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荒漠草原生态系统土壤呼吸研究进展 《畜牧与饲料科学》2016,37(6):45-45
荒漠草原生态系统非常脆弱,对环境变化和人类活动干扰敏感,在我国草地碳循环研究中具有非常重要的地位。环境因子和人类活动及其协同作用都会对荒漠草原土壤呼吸作用产生影响,但是关于荒漠草原生态系统土壤呼吸作用研究目前仍相对薄弱。因此,加强在非生长季和不同干扰类型下对土壤呼吸影响的研究,并运用遥感监测技术研究荒漠草原土壤呼吸作用,从整体上把握和认识荒漠草原土壤呼吸作用的规律,对于保护脆弱草原生态、保障草牧业的可持续发展具有极其重要的意义。 相似文献
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西南旱地不同种植模式下土壤呼吸及水热因子对极端低温的响应 总被引：2，自引：0，他引：2
极端气候频现是全球气候变化的重要特征之一,其中极端低温不仅影响农业生产,也影响着农业碳排放。土壤呼吸作为农业碳排放的主要途径,缺乏在极端低温环境下的深入研究。本研究以我国西南地区旱地为研究对象,通过测定冬季低温环境下的土壤呼吸及其水热因子,分析了土壤呼吸等在极端低温环境下的响应特征,发现秸秆覆盖条件下紫云英与油菜混作的土壤呼吸和根呼吸最大,种植紫云英可显著提高10 cm处的土壤温度、土壤含水量和土壤电导率;在极端低温环境下,土壤呼吸和根呼吸显著降低,土壤呼吸的温度敏感性显著提高,Q10值由0.31增加到1.19,同时改变了土壤呼吸与土壤电导率之间的关系。无秸秆覆盖时紫云英单作、紫云英与油菜混作的根呼吸比重分别提高了12.07%和8.15%;而秸秆覆盖下紫云英单作、油菜单作以及紫云英与油菜混作的根呼吸比重分别降低了28.55%、38.87%和24.80%。 相似文献
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2007年使用动态密闭气室红外CO2分析法(IRGA)对黄土高原地区豌豆农田土壤呼吸进行观测,综合分析了水热因子对土壤呼吸日、季节变化的影响。结果表明,该区豌豆田土壤呼吸日、季节变化趋势均呈“单峰型”曲线;夏季日变化最高和最低值分别出现在11:00-13:00和0:00-3:00,日平均值接近9:00和19:00的观测值;冬季日变化最高和最低值分别出现在13:00-15:00和21:00-0:00,日平均值接近于9:00和17:00的观测值;全年土壤呼吸速率最大值出现在7月份(豌豆开花结荚期),最小值出现在12月份。分析表明:温度是该农田生态系统土壤呼吸日、季节变化的主要影响因素;而土壤水分变化与土壤呼吸季节变化的相关性较差。该区土壤呼吸存在“负通量”现象。 相似文献
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为了评价氟苯尼考对土壤微生物活动的影响,采用室内培养模拟实验,研究了氟苯尼考对土壤微生物数量、呼吸活动和其对纤维分解作用的影响。结果表明,在同一浓度下,氟苯尼考对土壤微生物抑制作用强弱顺序为：细菌〉放线菌〉真菌。其抑制作用随氟苯尼考浓度增加而增大,药物活性维持期为5～6d。所测的不同浓度的氟苯尼考对土壤微生物呼吸活动的影响有所差异。在此试验中,低浓度的氟苯尼考（10mg/kg）对土壤的呼吸作用表现不明显,而高浓度（500mg/kg）的氟苯尼考则对土壤的呼吸作用有明显的抑制作用。同时,不同浓度的氟苯尼考对土壤微生物分解纤维作用的影响不同,随着药物浓度的增加,土壤微生物对纤维分解作用呈明显递减趋势。 相似文献
