染区Hg主要以硫化物存在,部分硫化物为结晶态(即辰砂);污染区土壤在酸性→弱酸性→中性→弱碱性环境下,活泼相态Hg含量极低且变化极小。通过壤中Hg气测量和模拟大气Hg试验,推测污染区土壤Hg极可能有部分进入大气层。通过对部分农作物Hg含量调查,显示土壤Hg污染对不同种类农作物的影响差异较大,初步表明土壤Hg污染已影响部分农产品的质量但对质量安全构成的威胁并不大。     

珠江三角洲表层土壤中的多环芳烃

多环芳烃是一类主要由人类活动排放的有毒有机污染化合物,对人和生物体具有致癌、致畸和致突变效应,是评价土壤生态污染的重要内容之一。文章利用螺旋钻采样、索氏抽提、硅胶氧化铝净化和GC-MS分析,研究了珠江三角洲不同功能区(城市点、郊区点、乡村点)的76个表层土壤样品(耕作土、非耕作土)中多环芳烃(PAHs)的含量、分布特征及其影响因素。结果表明,16种优控PAHs的总质量分数范围为31.5~791.6ng·g-1(平均279.1ng·g-1,以干质量计),以萘(44.4%)、菲(13.7%)、荧蒽(8.4%)、芘(4.9%)、■(6.6%)等化合物为主。与国内外其它地区的城市相比较,珠江三角洲地区土壤PAHs的污染程度较低,在组成上也表现出亚热带地区独特的中、低环化合物为主的特征。受人类经济活动的影响,地处珠江三角洲中部的经济工业中心地带,土壤中PAHs含量相对较高。珠三角表层土壤PAHs含量和组成分布主要受大气沉降控制,而与土壤有机碳、pH的相关性较小。高温潮湿的亚热带季风气候是影响珠三角土壤PAHs的降解和迁移的重要环境因素。     

珠江三角洲典型地区蔬菜硝酸盐与亚硝酸盐污染评价

研究了珠江三角洲典型地区中山市大型蔬菜生产基地中9种蔬菜30个样品中硝酸盐与亚硝酸盐的污染现状,初步摸清了蔬菜中硝酸盐及亚硝酸盐的污染状况。并以WHO/FAO规定的日允许摄入量换算得到的标准评价了其主要蔬菜品种的硝酸盐污染状况。结果表明:在被调查的蔬菜中,硝酸盐含量由高到低依次为菜心→白菜>芥菜→空心菜→生菜→瓜果类,菜心、芥菜和白菜为严重污染,生菜与空心菜为重污染,瓜果类蔬菜为轻污染;亚硝酸盐含量普遍较低,均未超标。因而有必要采取有效的污染防治措施控制该地区蔬菜中的硝酸盐污染状况。     

1961—2011年珠三角城市群度日变化特征

根据1962—2011年珠三角城市群9个气象观测站逐日平均气温资料,采用度日模型和基准温度21．8℃,分析了珠三角城市群冷度日和热度日月际、年际及年代际的变化特征。结果表明,珠三角城市群冷度日集中在4一10月,以7月份最大,热度日集中在11月一次年3月,以1月份最大,各站冷度日和热度日的最大值差别均较小;冷度日呈明显的上升趋势,上升速率在18．8～87．900·d·10a。之间,最小值出现在1976年,最大值出现在1998年之后,热度日呈明显的下降趋势,下降速率在28．7～60．7℃-d-10a-1之间,最小值多出现在21世纪10年代,最大值多出现在1969年,20世纪80年代以来,冷度日上升和热度日下降的趋势均加快,佛山、深圳尤为明显。CDD与年平均气温的变化呈显著的正相关,HDD与年平均气温的变化呈显著的负相关。CDD、HDD的这些变化特征可能与年平均气温的上升有关,也可能与当地经济的快速发展有关。     

内蒙古典型草原土壤不同剖面深度CO_2通量格局及其驱动因子

土壤CO2的释放能够显著增加大气牛CO2的浓度,增强温室效应,从而对全球气候和环境变化产生重要影响.但是,不同的土壤层对CO2通量的贡献量有很大的差异.文章通过挖坑法结合红外气体分析法研究了内蒙古草原典犁针茅(Stipa krylovii)群落和羊草(Leymus chinensis)群落不同剖面深度土壤CO2通量格局以及影响CO2通量的驱动因素.结果表明,表层土壤移走后,土壤CO2通量的变化可分为瞬时、短期、长期三种格局.新剖面上最初的0～21 min内释放的CO2通量最均大于初始土壤表层CO2通量,而且两者比值随土壤深度增加而增大,也随土壤CO2生产能力增强而增大.2～4 d后,新剖面CO2通量持续下降至低于初始土壤表层CO2通量的水平.形成短期稳定状态.更长时间后,新剖面则逐渐表现出与初始土壤剖面表层相近的CO2通量特征.我们认为,(1)在新剖面形成时的CO2通量瞬时和短期格局主要受土壤中存留的原始CO2的浓度及其扩散过程控制,(2)长期格局则由资源水平和环境条件共同决定的土壤CO2生产能力主导.文章进一步揭示了建立包含垂直分层的SOC分解和CO2扩散过程的生态系统模型的必要性.