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耕作措施对温带半干旱地区土壤温室气体(CO2、CH4、N2O)通量的影响 总被引：3，自引：1，他引：3
通过设置在甘肃省定西市李家堡镇的不同耕作措施试验, 利用CO2分析仪、静态箱-气相色谱法对双序列轮作次序下春小麦地、豌豆地生育期内CO2、CH4和N2O通量进行了测定。试验结果表明: 4种耕作措施下春小麦地和豌豆地在生育期内均表现为CO2源、N2O源和CH4汇的功能。传统耕作不覆盖、免耕不覆盖、免耕秸秆覆盖和传统耕作结合秸秆还田下, 春小麦生育期内平均土壤CO2通量(μmol·m-2·s-1)分别为0.203 6、0.221 2、0.241 8、0.224 9, CH4通量(mg·m-2·h-1)分别为-0.041 6、-0.078 0、-0.081 8、-0.053 7, N2O通量(mg·m-2·h-1)分别为0.089 1、0.069 2、0.046 1、0.065 6; 豌豆生育期内平均土壤CO2通量(μmol·m-2·s-1)分别为0.273 6、0.261 6、0.218 1、0.236 0, CH4通量(mg·m-2·h-1)分别为-0.055 0、-0.073 7、-0.066 2、-0.054 5, N2O通量(mg·m-2·h-1)分别为0.123 4、0.084 7、0.080 6、0.035 0。少免耕及小麦秸秆覆盖有利于减少土壤CO2排放通量, 免耕不覆盖、免耕秸秆覆盖及传统耕作结合秸秆还田均能不同程度地增加CH4吸收通量、减少N2O排放通量。综合来看, 免耕不覆盖、免耕秸秆覆盖和传统耕作结合秸秆还田3种保护性耕作措施有助于减少土壤温室气体的排放量。春小麦地CO2通量随着土壤温度、土壤含水量的逐渐升高而增大; CH4吸收通量随着土壤含水量的逐渐升高而增大, 而随着土壤温度的逐渐升高而减小。豌豆地CO2通量的变化与土壤含水量存在极显著正相关关系; 而春小麦地N2O通量则与平均土壤温度呈显著正相关, 豌豆地则为极显著正相关。 相似文献
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以黄土丘陵区典型侵蚀沟道为对象,基于沟道剖面有机碳和137Cs数据,采用碳库重分布模型估算了典型沟道侵蚀诱发的CO2通量,并通过检验模型预测效率、解析影响因子,提出了模型校正的思路。结果表明:(1)在长期侵蚀作用下,沟道侵蚀区和沉积区均表现为剧烈的侵蚀效应,侵蚀区侵蚀速率介于30.99~46.44 mm/a,沉积区侵蚀速率介于34.20~37.88 mm/a,沉积区土壤流失速率略小于侵蚀区;(2)碳库重分布模型估算显示,侵蚀区与沉积区均表现为较强烈的碳源效应,侵蚀区CO2通量介于18.41~28.44 g/(m2·a),沉积区CO2通量介于22.19~29.25 g/(m2·a);(3)侵蚀部位、土壤容重、有机碳含量、侵蚀量、沟道平均坡度、植被地上部与地下部生物量共同解释了碳库重分布模型预测效率的变异特征(R2=0.68),其中侵蚀部位、侵蚀量、有机碳含量、土壤容重、植被地下部对预测效率有强驱动效应;(4)引入被忽略的植被新输入有机碳库参数,有望校正碳库重分布模型,提升模型预测效率。该研究结果明确了碳库重分布模型在沟道侵蚀区相比沉积区有更高的CO2通量预测效率,为进一步提高模型的预测精度,可以考虑引入植被输入有机碳库作为校正参数。 相似文献
3.
