皆伐对杉木人工林土壤呼吸的影响

应用密闭室碱吸收法对杉木人工林皆伐后的土壤呼吸及各分室呼吸进行为期1年定位研究,结果表明,杉木林皆伐后前4个月土壤呼吸显著高于对照(未伐地)的,皆伐6个月后则显著低于对照的,但伐后1年内的平均土壤呼吸则与对照的无显著差异。皆伐地枯枝落叶层呼吸和矿质土壤呼吸分别在伐后的5个月和6个月内显著高于对照的,但此后则与对照的无显著差异。皆伐地根系呼吸除在伐后当月显著高于对照的外,第3个月迅速降低至消失。皆伐地土壤呼吸、枯枝落叶层呼吸和矿质土壤呼吸最大值出现时间均较对照的有所提前。伐后1年内皆伐地枯枝落叶层呼吸、矿质土壤呼吸和根系呼吸占土壤呼吸的比例分别为34·5%、63·9%和1·6%,而对照的则分别为23·4%、50·1%和26·5%。双因素关系模型拟合结果表明,土壤温度和土壤湿度共同解释皆伐和对照土壤呼吸速率变化的54%和90%。皆伐地土壤呼吸及各分室呼吸对土壤温度的敏感性低于对照的,但对土壤湿度的敏感性则高于对照的。皆伐地土壤呼吸、矿质土壤呼吸和枯枝落叶层呼吸的Q10分别为1·42、1·53和1·34,而对照的土壤呼吸、矿质土壤呼吸、枯枝落叶层呼吸和根系呼吸的Q10则分别为2·42、1·81、2·40和4·41。     

稻-油轮作农田油菜生长季土壤呼吸作用及其影响因素分析

本文以西南地区稻-油轮作农田为研究对象,于2009年11月—2010年4月油菜生长期间采用静态暗箱法进行了土壤呼吸速率的观测,通过选择植株生长处、株间及行间3个样点研究土壤呼吸速率的时间变化及空间异质性,综合分析了土壤温度、土壤湿度、根系生物量、土壤有机碳以及C/N对土壤呼吸作用的影响。结果表明,油菜季土壤呼吸速率的日变化为单峰型,最大值出现在下午15:00。土壤呼吸速率的季节变化显著,呈现为先降低后升高的变化趋势,最低值出现在2010年1月。在植株尺度上,土壤呼吸作用存在明显的空间异质性,较高的土壤呼吸速率通常出现在靠近油菜植株的地方,表现为:植株生长处(336.71 mg·m-2·h-1)>株间(248.48 mg·m-2·h-1)>行间(141.77 mg·m-2·h-1)。土壤呼吸作用中根呼吸作用所占比例的季节变化呈单峰型,表现为生长初期小于生长中期和后期。在整个油菜生长季,根呼吸对土壤呼吸的贡献为25.78%~72.61%,平均为51.03%。土壤呼吸速率受多个环境因子的影响,与地表温度呈显著指数关系,与根系生物量呈显著线性关系,与土壤微生物生物量碳、易氧化有机碳及颗粒有机碳存在显著或极显著正相关。     

土壤呼吸日动态特征及其与大气温度、湿度的响应

为阐明西藏高原区土壤呼吸作用日变化特征对大气温度、湿度特征因子的响应,以西藏林芝八一镇农田为研究对象,研究土壤呼吸速率与地表大气温度、湿度及土壤水分蒸发之间的响应关系。结果表明:土壤呼吸作用具有单峰型日变化特征,呼吸速率在0.5～1.3μmol/(m2.s)范围内,最大值出现在15:00-16:00之间,最小值出现在10:00-12:00。气温是影响土壤呼吸速率变化的关键气象因子,与土壤水分蒸发速率和大气湿度呈极显著正相关。但土壤呼吸速率的日变化与气温、大气湿度、蒸发速率之间并不完全同步,1d内,在19:00-7:00之间气温变化幅度较小,呼吸速率与气温、大气湿度和蒸发速率之间呈极显著正相关关系(P<0.001)。在7:00-19:00之间气温变化幅度大,表现为土壤呼吸作用滞后于气温、大气湿度和蒸发变化,约滞后3h。由此可知,短暂的大气温度、湿度条件变化并不能引起土壤呼吸作用的快速显著变化。     

