西安黄绵土碳释放规律研究

采用碱溶液吸收法。1999 年 9 月～2001 年 8 月 2 年的观测资料显示,西安黄绵土 CO2释放与前人在其他地区的研究不同,表现为白昼释放量低于夜间。西安土壤 CO2释放量的日变化从当日清晨至次日晨,呈现由高变低再变高的变化规律。土壤 CO2释放量的变化趋势大体与温度的变化一致,但在时间上有一定的滞后性。随着季节的变化,西安黄绵土 CO2释放量有明显的增减,夏季日释放量最多,秋季次之,冬季最少。不同植被条件下,土壤 CO2 释放量有差异。一般说来,裸地有较高的释放量,林地和草地释放量较低。裸露地表土壤 CO2的释放量变化较大,地表覆盖良好,CO2释放较为稳定。     

草毡寒冻雏形土土壤CO2释放量估测方法初探

应用 1 998年 5月～ 1 999年 4月草毡寒冻雏形土土壤CO2 释放通量的实测资料 ,通过对常用的三种土壤CO2 释放量估测方法的比较分析 ,提出了适合草毡寒冻雏形土土壤CO2 日及年释放量的估测方法。土壤CO2 日释放量的估测是以土壤CO2 释放通量为因变量 ,时间为驱动变量 ,建立时间与土壤CO2 释放通量的一元四次多项式 ,通过对时间的求导积分 ,得出土壤CO2 日释放量。土壤CO2 年释放量的估测是以测定日的土壤CO2 日释放量为因变量 ,以气候、土壤环境因子 (降水、蒸发、日照、气温、土壤 0～ 30cm地温等 )为驱动变量 ,建立土壤CO2 的日释放量与气候、土壤环境因子之间的多元非线性经验公式 ,应用气象站气候、土壤环境因子有关资料 ,逐日计算出其土壤CO2 的日释放量 ,最后应用累积法 ,可估测土壤CO2 的年释放量     

美国有关灌溉对根系及土壤呼吸影响的研究

在农业和生态系统研究中 ,对根系和土壤呼吸作用的评价日益重要 ,但人们关于土壤质地和土壤含水量对这些评价的影响了解甚少。通过研究柠檬近根区土壤干湿交替期间的土壤质地 ,以探索其对根系和土壤呼吸率以及土壤CO2 摩尔分数的影响。将试验作物分别种在砂质土、粉砂质土和黏质土中 ,测定根系和土壤呼吸率、土壤含水量、植株含水量和土壤CO2 摩尔分数等。结果发现 ,虽然不同土壤质地的植株—土壤—水分间的参数不同 ,但对植物的生长影响很小 ,在一般土壤湿度条件下 ,3种土壤质地的根土呼吸率基本相同 ,只有土壤表层释放的CO2 量随灌溉而不同 ,即由于砂壤土的多孔性 ,灌水后土壤CO2 释放量较多 ,而质地较密的另两种土壤CO2 摩尔分数较高。研究表明 ,土壤湿度的变化可以解释与CO2 释放量有关参数的变化原因 ,尤其在细颗粒土壤中。同时讨论了测定土壤CO2 释放参数的意义     

氮肥用量对石灰性土壤二氧化碳释放的影响

采用室内培养方法研究了灭菌及未灭菌条件下施用氮肥对石灰性土壤p H值、矿质态氮含量和CO2释放量的影响。结果表明:土壤CO2释放量随施氮量增加而显著增加,培养结束时未灭菌土壤CO2累积释放量比对照增加了21.8%~103.5%,平均增加62.7%,这与施氮促进有机质矿化及降低土壤p H值促进无机碳分解有关。采用哌嗪-1,4-二乙磺酸(PIPES)缓冲的Hg Cl2溶液灭菌后,培养期间不同施氮量下土壤铵态氮与硝态氮含量稳定,说明灭菌处理抑制了硝化作用的进行,灭菌效果良好。灭菌处理显著降低了土壤CO2释放量,但相比对照,施用氮肥也使CO2释放量增加了5.3%~17.8%,说明施用氮肥也促进了培养过程中土壤无机碳的释放。因此,应重视大量施用氮肥对石灰性土壤无机碳释放的影响。     