由于人类大量开采使用石油、煤炭、天然气等化石燃料,使大气CO2浓度升高,这不但加速全球变暖,还将影响地球上动植物的生存和分布,从而对整个生态系统产生深远影响。为探明CO2浓度升高与豌豆蚜（Acyrthosiphon pisum）虫口密度对紫花苜蓿（Medicago sativa）叶片内化学物质的影响,明确CO2浓度升高和蚜虫密度在紫花苜蓿生理生化中的作用,试验在CO2光照培养箱内设置380 μL·L-1（对照）、550 μL·L-1和750 μL·L-1 3个CO2浓度培育苜蓿幼苗并接入10日龄成蚜10头·株-1、20头·株-1、30头·株-1,并以0头·株-1作为空白对照,1周后测定植物体内营养物质和次生代谢物质含量。结果表明,随CO2浓度升高,蚜虫密度为30头·株-1时紫花苜蓿可溶性蛋白、可溶性糖以及淀粉含量均上升,在750 μL·L-1 CO2浓度下分别比CK上升11.62倍、0.49倍和0.24倍;黄酮、总酚和简单酚含量也显著上升。随蚜虫危害程度加重,同一CO2浓度下紫花苜蓿淀粉、简单酚含量先上升后下降,高CO2浓度蚜虫密度为30头·株-1时比0头·株-1时可溶性糖、总酚以及单宁含量上升1.66倍、1.49 mg·g-1和1.09 mg·g-1,差异均显著（P<0.05）。说明具有固氮作用的豆科植物更易于适应CO2浓度升高的变化,从而在受到刺吸胁迫后增强自身诱导抗虫性以抵御害虫为害。 相似文献
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气候变化通过大气CO2浓度、温度和降雨的改变,直接或间接影响农田温室气体排放,研究未来气候情景下农田温室气体排放对实现农业碳减排具有重要意义。为探究气候变化背景下农田温室气体排放特征,该研究在长期田间定位试验基础上,利用当前大气CO2浓度与CO2浓度升高条件下旱作玉米农田温室气体排放通量的田间观测数据,采用“试错法”对DayCent模型进行校验,并利用校验后的模型,根据第六次国际耦合模式比较计划（Coupled Model Intercomparison Project phase 6,CMIP6）气候情景数据,预测未来SSP126与SSP245气候情景下旱地玉米农田温室气体排放通量。结果表明,DayCent模型对不同大气CO2浓度下N2O、CH4和CO2排放通量的模拟值与观测值高度一致,模拟效率（modeling efficiency,EF）分别为0.58～0.87、0.45～0.65和0.25～0.62,均方根误差（root mean square error,RMSE）分别为0.83～1.33、0.67～0.82和0.58～0.80 g/(hm2·d),决定系数（coefficient of determination,R2）分别为0.80～0.91、0.53～0.80和0.53～0.85。SSP126和SSP245气候情景下,在玉米单作种植模式下旱地农田N2O和CO2年排放量均呈现上升趋势,以2001—2020年农田温室气体排放通量为基准,到2060年N2O年排放量分别增加22.8%和24.9%,CO2年排放量分别增加6.7%和8.0%;旱地农田CH4年吸收量呈下降趋势,两个气候情景下分别减少13.6%和13.4%。未来气候情景下旱地农田仍是温室气体排放源,优化氮肥管理和农田耕作措施对实现温室气体减排具有重要意义,模拟结果可以为制定农业适应气候变化对策提供基础数据支持。 相似文献
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塿土剖面CO2浓度的动态变化及其受环境因素的影响 总被引：4，自引：0，他引：4
CO2是土壤空气的重要组成,土壤空气CO2浓度一般高于大气几倍到数十倍,甚至上百倍[1]。土壤空气中CO2主要来源于土壤呼吸,其浓度主要决定于生物因素(植物根系、土壤微生物活性等)和环境因素(土壤温度、含水量等)[2～4]。土壤空气CO2浓度可以反映和影响土壤向大气释放CO2的通量[4,5],同时对植物根系生长发育、土壤微生物活动和各种养料物质转化也有很大影响[1]。研究了解土壤空气CO2浓度剖面分布、季节动态及其影响因素,有助于人们认识土壤中CO2产生、累积、输运以及向大气排放的生物和物理过程,制定和实施合理的农作措施以改善作物生长环境和减少土壤向大气排放的CO2。国外已在森林、草地和农田土壤上开展了较长时间的土壤空气CO2浓度观测研究[4~7],但我国的研究和报道很少[8,9]。本文通过土壤剖面不同深度CO2浓度的定位观测,初步揭示了土剖面CO2浓度的分布特征、季节动态及其受水热条件的影响。 相似文献
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探讨有机物料还田对冬小麦田温室气体排放特性的影响,对提高经济效应和环境效应有积极意义。本研究应用静态箱-气相色谱法对秸秆还田（J）、秸秆还田+牛粪（JF）和秸秆还田+菌渣（JZ）3种有机物料还田下分别施氮肥243 kg （N）·hm-2（减氮10%,N1）、216 kg （N）·hm-2（减氮20%,N2）对冬小麦农田N2O、CO2和CH4的排放通量进行监测,探讨了不同施肥措施对麦田温室气体累积排放量、增温潜势的影响。试验期间同步记录每项农事活动机械燃油量、施肥量和灌溉量,测定产量,地上部生物量,估算农田碳截留。结果表明,冬小麦农田土壤N2O和CO2是排放源,是CH4的吸收汇,氮肥施入、灌溉以及强降水促进了土壤N2O和CO2的生成,却弱化了CH4作为大气吸收汇的特征。牛粪+秸秆（JF）处理N2O和CO2排放总量最高,分别为3.5 kg （N2O-N）·hm-2和19 689.67 kg （CO2-C）·hm-2,但CH4的吸收值最大,为5.33 kg （CH4-C）·hm-2,均显著高于菌渣+秸秆（JZ）和秸秆（J）处理（P<0.05）;各处理N2O和CO2的总量随施氮量的增加呈升高趋势,CH4的总量随施氮量的增加而呈降低趋势。JFN2、JN2和JZN2处理农田综合增温潜势（GWP）均为负值,表明有机物料还田且减氮20%条件下农田生态系统为大气的碳汇,麦季净截留碳1 038~2 024 kg·hm-2,其他处理GWP值均为正。JZN2处理小麦产量为8 061 kg·hm-2,显著高于JFN2处理（P<0.05）。综上所述,JZN2处理不仅能够保证小麦产量,且对环境效应最有利,为本区域冬小麦较优的施肥管理模式。 相似文献