色季拉山4种林型土壤呼吸及其影响因子

土壤碳是森林生态系统最大的碳库,是其森林生态系统碳循环的极其重要组分。森林土壤呼吸时陆地生态系统土壤呼吸的重要组成部分,其动态变化对全球碳平衡有着重要的影响,然而目前对藏东南地区森林土壤呼吸的研究还比较薄弱。为探讨不同林型土壤呼吸差异及其影响因子,采用Li-8100便携式土壤呼吸测定仪,研究了藏东南色季拉山4种原始森林生态系统(高山灌丛AS、方枝柏SS、杜鹃RF、急尖长苞冷杉AGSF)的土壤碳动态。结果表明:(1)藏东南色季拉山寒温带森林土壤呼吸具有明显的日变化和季节变化。在日变化方面,CO2的排放通量存在明显的日变化规律,排放通量在白天16:00左右最高,最低值出现在凌晨6:00左右,一天内土壤呼吸作用均呈单峰型曲线变化。季节变化方面,CO2排放的通量的季节变化趋势表现为6月份随着天气转暖和植被生长土壤呼吸作用逐渐增大,7月份气温最高时土壤呼吸作用也达到最大值随后,9月份气温逐渐下降,土壤呼吸作用也逐渐降低。(2)4种森林类型的土壤呼吸速率在植物生长季内与土壤表层(10 cm)土壤温度均呈不同程度的正相关,而与土壤含水量的相关性较弱。土壤温度是决定藏东南色季拉山土壤呼季节变化的主要因子。该研究为明确森林生态系统土壤呼吸变化规律及其影响因素的控制提供参考,同时对估算地区碳平衡、评估区域碳源汇具有重要意义。     

嘉陵江上游不同植被恢复模式土壤微生物及土壤酶活性的研究

以嘉陵江上游水土流失定位观测站内5种植被恢复模式为研究对象,对土壤微生物、土壤酶活性以及理化性质进行了研究。结果表明:①退化生态系统进行植被恢复后土壤微生物数量明显增加,上层>下层,且随季节不同而有明显变化;②5种植被恢复模式脲酶、蔗糖酶活性均明显高于对照地,3种土壤酶活性随季节变化明显且因林分而异;③5种植被恢复模式土壤氮素的转化率除湿地松纯林外均明显高于对照地,土壤氮素转化率与3种酶均呈极显著的相关关系,与土壤中细菌、放线菌数量之间也呈正相关关系,但相关系数未达显著水平;④火烧迹地灌丛土壤养分含量最高,微生物数量最大,脲酶、蔗糖酶活性最强,土壤的结构性最好。     

采伐干扰对东北温带次生林土壤碳矿化和活性有机碳的影响

在黑龙江东部的张广才岭选择典型次生杂木林进行不同采伐处理,一个生长季后测定了土壤潜在碳矿化速率和活性有机碳含量.结果表明:在28℃条件下经过90d的培养,土壤潜在碳矿化速率和碳矿化总量在所测定的土层中(0-10 cm,10-20 cm,20-30 cm)均表现为:50%强度采伐>皆伐后农作>25%强度采伐≌对照>皆伐后造林的变化趋势,但各处理间差异不显著.土壤易氧化碳含量在3个土层50%强度采伐均显著高于对照.土壤微生物碳含量在0-10 cm和10-20 cm土层,50%强度采伐显著高于对照.在0-10 cm土层,皆伐后造林显著低于对照.水溶性有机碳含量在0-10 cm和10-20 cm土层,50%强度采伐显著高于对照,在20-30cm土层,皆伐后造林显著低于对照,这说明在东北温带次生林中,较大强度的择伐短期内可增加土壤活性有机碳含量.而皆伐后造林可导致土壤活性有机碳出现下降趋势.     

第四纪红黏土区退化马尾松皆伐迹地短期恢复效果研究

以退化马尾松皆伐迹地表层(0-20 cm)土壤为对象,通过临近设置样地的方法,分别从理化性质、酶活性和微生物学性质对3种乡土植被(灌木丛、芒萁和白茅)的短期恢复效果进行研究。结果表明,白茅可明显提高皆伐迹地土壤理化性质,特别是土壤中磷、钾含量,但3种植被对土壤酸化改良效果均不明显。各恢复措施均不同程度提高了土壤生化强度,其中灌木丛和芒萁效果较明显,但白茅可提供较高质量的有机质而有利于有机碳积累,从而可能改善微生物区系。因此,白茅可作为研究区退化马尾松皆伐迹地土壤改良的选择性植被,而芒萁不宜长期种植。     