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利用研究区植被、土壤和气候观测资料,借助CENTURY模型研究了高寒草甸土壤异养呼吸CO2通量动态变化。结果表明,1)CENTURY模型较好地反映了高寒草甸土壤异养呼吸季节变化。模拟结果与试验点观测结果相吻合,风匣口和干柴滩2个试验点观测值与模拟值的线性回归方程分别为y=0.7776x+23.796(R2=0.6885, n=31)和y=0.9487x-8.6994(R2=0.6062, n=30)。2)过去46年(1960-2005年)研究区年平均气温趋于暖化,平均线性增温率为 0.35℃/10 a。降水量变化不明显,呈振幅较为稳定的波动变化。同期CENTURY模型模拟的高寒草甸土壤异养呼吸CO2通量呈波动性缓慢上升的趋势,通量变化范围在479.22~624.89 g C/(m2·a) 之间,平均值为(539.56±34.32) g C/(m2·a),通量增加率为16.5 g C/(m2·10 a)。对模拟结果与气温、降水量之间进行的相关性分析结果显示,土壤异养呼吸CO2通量与气温呈显著正相关(r=0.70,P<0.05),与降水量相关性不显著。3)氮沉降增加显著促进了高寒草甸土壤异养呼吸CO2通量。中氮(MN)和高氮(HN)与对照(CK)处理间差异极显著(P<0.01),但中氮(MN)与高氮(HN)处理间差异不显著。说明,长期受低温和土壤有效氮限制的高寒草甸对气候变化响应敏感,高原气候的暖化和氮沉降的增加均能引起土壤异养呼吸作用的小幅上升,但可能由于异养呼吸作用对氮沉降存在着一定的“氮饱和”现象,随着大气氮沉降的倍增,其促进效应降低。 相似文献
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黄土丘陵区白羊草与达乌里胡枝子混播草地土壤呼吸日变化特征 总被引：1，自引：0，他引：1
土壤呼吸是反映土壤质量和肥力性状的重要指标,阐明禾―豆混播草地土壤呼吸作用的变化规律及其影响因素,可以为准确评估混播草地的环境效应及响应提供依据。在2011和2012年6月份,采用动态密闭气室分析法,比较了白羊草(Bothriochloa ischaemum)与达乌里胡枝子(Lespedeza davurica)不同比例间作混播草地总土壤呼吸速率的日变化特征、混播植物贡献率以及温度敏感性等。结果表明,不同混播比例草地的总土壤呼吸速率日变化为单峰型曲线,峰值出现在12:00~14:00。总土壤呼吸速率日均值高低顺序为单播白羊草白羊草和达乌里胡枝子间作单播达乌里胡枝子。不同间作比例草地的总土壤呼吸速率与白昼气温相关显著(P0.05),而与5、10和15 cm土层白昼土壤温度关系不明显;单播条件下,白羊草草丛的土壤呼吸对温度的敏感性高于达乌里胡枝子;各草地土壤呼吸Q10值的变化范围为1.48~2.61,以单播白羊草最高,单播达乌里胡枝子和两者间作混播草地间无显著差异(P0.05)。 相似文献
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京西百花山区六种植物群落凋落物及土壤呼吸特性研究 总被引：12，自引：0，他引：12
利用LI-8100开路式土壤碳通量测量系统,对京西百花山区6种植物群落夏季土壤呼吸作用的昼夜变化进行了对比研究.结果表明,6种植物群落土壤呼吸速率日变化成明显的单峰曲线,高峰值一般出现在13∶00～16∶00之间,最低值出现在03∶30～07∶30之间;不同植物群落土壤表层凋落物呼吸对土壤呼吸的贡献率在6.62%～40.83%之间;土壤CO2日释放量以野艾蒿群落最高,其值为254880μmol·m-2·d-1,刺槐群落最低,其值为190944 μmol·m-2·d-1;凋落物CO2日释放量油松群落最大,达91368μmol·m-2·d-1,对土壤呼吸的贡献率为40.83%,而杂类草群落最低,日释放量只有13608μmol·m-2·d-1,对土壤呼吸的贡献率仅为6.62%.相关分析表明,土壤表层凋落物呼吸速率与凋落物厚度、蓄积量成正相关关系(n=6,P＜0.05),而与凋落物有机质含量无明显的相关性;土壤呼吸速率与环境因子具有显著的相关性,其中与土壤表层(5cm)温度呈极显著正相关关系(n=48,P＜0.001),而与近地面气压和CO2浓度呈负相关关系. 相似文献