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夏季休牧对高寒矮嵩草草甸温室气体排放的影响 总被引：2，自引：0，他引：2
以高寒矮嵩草草甸为研究对象，利用密闭箱－气相色谱法，对夏季休牧8a的围栏草地(休牧草地)和全年放牧的草地(放牧草地)的温室气体排放通量、土壤特性和生物量进行了对比研究。结果表明：与放牧草地相比，休牧草地植被盖度较之高41％，单位面积生物量较之高53％。同时，土壤特性也有较大不同；休牧草地的植被－土壤系统CO2排放通量比放牧草地低20.7％，测定期间两者CO2排放通量以每天每公顷排放C的质量计分别为30.7和38.7 kg·(hm2·d)-1；试验期间高寒矮嵩草草甸植被－土壤系统是大气CH4的弱汇，休牧后草地土壤对CH4的吸收能力增强，休牧和放牧草地CH4的平均吸收强度分别为28.1和21.9 g·(hm2·d)-1；休牧草地土壤N2O排放通量比放牧草地低，两者排放通量分别为4.5和7.6 g·(hm2·d)-1。可见，夏季休牧措施降低了草地对大气中温室气体浓度增加的贡献。 相似文献
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施氮水平对太行山前平原冬小麦-夏玉米轮作体系土壤温室气体通量的影响 总被引：10，自引：4，他引：6
应用静态明箱-气相色谱法对4 个施氮肥水平N0 [0 kg(N)·hm-2]、N200 [200 kg(N)·hm-2]、N400 [400kg(N)·hm-2]、N600 [600 kg(N)·hm-2]的夏玉米-冬小麦季轮作体系2008~2010 年的土壤温室气体(CH4、CO2 和N2O)排放通量进行研究, 同时观测5 cm 土层土壤温度并记录降水量。结果表明: 太行山前平原冬小麦-夏玉米轮作农田生态系统为CH4 吸收汇, CO2 和N2O 排放源。随着氮肥施入量的增加土壤对CH4 的吸收速率降低, 而CO2 和N2O 的排放速率增加。冬小麦季施氮处理土壤对CH4 的吸收速率显著低于无氮肥的N0 处理, 而N600处理土壤CO2 和N2O 排放速率显著高于N0 处理(P<0.05)。施肥和灌溉会直接导致土壤CO2 和N2O 的排放通量增加, 同时土壤对CH4 的吸收峰值减小。土壤温度升高和降水量增加以及干湿交替加剧均会造成N2O 和CO2排放速率增加。同时在持续干燥和低温条件的冬季不施氮处理观测到土壤对N2O 的吸收现象。N0、N200、N400 和N600 处理土壤CH4 年排放总量(kg·hm-2·a-1)分别为-1.42、-0.75、-0.82、-0.92(2008~2009 年)和-2.60、-1.47、-1.35、-1.76(2009~2010 年), N0、N200、N400 和N600 处理土壤CO2 年排放总量(kg·hm-2·a-1)分别为15 597.6、19 345.6、21 455.9、29 012.5(2008~2009 年)和10 317.7、11 474.0、13 983.5、20 639.3(2009~2010年), N0、N200、N400 和N600 处理土壤N2O 年排放总量(kg·hm-2·a-1)分别为1.05、2.16、5.27、6.98(2008~2009年)和1.49、2.31、4.42、5.81(2009~2010 年)。 相似文献
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N2O是一种重要的温室气体, 具有很强的温室效应。当前全球变化条件下, 人类活动和农业生产行为产生的N2O排放增加是当前倍受关注的问题。本研究于2008年11月-2009年10月, 利用静态箱 气相色谱技术对亚热带地区紫穗槐(Amorpha fruticosa L.)绿篱枝叶还田条件下冬小麦 夏玉米轮作田土壤N2O排放通量进行原位监测, 观测紫穗槐枝叶移出(AR)、翻施(AI)、表施(AC)及作物单作(CK)4种处理下整个生长季土壤N2O的排放量, 对等高绿篱 坡地农业复合生态系统土壤N2O排放通量变化及其影响机制进行研究。结果表明, 整个冬小麦 夏玉米轮作期, 4个处理土壤N2O排放通量呈现出相似的季节变化特征, AR、AI、AC、CK处理全生长季的排放总量为127.62 mg·m-2、209.66 mg·m-2、208.73 mg·m-2、77.52 mg·m-2。作物不同生育阶段N2O日均排放通量在冬小麦季表现为: 开花-成熟期>拔节-开花期>出苗-拔节期; 在夏玉米季表现为: 拔节-抽雄期>播种-拔节期>抽雄-成熟期。本试验综合评估了等高绿篱 坡地农业复合生态系统土壤N2O排放通量变化及其影响机制。研究显示, 土壤N2O排放通量在冬小麦季与土壤温度相关性显著, 在夏玉米季与土壤水分相关性显著。在复合生态系统中紫穗槐复合种植及枝叶还田显著促进土壤N2O排放, 翻施处理产生的N2O量大于表施处理。 相似文献