祁连山放牧草原土壤呼吸及影响因子分析

在海拔2 500,2 700,2 850,3 000 m的草原上利用Li-6400-09土壤呼吸叶室测定仪测定一个生长季节祁连山排露沟流域放牧草原土壤呼吸速率,分析不同环境条件下土壤CO2释放速率对气候和土地利用的反馈作用。辅助测定地面温度(0 cm、最低温度和最高温度)、地下温度(5,10,15,20 cm)、空气温度、土壤含水量。通过2003-2006年的观测结果表明:(1)土壤呼吸速率有明显日变化规律,7:00-14:00逐渐升高,14:00达到最大值,其值为8.92μmol/(m2.s);之后开始逐渐下降,5:00-6:00达最小值,其值为0.37μmol/(m2.s);(2)土壤呼吸速率有显著的季节变化趋势,呈单峰曲线,与温度的季节动态相吻合,出现"低-高-低"变化趋势。(3)放牧直接影响土壤含水量,放牧程度与土壤含水量呈负相关,土壤含水量与土壤呼吸速率呈正相关。重度放牧区土壤含水量>过度放牧区土壤含水量>极度放牧区土壤含水量,且重度放牧区土壤呼吸速率>过度放牧区土壤呼吸速率>极度放牧区土壤呼吸速率。(4)温度是影响土壤呼吸的主要因子,温度与土壤呼吸速率呈正相关,呼吸速率最大值出现在一年温度最高月6-7月,值为8.92μmol/(m2.s);最小值出现在5月,值为0.37μmol/(m2.s),继续降温呼吸速率基本停止。     

两种轮作模式下秸秆还田对土壤呼吸及其温度敏感性的影响

通过分析不同作物轮作模式下秸秆还田对土壤呼吸及其温度敏感性的影响,为深入探究关中地区农田生态系统碳循环提供理论依据。试验设置于陕西省杨凌地区,在2012年10月至2014年9月期间以冬小麦-夏玉米轮作模式和冬小麦-夏大豆轮作模式作为研究对象,分别设置秸秆还田(SM)和秸秆不还田(NS)两个处理,测定分析不同处理下土壤呼吸、土壤温度及土壤含水量的变化趋势和差异,并估算土壤呼吸的温度敏感性(Q_(10))。结果表明:土壤呼吸存在明显的季节变化,在作物生育期大部分时间内,SM处理的土壤呼吸速率均显著高于NS处理(P0.05),且SM处理的作物生育期土壤呼吸平均速率及土壤呼吸累计排放量也极显著高于NS处理(P0.01);不同作物生育期土壤呼吸平均速率依次为夏玉米夏大豆冬小麦,土壤呼吸总量表现为冬小麦夏玉米夏大豆、冬小麦-夏玉米轮作冬小麦-夏大豆轮作。冬小麦-夏玉米轮作与冬小麦-大豆轮作的土壤温度间存在差异;其中,在冬小麦生育前期,冬小麦-夏玉米轮作的土壤温度显著高于冬小麦-大豆轮作;第2季夏玉米生育期内5 cm深度的土壤温度显著低于同季的夏大豆;相比NS处理,SM处理能提高冬季土壤的温度,并降低春季和夏季的土壤温度;在高温少雨的时期内,SM处理能够提高0~30 cm土壤的平均含水量,不同的前茬作物引起两种轮作模式中冬小麦耕作层土壤含水量间明显的差异,夏玉米耕作层土壤含水量显著高于夏大豆。相关分析表明,土壤呼吸与5 cm和10 cm土壤温度均存在极显著的正相关性,且与5 cm土壤温度的相关性更好;但土壤呼吸与0~30 cm的土壤平均含水量无显著相关性。5 cm和10 cm土壤温度变化能够分别解释土壤呼吸变化的64.6%~67.3%和51.5%~59.6%。整个研究周期内,温度敏感性(Q_(10))为1.70~2.01,冬小麦-夏玉米轮作的温度敏感性显著高于冬小麦-大豆轮作,且同一轮作模式下SM处理的温度敏感性显著低于NS处理。因此,秸秆还田能够提高农田的土壤呼吸作用,降低土壤呼吸的温度敏感性,同时能够调节土壤的水热状况。     

皆伐对杉木林土壤养分的短期影响

对杉木林刚皆伐和皆伐半年后的土壤剖面的pH值、有机质、水解性氮、速效磷和速效钾含量进行了分析,目的在于为杉木人工林的更新和维护地力的机制提供依据.与刚皆伐各土层的土壤相比,皆伐半年后相应土层的土壤pH值均有所下降,土壤有机质及除土层0-5 cm外的速效磷和速效钾含量均有所增加,而水解性氮含量在一些土层增加,在其它土层中下降.     

