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全球气候变化会导致陆地生态系统干旱频繁,强降雨增多,深入研究降雨对土壤微生物量和呼吸的影响,有利于理解陆地生态系统中土壤碳、氮的循环.研究以北京市延庆县上辛庄水土保持科技示范园内的标准径流小区为对象,探讨不同土地利用方式下降雨对土壤微生物量和呼吸的影响及差异.结果表明,不同土地利用方式下土壤干旱时,降雨使土壤微生物量和土壤呼吸产生激增效应.2010年8月3日降雨后经果林、裸地、农用地的土壤微生物量碳与干旱期的相比分别增加了0.40,1.51,1.95倍;土壤微生物量氯与干旱期的相比分别增加了1.77,1.83,3.7倍;土壤呼吸与干旱期的相比分别提离了12.4%,12.5%,20.5%.激增幅度依次为农用地>裸地>经果林.农用地的土壤微生物量和土壤呼吸值均低于经果林、裸地的,但是降雨使其产生的激增幅度明显大于经果林和裸地的. 相似文献
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土壤呼吸是陆地生态系统碳循环的一个重要过程,开展环境因子和改变碳输入对土壤呼吸影响的研究具有重要意义.2015年3月-2016年2月,在南亚热带海岸沙地典型天然次生林中设置去除根系、去除凋落物、加倍凋落物和对照4种处理,采用LI-8100连续观测改变碳输入对土壤呼吸的影响.结果表明:改变碳输入没有显著影响l0cm土壤温度和湿度(P＞0.05);不同处理土壤呼吸速率存在明显的季节变化,表现为夏高冬低,最大值出现在5月或者6月,最小值出现在11月或12月;土壤呼吸速率的年均值为加倍凋落物＞对照＞去除根系＞去除凋落物,不同改变碳输入方式均降低了土壤呼吸的Q10值;矿质土壤呼吸、凋落物呼吸和根系呼吸对土壤总呼吸的贡献分别为41.24％、43.29％和15.45％;不同处理土壤呼吸速率分别与土壤温度和湿度呈显著的指数和线性正相关(P＜0.05),双因子模型能解释土壤呼吸变异的45％ ～ 69％;改变碳输入影响土壤可溶性有机碳和微生物生物量碳,不同处理土壤呼吸速率与可溶性有机碳和微生物生物量碳呈正相关.因此,改变碳输入引起土壤易变碳的变化进而影响土壤呼吸. 相似文献
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土壤呼吸是陆地生态系统碳循环中的一个重要过程,也是陆地生态系统最大的二氧化碳释放源,对全球气候和环境变化产生重要影响。对国内外关于陆地生态系统土壤呼吸影响因素的研究进行综述,分析了温度、水分、土壤性质等非生物因素,植被、土壤微生物、土壤动物等生物因素以及人类活动等对土壤呼吸产生的影响。最后分析了目前有关土壤呼吸研究中存在的问题,并提出了今后努力的方向:改进和创新土壤呼吸的测量方法,拓宽土壤呼吸的研究范围,加强土壤呼吸组分的区分研究,重视人类活动对土壤呼吸影响的研究。 相似文献
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稻田土壤碳循环是我国陆地生态系统碳循环的重要组成部分。促进稻田生态系统碳的固定及稳定对减缓全球气候变化起着不容忽视的作用。微生物主导的有机碳转化过程是土壤碳循环研究的核心,微生物同化代谢介导的细胞残体迭代积累在土壤有机碳长期截获和稳定过程中发挥重要作用。与旱地土壤相比,关于稻田土壤中微生物残体积累动态对外源有机物质如作物秸秆输入的响应及主要影响因子的认识还相对有限,对微生物通过同化作用参与土壤固碳的过程和机制尚缺乏系统认识。基于此,本文介绍了微生物残体对土壤有机碳库形成和积累的重要性及评价指标,重点探讨了秸秆还田对稻田土壤微生物残体积累动态以及外源秸秆碳形成细胞残体转化过程的影响,分析了影响微生物残体积累转化的主要气候因素和土壤因素,最后提出了未来应借助先进的光谱和高分辨率成像技术并结合同位素示踪对微生物残体的稳定性与机理开展更为深入的研究。 相似文献
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土壤健康在维持粮食生产、动植物和人类健康方面具有重要作用，是实现农业可持续发展的根本。土壤微生物作为土壤中最具丰富性和多样性的有机生物体，包含细菌、真菌、原生生物和病毒。它们驱动着碳、氮、磷、硫等元素循环过程，并与植物初级生产力和土壤健康息息相关。旱区约占全球陆地表面积的41%，维系了全球约38%以上的人口。西北干旱半干旱区是我国的重要粮食生产后备区，由于其土壤生态系统的复杂性、脆弱性和敏感性导致该地区土壤健康状况相关研究仍缺乏。本文围绕微生物在土壤健康相关生态系统服务如调控作物生长、消减连作障碍、改善水体质量、维持人类健康、缓解气候变化影响和促进碳固存中的贡献，揭示了土壤微生物在维持土壤健康中的关键作用，归纳了土壤微生物作为土壤健康评价指标的发展历程和研究进展。同时介绍了旱区土壤微生物自身特征并总结其对于水分胁迫的响应，归纳了旱区土壤健康研究进展。最后对土壤微生物组与旱区土壤健康研究进行了展望，以期为利用土壤微生物资源维持和改善旱区土壤健康状况提供科学指导。 相似文献