不同培肥措施下土壤CO2释放及其动力学研究

实验室恒温密闭培养法研究了 4种培肥措施连续培肥 23年后农田土壤的CO2释放状况及其动力学特征。结果表明 ,含水量 12%至 24%范围内 ,土壤CO2释放过程完全可以用一级反应动力学方程 y =A0(1-e-kt)进行定量描述 (r2=0.9812～0.995 9,P 0.01) ;土壤CO2释放量和潜在可释放C量A0 随含水量增加呈线性增加 (r2=0.9728～0.9987,P0.01) ,速率常数k则随含水量增加呈线性降低 (r2=0.9356～0.9939,P0.01)。不同培肥措施明显影响土壤CO2释放状况及其动力学特征参数 ;NP化肥和厩肥 +NP化肥 2种培肥措施较不施肥对照明显增加了土壤CO2释放量、潜在可释放C量A0和速率常数k ;秸秆 +NP化肥培肥措施较不施肥对照显著增加了土壤CO2释放量、潜在可释放C量A0,但却显著降低了释放速率常数k ;有机无机肥料配合措施 (秸秆 +NP、厩肥 +NP)与单施NP化肥措施比较 ,明显降低了释放速率常数k。     

淮北平原四种土地利用类型非生长季土壤呼吸速率

为了探讨杨树人工林撂荒地、农耕地、农林复合模式的林地和农林复合小麦地的4种土地利用方式对温室气体CO2增长及其通量的影响,利用Licor-8100土壤碳通量测定系统对以上4种不同土地利用的土壤呼吸速率变化进行了研究。结果表明：4种土地利用类型的土壤呼吸速率在非生长季冬季的月内变化和日变化不明显,都保持在低的CO2释放水平;不同土地利用类型土壤呼吸速率表现出明显的空间异质性;农林复合小麦地土壤呼吸速率在非生长季与其影响因素的关系在2009年12月份的关系不明显,2010年1月份和2月份随着气温的升高,土壤呼吸速率与温度的相关性逐渐增大,与其他因子的相关性也变大,但增加的幅度较小;4种土地利用类型中,农林复合冬小麦地的CO2平均通量为最小,CO2的释放量比例最小,为22.55%,比农田小麦地、撂荒地和农林复合隔离带林地分别减少3.02%、0.85%和6.00%的CO2释放。农林复合模式的CO2释放量比农田小麦地多释放2.85%,与人工林撂荒地的土壤呼吸速率相同。     

秸秆添加对石灰性土壤有机与无机碳释放的影响

在富含碳酸盐的石灰性土壤上,土壤本身CO2释放不仅来自土壤有机碳（SOC）的分解,也源于无机碳（SIC）的溶解。在秸秆还田下,石灰性土壤CO2释放来源达到三个（秸秆碳、SOC和SIC）,由于区分技术的限制,当前区分CO2释放三源的研究,尚少见报道。以华北石灰性农田土壤为研究对象,采用13C标记玉米秸秆添加土壤进行室内培养32周,设置4个处理,分别为无添加对照（CK）、低量秸秆添加（S1,相当于田间秸秆还田量9.6 t?hm-2）、中量秸秆添加（S2,秸秆还田量28.8 t?hm-2）和高量秸秆添加（S3,秸秆还田量48.0 t?hm-2）,利用秸秆碳、SOC与SIC之间的δ13C差异,借助稳定同位素溯源模型IsoSource,区分土壤CO2的释放来源,明确秸秆添加对石灰性土壤有机与无机碳释放的影响。结果表明,随着培养时间的进行,土壤释放CO2中源于秸秆的贡献呈下降趋势;秸秆分解对土壤CO2释放的贡献随着秸秆添加量增加而增加,对于S1、S2和S3处理,土壤释放CO2中源于秸秆、SOC和SIC的贡献比值约分别为3:3:4、5:2:3和6:2:2;与CK相比,S1处理降低SOC分解的激发效应（程度为9%）,S2和S3处理反而增加了SOC分解的激发效应（程度分别为22%和57%）;秸秆和SOC矿化增加SIC溶解的释放,随秸秆添加量增加而增加,S1、S2和S3处理提高SIC源CO2的释放程度分别为368%、561%和652%。因此,秸秆添加不仅影响SOC源CO2的释放,也增加了SIC源CO2的释放,若忽略SIC溶解对土壤CO2释放的贡献,可能导致SOC矿化量的高估,进而影响SOC激发效应评估的准确度。     