乙草胺对土壤微生物数量及土壤呼吸的影响

通过室内瓶培养试验,研究了不同浓度(0.3、3、30μgkg-1干土)乙草胺对土壤呼吸、土壤细菌、放线菌和真菌数量的影响,结果表明乙草胺在培养初期促进土壤呼吸强度,之后土壤呼吸强度恢复到对照水平,甚至有降低的趋势;对细菌数量有先增长后抑制的趋势;对放线菌数量具有促进-抑制-恢复的趋势;对土壤真菌数量具有先抑制-恢复-促进的趋势。其研究结果为合理施用乙草胺提供理论依据。     

生物结皮对土壤呼吸的影响作用初探

利用Li—6400P—09土壤呼吸测量系统,对科尔沁沙地沙漠化逆转过程中生物结皮的形成对土壤呼吸的影响进行了测定分析。结果表明:①生物结皮存在时的平均土壤呼吸速率(1.856μmolCO_2/m~2·s),极显著(P<0.01)低于无结皮时的速率(2.725μmolCO_2/m~2·s),说明沙漠化逆转过程中生物结皮的形成可以有效减弱土壤中的CO_2向大气的排放,即生物结皮有减缓温室效应的生态功能;②在湿润和较低温度条件下,生物结皮对土壤呼吸的抑制作用更为显著;③形成的生物结皮越厚,对土壤呼吸的抑制作用越强;④生物结皮中粒径<0.05 mm的粘粉粒含量越多,对土壤呼吸的抑制作用越明显。     

土壤呼吸及其三个生物学过程研究

土壤呼吸包括3个生物学过程:植物根系呼吸,土壤微生物呼吸,土壤动物呼吸,3个过程呼吸所利用的C源不同,对土壤呼吸的贡献也有差异,精确分离并量化土壤呼吸3个生物学过程是土壤呼吸研究的一个重点和难点,只有了解各组分呼吸的机理及其在土壤总呼吸中的比例,才能掌握土壤呼吸的实质,从而了解陆地生态系统地下C通量和C分配格局。笔者在综合分析国内外相关研究的基础上,对土壤呼吸的3个生物学过程呼吸原理,影响机制,研究现状及进展等进行了比较和评述,重点提出分离量化3个生物学过程呼吸的方法及原理,尤其针对野外原位测定土壤动物呼吸,首次给予重点分析并探讨相关研究方法。     

氯嘧磺隆对土壤微生物类群及土壤呼吸强度的影响

通过实验室培养试验研究了氯嘧磺隆对土壤微生物种群动态变化和土壤呼吸强度的影响。测定了0、5、10、20、100μg kg-1的氯嘧磺隆对土壤中三大类微生物种群动态变化的影响,结果表明,氯嘧磺隆促进土壤细菌和真菌的生长,抑制放线菌的生长,真菌是氯嘧磺隆胁迫下的优势菌群。密闭法测定了0.01、0.1、1、10、100μg g-1的氯嘧磺隆对土壤呼吸的影响,结果表明,0.01、0.1、1、10μg g-1的氯嘧磺隆轻微抑制土壤呼吸,但受抑制的土壤逐渐恢复,除10μg g-1外,其它处理可恢复到对照水平,高浓度100μg g-1的氯嘧磺隆促进土壤呼吸,不能恢复到对照水平,但根据危害系数法的分级方法计算,氯嘧磺隆属于无实际毒害的农药。     

土壤微生物和有机酸对土壤呼吸速率的影响

通过对不同植被类型土壤呼吸速率、土壤微生物数量和有机酸的测定,旨在揭示土壤微生物和有机酸对土壤呼吸的影响.结果表明,不同植被类型土壤呼吸速率大小顺序是:阔叶栎林>桦木林>落叶阔叶林>杨树林>冷杉林>红杉林>高山草甸.细菌和放线菌随海拔升高呈单峰变化趋势,土壤真菌数量随海拔升高而增多.土壤细菌和放线菌分别可以单独解释不同植被54.2%和70.57%的土壤呼吸速率变化.土壤低分子量有机酸中以草酸、柠檬酸为主,草酸和柠檬酸分别与细菌和放线菌均达到极显著相关,草酸、柠檬酸、细菌和放线菌与土壤呼吸均极显著正相关.     

