光周期对油桃芽休眠诱导及呼吸代谢的影响

以‘曙光’(Prunus persica var.nectariana cv.Shuguang)油桃为试材,研究光周期对油桃芽休眠诱导进程以及对芽内底物水平的呼吸代谢运行的影响.结果表明:短日照使油桃芽提前进入休眠诱导,并促进休眠迅速加深,而长日照使休眠延迟.整个休眠诱导期内,叶芽和花芽的总呼吸速率先升高后降低.在底物水平上,随着休眠诱导的进行,三羧酸循环(TCA)略有下降,但仍维持高位运行,磷酸戊糖途径(PPP)在总呼吸中比例持续上升.短日照诱导相关的呼吸代谢变化提前出现,而长日照对相关呼吸代谢的变化具有推迟作用.     

木本植物休眠的诱导因子及其细胞内Ca2+水平的调节作用

本研究揭示 ,越冬木本植物在夏秋转变过程中对光周期变化十分敏感 .在北纬 4 5°的明尼苏达州圣保罗地区 ,当日照变短 72min时 (2 0 0 0年 8月 8日 ) ,桑树顶芽细胞质浆和细胞核内即出现Ca2 流入 ,而在夏天长日照时期 (7月上、中旬 )很少有Ca2 存在的细胞质和细胞核 .12d后 (8月 2 0日 ) ,观测到桑树和杨树芽已经开始进入生理休眠 .从 9月上旬到 11月中旬 ,细胞质和细胞核内的Ca2 浓度显著升高 ,11月中旬达到高峰 .与此同时 ,芽的生理休眠深度也迅速增加 ,并于 11月达到高峰 ,4 2d培养也不见萌芽迹象 .到 12月中旬 (12月 2 0日 ) ,细胞核和细胞质中的Ca2 浓度又恢复到夏季观察到的低水平 ,显示早先进入细胞质和细胞核中的Ca2 已经被排出 .此后 ,在 12月下旬 (2 5日 ) ,检测到生理休眠的终结 .室外补充光照实验进一步证明 ,只有日照缩短才会引发植物进入自然生理休眠 ;保持日照长度不变 ,晚夏时期的自然温度降低 ,不能诱导植株停止生长和进入休眠 .这些结果表明 ,越冬木本植物在晚夏到冬季的生理休眠发展过程中 ,日照缩短引起的核和质内Ca2 的流入不仅起着传递日照变短信号的作用 ,导致生理休眠的起始 ;而且 ,高水平的核 /质Ca2 浓度还起着发展和保持深度生理休眠的作用 .图版 1图 1表 2参     

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.     

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。     

镉胁迫对菜豆叶片抗氰呼吸、抗氧化及PSⅡ光合特性的影响

为探究镉胁迫下抗氰呼吸(交替途径)对植物体的保护作用和可能存在的作用机制,以菜豆幼苗为研究材料,探讨镉胁迫对菜豆叶片抗氰呼吸、抗氧化和光系统Ⅱ(PSⅡ)光合特性的影响,以及抗氰呼吸对PSⅡ的影响是否与其参与抗氧化调节作用有关.结果显示:随镉处理浓度的增加,菜豆叶片抗氰呼吸能力和抗氧化酶[过氧化氢酶(CAT)、过氧化物酶(POD)、抗坏血酸过氧化物酶(APX)、超氧化物歧化酶(SOD)]活性以及过氧化氢(H_2O_2)含量呈现先升高后降低趋势,而超氧阴离子自由基(O_2~(·-))则逐渐显著上升;同时,菜豆幼苗叶片F_v′/F_m′(光适应下PSⅡ最大光化学效率)、Y(Ⅱ)(PSⅡ实际光化学效率)和qP(光化学淬灭系数)、ETR(PSⅡ光合电子传递速率)下降,而叶片非光化学荧光猝灭系数(NPQ)则上升.非镉胁迫条件下,叶面分别喷施H_2O_2、O_2~(·-)消除剂或抗氰呼吸抑制剂未对上述所测叶绿素荧光参数造成不良影响,且H_2O_2消除剂的施加使得qP和ETR显著提高.在镉胁迫下,叶面分别喷施H_2O_2或O_2~(·-)消除剂有效缓解了镉导致的PSⅡ光化学活性的降低,而抗氰呼吸抑制剂的施加则造成了镉胁迫造成的PSⅡ光化学活性的进一步下降以及H_2O_2和O_2~(·-)含量的进一步提高,并导致了CAT、POD、APX抗氧化酶活性水平的降低.上述研究结果表明,镉胁迫下抗氰呼吸可有效缓解镉胁迫导致的菜豆幼苗叶片活性氧的过量积累和抗氧化酶活性的上升以及PSⅡ光化学活性的下降;且抗氰呼吸对PSⅡ的保护作用可能与其调节抗氧化的功能有关.(图3表2参25)     

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.     