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明确生长季不同土地覆被类型土壤呼吸变化规律及其对水热因子的响应,对于干旱区土壤碳循环研究有重要意义。为此,采用LI-COR 8100土壤呼吸观测系统对河西走廊荒漠–绿洲过渡区荒漠梭梭(Haloxylon ammodendron)林地、绿洲农田、人工杨树(Populus gansuensis)林地生长季的土壤呼吸进行测定,分析3种土地覆被类型土壤呼吸变化特征及其对水热因子的响应。结果表明,荒漠梭梭林地、绿洲农田、人工杨树林地生长季土壤呼吸速率分别为0.59、2.67和3.16μmol·(m2·s)–1。生长季土壤呼吸的月变化受土壤温度和土壤水分的共同影响,其中土壤呼吸与土壤温度的关系用线性模型和指数模型均拟合较好,而与土壤水分的关系较复杂,呈二项式函数关系。生长季不同土地覆被类型土壤呼吸日变化过程呈单峰曲线,主要受土壤温度日变化的影响。 相似文献
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荒漠草原植物的生长和生存受降水影响很大,本研究以宁夏东部荒漠草原猪毛蒿种群为研究对象,2017-2020年连续4年监测了降水改变条件下土壤水分特征,测定了猪毛蒿净光合速率、蒸腾速率、气孔导度和胞间CO2浓度等光合特征,并对其内禀水分利用效率和瞬时水分利用效率进行了分析。研究表明：4年中无效降水事件(<5mm)发生次数较多,占当年降水频次的60.00%～82.54%;大雨(≥25 mm且≤49.9 mm)和暴雨等级(≥50 mm)降水事件较少,平均单次降水事件的降水量仅为3.3～6.5 mm·次-1。不同处理各土层的土壤含水量存在较大差异,表层(10 cm)土壤含水量较次表层(20 cm)和深层(60 cm)的变幅大;次表层(20 cm)土壤平均含水量低于表层,与小降水事件发生频次较高无法入渗补给以及植物吸收消耗有关;深层(60 cm)土壤含水量变化小,较稳定。净光合速率随着光合有效辐射的增加而增大,当光合有效辐射在400～1600μmol·m-2·s-1时,增雨处理提高了猪毛蒿的净光合速率;在... 相似文献
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以内蒙古草甸草原、典型草原、荒漠草原3种草原实验区草地植物群落为研究对象, 设置7种氮添加梯度, 分别为CK（0 g N·m-2·a-1）、N1（5 g N·m-2·a-1）、N2（10 g N·m-2·a-1）、N3（15 g N·m-2·a-1）、N4（20 g N·m-2·a-1）、N5（25 g N·m-2·a-1）、N6（30 g N·m-2·a-1）,应用单因素方差分析（One-way ANOVA）方法研究不同浓度梯度氮添加下不同草原类型区植被生物量、土壤碳氮差异及其影响因素。结果表明：1）氮添加并未对3种草原类型地下生物量产生显著影响（P>0.05）,但显著提高了草甸草原和荒漠草原地上生物量（P<0.05）,且本研究初步判断在N3添加时接近饱和阈值, 整体上氮添加使内蒙古草原总生物量平均增加了29.66%,较干旱的荒漠草原对氮添加的响应较为明显。施氮肥使草甸草原的根冠比显著降低（P<0.05）,典型草原根冠比在N3处理下显著增加（P<0.05）,但对荒漠草原影响不显著（P>0.05）。2）选择不同土层（0~10 cm、10~30 cm）分析氮添加对3种草地类型土壤有机碳、全氮含量的影响, 结果显示氮添加对草甸草原土壤碳氮含量没有显著影响（P>0.05）,对典型草原和荒漠草原土壤碳氮含量存在显著影响（P<0.05）,且0~10 cm土层对施氮的响应更明显。3）施氮条件下地上生物量与土壤C/N、年均降水显著相关（P<0.01）,地下生物量、总生物量均与土壤全氮含量、有机碳含量、土壤C/N、年均温、年均降水显著相关（P<0.01）。总的来说,不同类型的草地生态系统生物量及土壤碳氮含量对施肥的响应存在差异,这意味着草地恢复与管理过程中需要对养分的添加作用进行考虑。 相似文献