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为阐明库布齐沙漠植被恢复过程中土壤碳通量的时空动态特征及主控因子，明确土壤有机碳含量和储量的变化趋势，本研究以流动沙地、半固定沙地、藻结皮固定沙地和地衣苔藓混合结皮固定沙地为研究对象，运用静态暗箱–气相色谱法对风沙土壤碳通量及水热因子进行观测，并对土壤有机碳含量和密度进行测定和计算。结果表明，生长季内风沙土壤碳通量变异较大，季节动态与土壤温度基本一致，且随植被恢复碳通量呈递增趋势：混合结皮固定沙地(210.28 mg/(m~2·h))>藻结皮固定沙地(177.45 mg/(m~2·h))>半固定沙地(117.34 mg/(m~2·h))>流动沙地(65.61mg/(m~2·h))；土壤碳通量与各层土壤温度均显著正相关，除流动沙地土壤碳通量与深层土壤含水量显著负相关外，其余样地碳通量均与表层土壤含水量显著负相关；风沙土壤有机碳含量和密度随植被恢复而递增：混合结皮固定沙地(1.32 g/kg,0.94 kg/m~2)>藻结皮固定沙地(1.03 g/kg,0.74 kg/m~2)>半固定沙地(0.45 g/kg,0.36 kg/m~2)>流动沙地(0.27... 相似文献
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The aim of this study was to measure the in situ soil CO2 flux from grassland, afforested land and reclaimed coalmine overburden dumps by using the automated soil CO2 flux system (LICOR‐8100® infrared gas analyzer, LICOR Inc., Lincoln, NE). The highest soil CO2 flux was observed in natural grassland (11·16 µmol CO2 m−2s−1), whereas the flux was reduced by 38 and 59 per cent in mowed site and at 15‐cm depth, respectively. The flux from afforested area was found 5·70 µmol CO2 m−2s−1, which is 50 per cent lower than natural grassland. In the reclaimed coalmine overburden dumps, the average flux under tree plantation was found to be lowest in winter and summer (0·89–1·12 µmol CO2 m−2s−1) and highest during late monsoon (3–3·5 µmol CO2 m−2s−1). During late monsoon, the moisture content was found to be higher (6–7·5 per cent), which leads to higher microbial activity and decomposition. In the same area under grass cover, soil CO2 flux was found to be higher (8·94 µmol CO2 m−2s−1) compared with tree plantation areas because of higher root respiration and microbial activity. The rate of CO2 flux was found to be determined predominantly by soil moisture and soil temperature. Our study indicates that the forest ecosystem plays a crucial role in combating global warming than grassland; however, to reduce CO2 flux from grassland, mowing is necessary. Copyright © 2012 John Wiley & Sons, Ltd. 相似文献
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水稻土基底呼吸与CO2排放强度的日动态及长期不同施肥下的变化 总被引：19，自引：3，他引：19
土壤呼吸排放是陆地生态系统土气交换快速而活跃的途径之一,对大气CO2浓度的变化有显著的影响。本文对太湖地区一个代表性水稻土水稻收割后土壤基底呼吸CO2排放进行了昼夜观测和采样分析。结果表明,不同小区平均土壤呼吸与CO2排放速率在CO2-C.12.2～25.2.mg/(m2h)之间,日排放量在CO2-C.327.2～604.1mg/(m2d)之间,低于文献报道的森林和草地及旱作农田的土壤呼吸;与长期有机-无机配施处理相比,长期单施化肥CO2日排放量提高了55%～85%,并且显著提高了土壤呼吸对土壤(5.cm)温度的响应敏感性。相关分析表明,土壤呼吸CO2排放强度与土壤微生物N(Nmic)、微生物C∶N(Cmic/Nmic)和P的有效性有密切的关系;生物有效N和P的有效性显著地影响着土壤呼吸与CO2的生成和排放。本试验结果进一步支持了水稻土的固碳效应。但是,供试不同小区土壤呼吸排放强度的变异隐含着长期不同施肥处理可能使与高呼吸活性有关的微生物群落发生改变,有待于进一步研究。 相似文献