藏北高原高寒草甸生态系统呼吸对增温的响应

生态系统呼吸(ER)作为生态系统最大的碳通量途径之一,其微小的波动都会引起大气中二氧化碳浓度的显著变化。本研究利用开顶箱(OTCs)式装置在藏北高原高寒草甸生态系统设置不同增温梯度实验,模拟未来增温2℃(T1)和增温4℃(T2)情景,探究增温对生态系统呼吸(ER)的影响。研究结果表明:(1)在2015整个生长季及生长季前期,模拟未来增温2℃和4℃均显著降低了ER(2015年整个生长季T1减少了ER为34%,T2减少了ER为31%;生长季前期T1减少了ER为35%,T2减少了ER为36%),但在生长季后期,模拟未来实验增温2℃显著降低ER(T1减少了34%),而模拟未来实验增温4℃没有显著改变ER;(2)回归分析结果表明,在整个2015年生长季及生长季前期,土壤水分是决定生态系统呼吸(ER)的关键因素,而生长季后期ER主要受土壤温度影响,因此在半干旱的高寒草甸生态系统中,土壤水分和土壤温度二者共同调节生态系统呼吸(ER)。研究结果表明,在干旱的生长季,未来增温可能会抑制高寒草甸生态系统的碳排放。     

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.     

纳帕海流域不同植被类型土壤呼吸动态及其影响因子分析

土壤呼吸在生态系统碳循环过程中占有重要地位,为探讨纳帕海流域生态系统土壤呼吸过程,于2014年8月中下旬期间,采用LI-8100开路式土壤碳通量测量系统对流域内7种植被类型土壤呼吸速率及其与土壤温度的响应规律进行了研究。结果表明:(1)各植被类型的土壤呼吸速率日变化都呈单峰曲线形式,最高值和最低值分别出现在13:00─16:00和2:00─8:00;(2)各植被类型土壤呼吸速率日均值为自然草地(5.506μmol·m~(-2)·s~(-1))轻度退化草地(4.322μmol·m~(-2)·s~(-1))高山灌丛(3.849μmol·m~(-2)·s~(-1))中度退化草地(3.226μmol·m~(-2)·s~(-1))重度退化草地(2.959μmol·m~(-2)·s~(-1))高山松Pinus densata林(2.260μmol·m~(-2)·s~(-1))青稞Hordeum vulgare Linn.var.nudum Hook.f.地(2.256μmol·m~(-2)·s~(-1));(3)当草地开垦为农田后,其土壤呼吸速率降为最低水平;(4)所有植被类型的土壤呼吸速率与5 cm土壤温度呈指数相关,其中在自然草地上,土壤温度对其土壤呼吸的影响最大,但温度敏感性却较低,重度退化草地的土壤温度对其土壤呼吸的影响最小,但温度敏感性最大。研究可见,区域内人类活动使草地退化、转变为农田等过程,导致其土壤呼吸速率显著下降。重度退化草地对温度变化所表现出的相对较高的敏感性,预示着在环境变化的影响下,生态系统过程及功能将会产生更大的波动。     

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.     

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。     

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).     

华南丘陵区典型土地利用类型土壤呼吸日变化

利用静态箱-气相色谱法对华南丘陵区典型土地利用类型(针叶林和果园)土壤呼吸日变化进行了为期2 a (2003-03-21到2005-03-31)的原位观测.设置有凋落物和清除凋落物2个处理.结果表明,针叶林和果园土壤呼吸速率日变化幅度不大,雨季(4-9月)日变化幅度比旱季要大(3-10月),土壤呼吸日变化最高值的出现无明显规律.针叶林土壤呼吸速率月平均值变化幅度为86.18 ～ 365.00 mg·m-2·h-1,果园为174.46 ～ 1061.78 mg·m-2·h-1.月平均最低值一般出现在12-1月,最高值出现在6-8月或者10月.鹤山地区选择9:00-11:00作为采样日起始采样时间,并以该时段观测获得的土壤呼吸量来代表12 h或24 h土壤呼吸量比较合适.温度对土壤呼吸日变化影响不明显.降雨和植被类型对土壤呼吸有较大的影响,雨季土壤呼吸大于旱季,果园土壤呼吸大于针叶林.凋落物对土壤呼吸的影响不明显.     