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以内蒙古荒漠草原为研究对象,采用Li-8100土壤碳通量测量系统测定法,研究了控制性增温和氮素添加对荒漠草原土壤呼吸的影响.研究表明:红外辐射加热器在2年间显著提升了试验样地的土壤温度,0~30 cm土壤温度的增幅达0.4~1.0℃;但增温未能显著改变0~30 cm土壤湿度,也未能促进土壤呼吸;施氮、增温＋施氮的交互作用都未显著改变试验样地的土壤呼吸值.试验期间,土壤呼吸存在明显的季节变化,其变化幅度为0.15~3.66 μmol CO2·m-2·s-1.土壤呼吸与降水量和10 cm土壤含水量存在较强的相关性,相关系数分别达0.67和0.70.内蒙古荒漠草原存在明显的水分胁迫,这使得土壤湿度取代土壤温度成为控制土壤碳通量的主要环境因子,而施加矿质氮肥对土壤呼吸的影响不显著. 相似文献
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荒漠草原是天山北坡广泛分布的草地类型,对天山北坡草地生态系统碳收支具有重要的调节作用。为阐明天山北坡荒漠草原生态系统碳通量变化特征及环境因子对碳通量的影响,以新疆天山北坡荒漠草原为研究对象,利用微气象观测系统和LI-840 CO2/H2O红外分析仪获得连续观测数据,定量分析了荒漠草原碳通量的变化特征及其影响因子。结果表明：天山北坡荒漠草原植被净生态系统碳交换速率在日尺度上呈倒“U”型曲线;在季节尺度上,6、7、8月表现为碳汇,9、10月表现为碳源;6-10月荒漠草原总固碳量为15.50 g C·m-2,8月固碳量最高为23.03 g C·m-2;生态系统呼吸速率日变化呈“单峰”曲线;在季节尺度上,碳排放呈现先增加后降低趋势,7月碳排放量最高128.42 g C·m-2,10月荒漠草原生态系统碳通量日变化不明显。光合有效辐射是影响日间净生态系统碳交换速率的主导因子,二者符合直角双曲线模型,日间净生态系统碳交换速率随光合有效辐射增大而减小;生态系统呼吸速率与5 cm土壤温度关系符合Van,t Hoff模型,温度敏感性系数Q10为1.69;最适土壤含水量是0.16 m3·m-3,土壤含水量过高或过低均会对荒漠草原生态系统呼吸速率产生抑制作用。 相似文献
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本研究为揭示多效唑对高羊茅(Festuca arundinacea)生长和碳氮代谢的影响，设置了自然光照(光通量密度为200μmol·m-2·s-1)和弱光(光通量密度为40μmol·m-2·s-1),喷施200 mg·L-1多效唑与不喷施的双因素试验，并测定了高羊茅形态、碳氮代谢相关指标。结果表明：高羊茅在弱光下，其株高、叶宽、分蘖数和生物量显著下降(P<0.05),淀粉、还原糖、铵态氮、游离氨基酸含量以及碳氮比均降低。此外，多效唑处理能增强碳氮代谢水平，使弱光下碳氮比、谷氨酰胺合成酶和硝酸还原酶的活性分别提高了13.98%,17.38%和69.09%,最终使株高降低、分蘖增加。综上，多效唑处理能增强高羊茅耐弱光的能力，平衡其碳氮代谢，从而使其维持在一个良好的生长状态。 相似文献
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山西省草地是我国草地碳储量精确估测中不可忽视的部分。为探究山西省暖性草地生态系统碳密度的区域差异,本研究调查和测定了该省2个气候区（晋东南半湿润区,晋西北半干旱区）暖性草地群落特征和生态系统碳密度。结果表明：不同气候区的环境差异影响了草地植物物种多样性、生物量积累和土壤碳输入,造成2个气候区碳密度分异的主要环境因子为降水量和土壤有机碳含量;晋西北平均植物多样性指数略高于晋东南;晋西北和晋东南平均地上生物量分别为384.28 g·m-2,522.83 g·m-2,平均地下生物量分别为1 411.02 g·m-2,1 643.81 g·m-2,晋西北均低于晋东南;平均生态系统碳密度分别为7 911.48 g·m-2,9 080.43 g·m-2;其中植被地上部分、根系和土壤碳密度占比分别为1.4%~2.1%,12.3%~24.7%,73.6%~85.9%;晋东南地区暖性灌草丛类草地生态系统碳密度最大,为10 102.23 g·m-2。 相似文献