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西安黄绵土碳释放规律研究 总被引：1，自引：1，他引：1
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。 相似文献
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V. O. Lopes de Gerenyu Yu. A. Kurbatova I. N. Kurganova A. V. Tiunov A. Ye. Anichkin T. N. Myakshina A. N. Kuznetsov 《Eurasian Soil Science》2011,44(9):984-990
The analysis of daily, seasonal, and annual dynamics of CO2 emission from soils under different stands of monsoon tropical tall-tree forest was performed on the basis of field observations
conducted at the Russian-Vietnamese Tropical Research and Technology Center of the Russian Academy of Sciences. Under a tropical
climate, the main factors responsible for the rate of carbon dioxide emission from the soils are shown to be the soil type
and the topographic position of the area studied along with the type of vegetation. Depending on these factors, the rate of
CO2 emission from the soils was 65–178 mg C/(m2 h) during the dry season and 123–259 mg C/(m2 h) during the wet season. The daily dynamics of CO2 emissions from the soils of the tropical zone was weakly pronounced in both the wet and the dry season owing to the insignificant
diurnal fluctuations of soil temperature. The investigations carried out allowed making an expert evaluation of the annual
CO2 fluxes from the soils under different stands of monsoon tropical tall-tree forest in southern Vietnam. They amounted to 900–2000
g C/(m2 yr) depending on the forest type. 相似文献
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农田改为农林(草)复合系统对红壤CO2和N2O排放的影响 总被引：1，自引：0，他引：1
以鄂南玉米地、紫穗槐/玉米地、香根草/玉米地、紫穗槐林地、香根草草地与撂荒地6种土地利用类型为研究对象,利用静态箱法,对夏玉米生长期间土壤CO2和N2O通量及影响因子进行了测定,研究我国北亚热带丘陵红壤区农田改变为林(草)地和农林(草)复合系统后土壤CO2和N2O排放特征。研究结果表明:(1)土地利用方式改变后,撂荒地土壤CO2排放量明显低于其他5种土地利用类型,但紫穗槐/玉米地、单作玉米地、香根草/玉米地、紫穗槐林地、香根草草地5种土地利用类型之间土壤CO2排放量差异不显著。(2)玉米生长期间,6种不同土地利用方式下,土壤N2O排放总量从高到低依次为紫穗槐/玉米地(508 g·hm-2·a-1)、紫穗槐林地(470 g·hm-2·a-1)、撂荒地(390 g·hm-2·a-1)、香根草/玉米地(373 g·hm-2·a-1)、香根草草地(372 g·hm-2·a-1)、单作玉米地(285 g·hm-2·a-1)。(3)土壤CO2通量与土壤有机碳、土壤微生物生物量碳和土壤含水量无显著相关关系;土壤N2O通量与土壤氮素净矿化率呈显著线性相关,但与土壤无机氮和土壤含水量无显著相关关系。农田改变为农林(草)复合系统可能潜在地增加土壤CO2和N2O排放;农田改变为林(草)地可能潜在地减少土壤CO2排放,增加土壤N2O排放。 相似文献
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Javed Iqbal Hu Ronggui Du Lijun Lu Lan Lin Shan Chen Tao Ruan Leilei 《Soil biology & biochemistry》2008,40(9):2324