黄土区刺槐林土壤含水量变化对土壤呼吸强度的影响

通过室内培养实验来评估土壤含水量的变化对土壤枯落物层、不同深度土壤层及DOC淋失后的土壤呼吸的影响.采集安塞纸坊沟31a刺槐林土样及林下混合枯落物,通过碱液吸收法测定100％,20％和2％含水量条件下3个深度土样(20,40和60 cm);去除DOC土样(仅100％含水量条件下);3种处理枯落物混合土样(林下混合枯落物、刺槐枯落物和草本类枯落物)培养过程中CO2的累计释放量.结果表明,100％和20％含水量条件下各深度土壤CO2释放量为20 cm土样＞60 cm土样＞40 cm土样;20 cm土样去除DOC后CO2释放量明显减少,40 cm明显增加,60 cm没有明显变化;混合枯落物土样在l00％含水量条件下CO2释放量最高;20％和2％含水量条件下刺槐枯落物CO2释放量明显大于草类,而100％含水量条件下草类枯落物略大于刺槐枯落物.研究证明土壤含水量对SOC组分含量和枯落物种类不同的土壤层呼吸强度存在差异性影响,强降水对DOC的淋失可造成表层土壤呼吸的减弱.     

施肥与品种演替对麦田CO2排放量的影响

采用田间试验与静态箱法,研究了施肥与不同年代小麦品种演替对麦田CO2排放量的影响。结果表明:(1)施肥能增大麦田土壤CO2的排放量。有机肥与适量的氮磷钾肥配合施用,促进了小麦根系的生长,增加根重和根冠比,植株生长旺盛,光合作用增强,促进了根系呼吸速率与土壤CO2的排放。不同施肥处理CO2排放量变化总趋势是:中氮处理(N1PKM)>高氮处理(N2PKM)>低氮处理(N0PKM)>空白处理(N0P0K0M)。(2)不同年代小麦品种演替影响麦田CO2的排放。根干重、根冠比、生物产量与土壤CO2的释放量呈正相关。也就是说,近期(2000年)品种山农11号生育后期根系生长旺盛,有利于碳水化合物向籽粒中转移,因而籽粒产量高,CO2的释放量亦大;早期(50年代)品种碧玛1号与之相反,生育后期根系易早衰,产量很低,CO2的释放量亦很低。总趋势是返青期与拔节期:烟农15号>山农11>碧玛1号,灌浆期:山农11号>烟农15号>碧玛1号。(3)小麦生长旺盛期(拔节期)是麦田土壤CO2排放量的最大时期。总趋势是拔节期>灌浆期>返青期。(4)土壤温度和水分对麦田CO2排放有影响。在小麦生长过程中,随地温的升高与土壤水分的增大,小麦生长旺盛,根系活性增强,加速土壤中微生物的活动和有机质的分解,同时也提高了麦田CO2的释放量。     

施肥与品种演替对麦田CO2排放量的影响

采用田间试验与静态箱法,研究了施肥与不同年代小麦品种演替对麦田CO2排放量的影响。结果表明：（1）施肥能增大麦田土壤CO2的排放量。有机肥与适量的氮磷钾肥配合施用,促进了小麦根系的生长,增加根重和根冠比,植株生长旺盛,光合作用增强,促进了根系呼吸速率与土壤CO2的排放。不同施肥处理CO2排放量变化总趋势是：中氮处理（N1PKM）〉高氮处理（N2PKM）〉低氮处理（N0PKM）〉空白处理（N0P0K0M）。（2）不同年代小麦品种演替影响麦田CO2的排放。根干重、根冠比、生物产量与土壤CO2的释放量呈正相关。也就是说,近期（2000年）品种山农11号生育后期根系生长旺盛,有利于碳水化合物向籽粒中转移,因而籽粒产量高,CO2的释放量亦大;早期（50年代）品种碧玛1号与之相反,生育后期根系易早衰,产量很低,CO2的释放量亦很低。总趋势是返青期与拔节期：烟农15号〉山农11〉碧玛1号,灌浆期：山农11号〉烟农15号〉碧玛1号。（3）小麦生长旺盛期（拔节期）是麦田土壤CO2排放量的最大时期。总趋势是拔节期〉灌浆期〉返青期。（4）土壤温度和水分对麦田CO2排放有影响。在小麦生长过程中,随地温的升高与土壤水分的增大,小麦生长旺盛,根系活性增强,加速土壤中微生物的活动和有机质的分解,同时也提高了麦田CO2的释放量。     