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.     

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.     

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)     

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。     

秸秆覆盖和施肥对关中灌区夏玉米生长后期土壤呼吸速率的影响

土壤呼吸是农田层面影响全球尺度碳循环的关键因素之一,对全球大气二氧化碳浓度的影响不可忽视.前人研究显示土壤呼吸与农田耕作模式及施肥有密切的关系,但目前对于免耕条件下秸秆覆盖和施肥对土壤呼吸的影响研究较少.通过大田定位试验,采用GXH-3010E1型便携式红外线分析器测量土壤CO2排放速率,进而分析探讨关中灌区免耕条件下秸秆覆盖和施肥对土壤呼吸的影响以及土壤呼吸对水热因子的敏感性.结果表明,夏玉米(Zea mays L.)秸秆不覆盖不施肥、施氮肥、秸秆覆盖、秸秆覆盖+施氮肥和夏闲5种处理条件下土壤呼吸速率存在明显规律,从8月9日到9月25日土壤呼吸速率整体呈下降趋势,土壤呼吸平均速率表现为施氮肥(7.78μmol·m-2·s-1)>秸秆覆盖+施氮肥(6.06μmol·m-2·s-1)>秸秆不覆盖不施肥(4.81μmol·m-2·s-1)>秸秆覆盖(4.68μmol·m-2·s-1)>夏闲(2.46μmol·m-2·s-1).施氮肥可以明显提高土壤呼吸速率,施氮肥处理较不施肥不覆盖处理提高61.75%,秸秆覆盖+施氮肥处理较秸秆覆盖处理提高29.49%.秸秆覆盖可以降低土壤呼吸速率,秸秆覆盖+施氮肥处理较施氮肥处理降低22.11%,秸秆覆盖处理较不覆盖不施肥处理降低2.70%.5种处理下秸秆不覆盖不施肥处理、秸秆覆盖+施氮肥和夏闲处理土壤呼吸速率与5 cm耕层土壤温度的相关性最大,秸秆覆盖处理和施氮肥处理分别与10和15 cm耕层土壤温度的相关性最大;秸秆覆盖处理各土层土壤含水率对土壤呼吸速率有显著影响(P<0.05).研究表明,秸秆覆盖和施氮肥对土壤呼吸有重要影响,施氮肥可以增加温室效应,秸秆覆盖对温室效应有缓解作用.     

合肥市城乡梯度下麻栎林土壤呼吸特征及影响因素

以合肥市城乡梯度下3个森林公园为研究对象,于2017年4月-2018年6月开展中心城区—城郊—乡村梯度下麻栎林(Quercus acutissima)土壤呼吸速率及主要环境因子的野外观测。结果表明:城乡梯度森林土壤呼吸具有明显的季节性变化,其中夏季较高、冬季最低,呈单峰型曲线,年均土壤呼吸速率大小顺序为乡村(1.89μmol·m~(-2)·s~(-1))中心城区(1.86μmol·m~(-2)·s~(-1))城郊(1.80μmol·m~(-2)·s~(-1));土壤温湿度及土壤活性碳氮沿城乡梯度呈递减格局,土壤C、N在城乡梯度不同位置变异很大,3个区域的pH值差异不显著;不同城乡梯度下森林土壤呼吸速率与土壤温度呈显著正相关(P0.01),中心城区和城郊森林土壤呼吸速率与含水量呈负相关,土壤理化性质对城乡梯度森林土壤呼吸的影响因区域不同而有差异;不同城乡梯度下森林的Q_(10)值存在一定程度差异,Q_(10)值大小顺序为:城郊(2.15)中心城区(2.10)乡村(1.86)。因此,土壤温度及土壤理化性质是造成城乡梯度森林土壤呼吸差异的主要原因。研究结果对于了解控制城乡梯度森林土壤呼吸的因素和更准确估测城市碳通量具有重要作用,可为管理和保护城市森林生态环境提供理论支持。