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模拟氮沉降对华北落叶松人工林土壤微生物碳和微生物氮的动态影响 总被引：1，自引：3，他引：1
为揭示过量的大气氮沉降对华北落叶松人工林土壤微生物碳、氮和土壤呼吸的影响,通过对照(N0:0 g/(m^2·a))、轻度施氮(N1:8 g/(m^2·a))、重度施氮(N2:15 g/(m^2·a))3个外源施氮水平下5年的野外定点试验和观测,模拟过量氮沉降条件下华北落叶松人工林土壤微生物碳、氮和土壤呼吸的变化,旨在阐明林下土壤微生物和呼吸对过量氮沉降的响应及其对土壤碳氮循环的影响。结果表明:在5-10月生长季中,土壤微生物碳和氮的平均含量分别为1 098.93,97.31 mg/kg,二者都随土层深度的增加呈下降趋势;轻度施氮促进土壤微生物碳和氮的增加,重度施氮抑制土壤微生物碳和氮的增加;土壤微生物碳和微生物氮从生长初期5月起,5-7月呈增加趋势,7月出现峰值,8月降低,9-10月小幅增加,呈现"N"形曲线。土壤微生物碳氮比为4.94~18.54,且随施氮量增加而减小。各氮处理下,华北落叶松人工林土壤呼吸速率5,6月较低,7-8月持续增加,并在8月达到最高,9-10月逐渐降低。相关分析表明,土壤呼吸与土壤全氮、含水量、微生物碳和微生物氮含量呈极显著正相关关系,与土壤有机质呈显著正相关关系。在全球变化背景下,研究结果可为进一步明确过量大气氮沉降对森林生态系统碳氮循环的影响途径和机制研究提供重要参考。 相似文献
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土壤是温室气体（如CO2、CH4和N2O）产生的重要源,土壤温室气体主要来自于微生物呼吸,植物根呼吸和土壤动物呼吸。土壤温室气体排放机制及其影响因素是研究全球碳氮循环的重要组成部分。研究表明,影响土壤呼吸的因素很多,土壤理化性质如温度、含水量、有机质含量、pH值、氧化还原电位（Eh）、土壤质地等因素都可以直接影响土壤微生物量及其生理生化过程,从而影响温室气体排放。其中,土壤温度,湿度、有机质含量是关键性因素。此外,地域气候、土地利用以及土地覆盖变化也可以通过改变土壤理化性质及呼吸底物来影响温室气体排放。文章重点论述了土壤温室气体排放机制,排放影响因素以及排放的日变化和季节变化规律。认为今后的研究方向应该是土壤微环境碳氮循环机制,土壤呼吸模型在尺度上的推延,以及注重中国陆地与近海生态系统碳固定及减少碳排放的对策和应用技术研究,特别在人工林碳固定及农业固碳减排方面加大研究力度等。 相似文献
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微生物主导的硝化作用是生态系统中氮素循环的关键过程,其不仅与酸雨、温室气体、水体富营养化等环境问题的发生有关,还作用于土壤中氮素营养的转化,与人类生产生活密切相关。土壤生态系统中进行硝化作用的微生物包括细菌、古细菌、真菌等。这些微生物根据自身能量代谢类型的不同,利用不同的生物酶进行着不同机制的硝化作用。本文综述了目前已报道的生态系统中进行自养(经典自养硝化和全程氨氧化)和异养硝化作用的微生物类群、硝化作用关键酶及其编码基因类型、其在生态系统中多样的分布特征,以及其前沿的分子生态学研究方法。同时对不同类型硝化微生物类群今后的研究热点提出了展望,以期为系统地研究土壤生态系统中硝化微生物提供参考。 相似文献
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凋落物对土壤呼吸的贡献研究进展 总被引：2，自引：0，他引：2
土壤呼吸是土壤碳库输出的主要途径,凋落物是影响土壤呼吸的重要因素。明确凋落物对土壤呼吸的贡献,有助于准确评估植物-土壤-大气三个碳库之间的碳收支过程。本文综述了近年来国内外有关凋落物对土壤呼吸贡献的研究成果,阐明了凋落物对土壤呼吸的贡献机理,讨论了凋落物对土壤呼吸贡献率及其存在的时空分异特征,在此基础上,对该领域研究前景进行了展望。 相似文献