高CO2浓度和土壤干旱对贝加尔针茅C,N积累和分配的影响

贝加尔针茅是我国内蒙古草原和东北松嫩平原草地生态系统中的主要植物群落。本文通过模拟大气中CO2浓度升高和土壤干旱研究了贝加尔针茅C，N的积累及分配的影响。结果表明：CO2浓度升高使根和叶的生物量显著增加，土壤干旱使根和叶的生物量显著减小；C，N含量随土壤湿度的增加而显著增加，且在高CO2浓度下的C，N含量高于环境CO2浓度下的含量；从C，N的分配看，在叶中的含量显著高于在根中的含量。大气中CO2浓度升高对C，N积累量的增加减轻了大气的温室效应，且这种作用随着土壤湿度的增加而加大。在高CO2浓度下，贝加尔针茅根和叶的C／N比随土壤湿度的增加而减小，但在当前环境CO2浓度下并未表现出这种变化趋势；贝加尔针茅叶的C／N比远小于根的C／N比，叶的营养价值更高。     

前期不同水分状况对土壤氧化亚氮排放的影响

田间采集的新鲜土壤样品分别在室温下风干(土样D)和淹水(土样S)保存110d后,将二者的含水量分别调至20%、40%、60%、80%、100%持水量(WHC,Water Holding Capacity),在25℃下培育138h,设置不通和通入10%(v/v)乙炔的处理。结果显示,在20%～80%WHC下培育时,土样S的氧化亚氮(N2O)排放量为土样D的2.48倍～6.36倍(p<0.01),而在100%WHC水分含量下培育时,土样S的N2O排放量仅为土样D的19%(p<0.01),通入乙炔不但未使土样D的N2O排放量增加,反而显著减少。通入乙炔的处理,培养结束后硝态氮的含量增加。随培育水分含量的升高,土样S和土样D的二氧化碳排放量增大。供试土样可能存在异养硝化作用。前期水分的差异显著影响土壤N2O排放量,故在田间测定土壤N2O排放量时,要考虑土壤前期水分的差异。     

pH变化对中性土壤硝化过程N2O释放的影响

通过人为调节获得pH5．82、pH6．95和pH7．55的3种pH土壤,采用室内培养方法,研究了pH变化对土壤硝化过程N2O产生以及双氰胺（OCD）对硝化过程抑制作用的影响。结果表明,在好气培养2d内,土壤硝化速率与pH呈正相关关系;在12d的培养期间,土壤N2O释放总量随pH增大而增大,最大N2O释放量占施氮量的0．363％;pH变化影响土壤硝化作用的强弱以及硝化过程中N2O／N2的比例;pH变化对DCD的抑制作用影响显著,DCD对N2O释放总量的抑制率为34．4％-72．2％,当pH5．82时抑制作用最强。     

巨型塑料大棚内CO2浓度的变化分析

为探讨巨型塑料大棚CO2环境特征,测试了早春栽培黄瓜不同时期和不同位置棚内CO2浓度的变化,对棚内CO2浓度变化随群体叶面积指数、光合速率和土壤呼吸速率的关系进行了分析。结果表明：一日中棚内CO2浓度在7：00-8：00达最高,12：00-14：00处于低谷,晴天较阴天变化剧烈。结果期一日中的8：00-15：00,光合消耗CO2速率＆gt;土壤呼吸释放CO2速率,通风可维持棚内CO2浓度在293-330μL·L^-1;棚内CO2浓度垂直分布表现为近地面层〉植株内部〉冠层,水平分布表现为10：00-12：00东部〈中部〈西部,14：00-16：00东部〉西部〉中部;棚内CO2浓度的季节变化主要受黄瓜群体叶面积指数、光合消耗CO2速率和土壤呼吸释放CO2速率的影响,晴天棚内CO2浓度白天平均下降速率与LAI（x）的关系为y=78.468x＋48.694,阴天为y=54.358x＋18.322。     

CO_2浓度、氮素和水分对春小麦碳素固定的影响

试验设350μmolmol-1和700μmolmol-12种CO2浓度水平,湿润、干旱2种水分处理和施N0、50、100、150和200mgkg-15个水平。结果表明,CO2浓度增加,春小麦地上部碳固定量和碳固定总量均增加,但与氮肥施用水平有关。在中氮和高氮时,CO2浓度增高,地上部碳固定量和碳固定总量明显增加,而不施氮肥和低氮时,增加则不明显。不同水分处理地上部碳固定量和碳固定总量也没有明显差别,这表明,CO2浓度升高对氮素和水分胁迫及对春小麦碳固定并没有补偿作用。     