It is crucial to advance the understanding of the soil carbon dioxide (CO2) flux and environmental factors for a better comprehension of carbon dynamics in subtropical ecosystems. Red soil, one of the typical agricultural soils in subtropical China, plays important roles in the global carbon budget due to their large potential to sequester C and replenish atmospheric C through soil CO2 flux. We examined the relationship between soil CO2 flux and environmental determinants in four different land use types of subtropical red soil-paddy (P), orchard (O), woodland (W) and upland (U) using static closed chamber method. Objectives were to evaluate the relationship of soil temperature, water-filled pore space (WFPS), and dissolved organic carbon (DOC) with the soil CO2 flux. Soil CO2 fluxes were measured on each site about every 14 days between 09:00 and 11:00 a.m. during 14-July 2004 to 25-April 2007 at the experimental station of Heshengqiao at Xianning, Hubei, China. Soil CO2 fluxes revealed seasonal fluctuations, with the tendency that maximum values occurred in summer, minimum in winter and intermediate values in spring and autumn except for paddy soil when it was submerged. Further, significant differences in soil CO2 fluxes were observed among the four soils, following the order of P > O > U W. Average soil CO2 fluxes were estimated as 901 ± 114, 727 ± 55, 554 ± 22 and 533 ± 27 (±S.D.) g CO2 m−2 year−1 in paddy, orchard, upland and woodland soils, respectively. Variations in soil CO2 flux were related to soil temperature, WFPS, and dissolved organic carbon with a combined R2 of 0.49–0.75. Soil temperature was an important variable controlling 26–59% of soil CO2 flux variability. The interaction of soil temperature and WFPS could explain 31–60% of soil CO2 flux variations for all the land use types. We conclude that soil CO2 flux from red soil is under environmental controls, soil temperature being the main variable, which interact with WFPS and DOC to control the supply of readily mineralizable substrates. 相似文献