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黄土高原不同地形封育草地的土壤呼吸日动态与影响因子分析 总被引：4，自引：0，他引：4
采用动态密闭气室红外CO2分析法(IRGA)对黄土高原丘陵沟壑区不同地形的封育草地土壤呼吸速率日动态进行了测定,并分析了土壤呼吸与土壤温度、土壤水分、地下生物量和地形间的关系。研究结果显示,草地的土壤呼吸日动态呈单峰曲线,最小值为0.393~1.103 μmol/(m2·s),出现在凌晨;最大值为1.034～1.405 μmol/(m2·s),出现在14时左右,可以用正弦曲线拟合;而且不同样地间土壤呼吸速率与土壤温度间的关系均可用指数函数描述。土壤日均呼吸速率在不同地形的草地间存在差异,平坦草地为1.229 μmol/(m2·s),东北坡15°, 30° 和45° 草地分别为1.138, 1.033和0.890 μmol/(m2·s);西南坡15°, 30° 和45° 草地分别为1.036, 0.859和0.379 μmol/(m2·s);土壤呼吸速率随坡度的增大而减小,东北坡土壤呼吸速率小于西南坡,与不同样地间土壤水分和地下生物量的变化趋势一致,而且研究结果表明土壤呼吸的这种差异主要是受地形影响的土壤水分和地下生物量空间分布差异性决定的,而不同样地间土壤平均温度差异不显著(P>0.05)。 相似文献
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为了解草地生态系统对全球碳素变化的贡献,通过便携CO2/H2O红外气体分析仪EGM-4研究腐熟羊粪、磷酸二铵和生羊粪处理下青海草地早熟禾（Po apratensis‘Qinghai’）草地的土壤呼吸速率,并测定草地土壤温度、含水量和有机质含量。结果表明：肥料种类对土壤呼吸的影响差异显著。与各处理对照呼吸速率相比（1.27,0.99和0.42g CO2·m-2·h-1）,适量腐熟羊粪表现为促进土壤呼吸（1.72,1.53和0.69g CO2·m-2·h-1）,而化肥在盛花期时抑制土壤呼吸（0.99g CO2·m-2·h-1）,成熟期时对土壤呼吸无影响（1.16g CO2·m-2·h-1）,枯黄期则促进土壤呼吸（0.72g CO2·m-2·h-1）。土壤呼吸与土壤温度、有机质含量呈指数正相关,与0~10cm土壤含水量呈线性关系。腐熟羊粪处理提高了Q10,而磷酸二铵和生羊粪对Q10无影响;磷酸二铵和腐熟羊粪处理的土壤呼吸与土壤含水量相关系数比生羊粪的高。有机肥降低了土壤呼吸与土壤有机质的相关系数,而磷酸二铵对其无影响。腐熟羊粪可以提高土壤对土温的敏感性而降低土壤呼吸对土壤有机质含量的敏感性。 相似文献
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为了定量评估呼伦贝尔草原的生产能力,明确气候因子对草原生物量累积过程的影响,利用近18年中分辨率成像光谱仪(MODIS)净初级生产力(NPP)产品(MOD17A2H),结合同时期气象数据,基于像元定量分析了呼伦贝尔草原NPP的时空变化规律及其与气候因子的关系。结果表明:2000-2017年呼伦贝尔草原净初级生产力(NPP)均值为306.97 g C·m-2, 18年来NPP变化呈波动中增加的趋势,最低值为2001年的241.60 g C·m-2,最高值为2014年的372.10 g C·m-2。NPP高值区(>400 g C·m-2)分布于低地草甸;中值区(250～400 g C·m-2)分布于山地草甸和温性草甸草原;低值区(<250 g C·m-2)出现在呼伦贝尔西部的温性草原,不同草地类型NPP值整体变化趋势表现为:低地草甸>山地草甸>温性草甸草原>沼泽类>温性草原。呼伦贝尔草原NPP与降水的相关性高于与温度的相关性,降水是NPP积累的主要影响因子,温性草甸草原和温性草原对气候因子变化的响应总体比低地草甸和山地草甸敏感。 相似文献