强碱土土壤呼吸及其影响因子分析

利用LI-8100土壤碳通量测量仪测定了在自然升温下的强碱土土壤呼吸速率、温度(气温和土壤温度)、湿度(空气相对湿度和土壤湿度)数据,通过分析它们的相关关系,探讨土壤呼吸速率的变化特征及其主要影响因素,建立了相应的回归模型并进行了精度检验。结果表明:(1)各实验土壤呼吸速率的日变化过程均呈单峰型,日间为正呼吸,夜间为负呼吸。(2)平均气温由4.4℃升至15.84℃和17.61℃时,平均土壤呼吸则由-0.07μmol m-2 s-1增加至0.07和0.31μmol m-2 s-1。温度越高,土壤呼吸速率越大。(3)土壤呼吸速率与气温、土壤温度、土壤湿度呈正相关,与空气相对湿度呈负相关,并且随着温度的升高,相关系数均不断增大。实验1中气温与土壤呼吸的相关系数为0.75,实验2、3则增至0.96和0.98。(4)土壤呼吸速率的最主要直接影响因子为气温,土壤湿度通过气温对土壤呼吸速率的间接影响与气温的影响相当。(5)土壤呼吸速率无论与温、湿度中单个因子还是温湿度双因子构建的回归方程,其拟合优度和模型精度均随温度的升高而增大,在气温与土壤呼吸速率构建的方程中,其R2由实验1的0.5544增至实验2、3的0.9284和0.9685,RMSE则由0.7055减至0.3011、0.1560。     

沼泽垦殖前后土壤呼吸与CH_4通量变化

湿地是陆地生态系统的重要组成部分,在碳的储存中起着重要作用。湿地垦殖后,在相同季节根层土壤温度明显高于沼泽湿地土壤,但垦殖后土壤有机碳、氮素含量明显降低,C:N比值减小,土壤呼吸通量增大,且具有季节性变化。垦殖8年的农田土壤,呼吸通量大于垦殖15年的农田土壤,弃耕后土壤有机碳含量及土壤呼吸强度有所增加,土壤呼吸通量与土壤温度呈显著正相关关系。沼泽湿地土壤为大气CH4的重要源,通量季节性变化明显,沼泽垦殖后农田土壤成为CH4的汇,不同垦殖年限土壤间CH4通量差异性不大。     

柽柳和梭梭林地土壤呼吸研究

用便携式气体分析仪（CIRA S-1配备SRC-1呼吸室,PP System s,H itch in,UK）测量了古尔班通古特沙漠南缘阜康荒漠实验站（FS）柽柳丛和北沙窝（ND）梭梭林地冠下和冠间的土壤呼吸及土壤因子。分析表明：冠下和冠间的土壤理化性质存在明显的异质性,冠下土壤呼吸值高于冠间,FS林地的土壤有机质、电导率、全氮、碳酸钙等含量及土壤呼吸值都高于ND林地土壤。土壤呼吸与土壤CaCO3含量有明显的相关性,相关系数为0.89。土壤中CaCO3含量的空间变化对土壤呼吸值的时空变化有一定的影响。掌握土壤因子及土壤呼吸的空间变化,对了解荒漠生态系统过程、土壤微生物与有机质的相互作用及全球气候变化的研究都具有重要的意义。     

土壤呼吸影响因素概述及展望

土壤呼吸是全球碳循环中重要的流通途径之一,是陆地生态系统最大的二氧化碳释放源,也是碳循环的研究领域中一个普遍关注的热点问题。土壤呼吸是土壤中生物与周围环境之间一个相互作用的过程,可以被看作为一个生态系统,明白影响该土壤生态系统里面生物和环境要素、相互作用过程以及其对该系统所排放出二氧化碳的影响有着非常重要的意义。通过分析影响土壤呼吸的主要因素,土壤温度、土壤湿度、土壤有机质和氮含量、生物因子以及人类活动与土壤呼吸的相互作用方式,概括了影响土壤呼吸因素之间的关系,并对土壤呼吸研究今后的发展趋势进行了展望。     

氯代甲烷对小麦叶绿素和土壤呼吸率的影响

采用室内模拟实验方法,研究了二氯甲烷（DCM）、三氯甲烷（CF）、四氯化碳（CT）等氯代甲烷对小麦幼苗叶绿素含量和土壤呼吸率的影响。结果表明：不同浓度的氯代甲烷对小麦叶绿素的合成有不同程度的抑制作用,且浓度越高,抑制强度越大。DCM、CF、CT对叶绿素的半抑制浓度分别是399.3 mg/kg,42.82 mg/kg,9.14 mg/kg,说明对叶绿素毒性作用CT〉CF〉DCM,即甲烷中氢原子被取代的越多,其毒性越大。3种氯代甲烷对土壤呼吸率都显示出了抑制作用,抑制率随浓度的增加而增加,但氯代甲烷对土壤呼吸率的抑制是暂时的,随着时间延续,土壤呼吸率会有所恢复。