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Soil carbon dioxide (CO2) flux is an integrative measure of ecosystem functioning representing both biotic and physical controls over carbon (C) balance. In the McMurdo Dry Valleys of Antarctica, soil CO2 fluxes (approximately −0.1-0.15 μmol m−2 s−1) are generally low, and negative fluxes (uptake of CO2) are sometimes observed. A combination of biological respiration and physical mechanisms, driven by temperature and mediated by soil moisture and mineralogy, determine CO2 flux and, therefore, soil organic C balance. The physical factors important to CO2 flux are being altered with climate variability in many ecosystems including arid forms such as the Antarctic terrestrial ecosystems, making it critical to understand how climate factors interact with biotic drivers to control soil CO2 fluxes and C balances. We measured soil CO2 flux in experimental field manipulations, microcosm incubations and across natural environmental gradients of soil moisture to estimate biotic soil respiration and abiotic sources of CO2 flux in soils over a range of physical and biotic conditions. We determined that temperature fluctuations were the most important factor influencing diel variation in CO2 flux. Variation within these diel CO2 cycles was explained by differences in soil moisture. Increased temperature (as opposed to temperature fluctuations) had little or no effect on CO2 flux if moisture was not also increased. We conclude that CO2 flux in dry valley soils is driven primarily by physical factors such as soil temperature and moisture, indicating that future climate change may alter the dry valley soil C cycle. Negative CO2 fluxes in arid soils have recently been identified as potential net C sinks. We demonstrate the potential for arid polar soils to take up CO2, driven largely by abiotic factors associated with climate change. The low levels of CO2 absorption into soils we observed may not constitute a significant sink of atmospheric CO2, but will influence the interpretation of CO2 flux for the dry valley soil C cycle and possibly other arid environments where biotic controls over C cycling are secondary to physical drivers. 相似文献
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2011年7月至2012年3月,利用LI-8100土壤CO2通量系统测定了淮南市大通煤矸石充填复垦区草地、灌丛、小乔木林、大乔木林土壤呼吸强度及其相关影响因子.结果显示,煤矸石充填复垦区4种植被类型下土壤呼吸强度的昼夜及季节变化均呈单峰曲线形式,最大值出现在夏季的12:00-16:00间,最小值出现在冬季的4:00左右;不同植被类型下土壤呼吸强度差异显著(p＜0.05),且土壤呼吸强度有强到弱的顺序呈现:草地＞灌丛＞小乔木林＞大乔木林.4种植被土壤CO2-C年释放通量分别为(999.74±62.26) g/(m2· a),(908.49±72.41) g/(m2· a),(869.22±56.23) g/(m2· a),(726.10±63.01) g/(m2· a),故考虑植被的碳减排效应,在煤矸石充填复垦区可以多种植乔木、灌木,而尽量少植人工草坪;复垦区土壤呼吸除受植被类型影响外,主要受10 cm土层土壤温度的影响,各植被类型土壤呼吸强度对土壤温度的指数模型均可以解释88％以上的土壤呼吸变异;草地、灌丛、小乔木林、大乔木林碳排放对温度的敏感性Q10值分别为:2.57,2.71,2.96和3.67. 相似文献