土壤微生物对大气CO_2浓度升高的响应研究

土壤微生物对大气CO2浓度升高的响应是全面评价大气CO2浓度变化对陆地生态系统影响的关键。文章简要回顾了人工控制微域生态环境CO2浓度增高的研究技术及其发展,并着重介绍了新兴的FACE(Free-air CO2enrichm ent,开放式空气CO2浓度增高)研究手段,进而从土壤微生物区系和生物量、微生物呼吸和酶活性、菌根菌侵染和根瘤共生、土壤硝化和反硝化四个方面综述了大气CO2浓度升高影响土壤微生物的试验报道结果,最后结合新兴的土壤微生物分子生态学研究手段论述了该领域今后应关注开展的主要方向。     

外加可溶性碳氮对不同热量带土壤N2O排放的影响

在室内条件下研究了外加可溶性碳、氮对不同热量带经长期施肥的3种农田土壤：黑土、潮褐土和红壤N2O排放的影响。结果表明,在单施氮肥和可溶性碳配施氮条件下,不同热量带土壤N2O排放量从高到低分别为潮褐土（0．868、3．07μg·g^-1）,红壤（0．511、0．731μg·g^-1）,黑土（0．221、0．294μg·g^-1）,且添加可溶性碳显著促进了土壤N2O排放量。在黑土、潮褐土和红壤长期不同施肥土壤中,单施氮肥和可溶性碳配施氮后N2O排放量均表现为化肥＋有机肥土壤〉化肥土壤〉无肥土壤,且与无肥土壤相比,红壤的化肥土壤N2O排放量增加254％,潮褐土化肥土壤增加49．5％,黑土化肥土壤增加1．74％,说明在有效积温越高的土壤上长期施肥对土壤N2O损失的贡献越大。研究结果还表明,外加可溶性碳、氮后,潮褐土铵态氮含量的减少幅度和硝态氮含量的增加幅度均显著高于黑土和红壤,说明潮褐土中氮素损失潜能大。     

翻耕对冬闲农田CH4和CO2排放通量的影响初探

通过连续观测，比较了冬闲农田翻耕和不翻耕情况下甲烷(CH4)和二氧化碳(CO2)的排放通量。结果表明：翻耕能显著增加CO2的排放通量，但这种影响只在翻耕后的4d内较明显；翻耕对CH4排放通量的影响在翻耕后的3d内比较明显，表现为翻耕初期导致CH4的峰值排放，而在6～8h后，则对降低CH4的排放有一定的作用。且CH4和CO2排放通量与气温呈显著正相关。     

植物对高CO2和土壤干旱的响应趋势及对策

根据我国北方地区农业生态系统、沙地生态系统、草原生态系统以及长白山阔叶红松林生态系统中的优势植物种对高CO2浓度和土壤干旱的响应差异,预测了在CO2浓度增加和土壤干旱化趋势下不同优势植物的可能变化,并提出了应对这种变化可采取的措施。     

基于粒度对比法的坝上农田风蚀与粉尘释放量估算

为了计算当前年内的农田风蚀量,该研究利用农田耕作层土壤粒度组成较均一,风蚀使表层可蚀性颗粒减少,不可蚀颗粒含量相对增加这一特点,通过比较一个风蚀季结束后,农田耕作层表层与下层可蚀性颗粒与不可蚀颗粒相对含量的变化,提出了一种估算当前年内土壤风蚀量和粉尘释放量的方法,并给出了风蚀量与粉尘释放量的计算公式。利用此方法对河北坝上地区主要农田类型土壤风蚀量和粉尘释放量进行计算。计算结果表明,2013年研究区农田风蚀量为960～5700 g/(m2·a),平均为2852.14 g/(m2·a),平均风蚀深度为0.21 cm/a,从强度上划分属于重度风蚀。农田平均粉尘释放量为768.16 g/(m2·a),约占农田平均风蚀量的29.00%。粉尘释放量与风蚀量之间有显著的线性相关关系,翻耕耙平地的风蚀量和粉尘释放量显著大于留茬地。该方法的估算结果与前人采用其他方法得到的结果以及实地观测得到的结果基本吻合。