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色季拉山4种林型土壤呼吸及其影响因子 总被引：3，自引：0，他引：3
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。 相似文献
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Soil respiration is one of the major carbon (C) fluxes between terrestrial ecosystems and the atmosphere and plays an important role in regulating the responses of ecosystem and global C cycling to natural and anthropogenic perturbations. A field experiment was conducted between April 2005 and October 2006 in a semiarid grassland in northern China to examine effects of topography, fire, nitrogen (N) fertilization, and their potential interactions on soil respiration. Mean soil respiration was 6.0% higher in the lower than upper slope over the 2 growing seasons. Annual burning in early spring caused constant increases in soil respiration (23.8%) over the two growing seasons. In addition, fire effects on soil respiration varied with both season and topographic position. Soil respiration in the fertilized plots was 11.4% greater than that in the unfertilized plots. Water- and plant-mediation could be primarily responsible for the changes in soil respiration with topography and after fire whereas the positive responses of soil respiration to N fertilization were attributable to stimulated plant growth, root activity and respiration. The different mechanisms by which topography, fire, and N fertilization influence soil respiration identified in this study will facilitate the simulation and projection of ecosystem C cycling in the semiarid grassland in northern China. 相似文献
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森林生态系统碳循环研究进展 总被引：16，自引：0，他引：16
针对森林生态系统碳循环在全球碳循环中的重要作用,综述了国内外森林生态系统碳循环的研究进展,包括森林生态系统植物和土壤碳固定、森林群落和土壤的碳释放、森林生态系统碳平衡和碳循环模型等方面,并指出今后的研究方向。 相似文献
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区分纯根呼吸和根际微生物呼吸的争议 总被引：4，自引：0，他引：4
定量区分土壤呼吸各组成成分是评价陆地生态系统地下 C 平衡和能量平衡的重要基础.目前,国际上有关区分纯根呼吸和根际微生物呼吸出现了较大的争议,争议的焦点集中于根呼吸、根际微生物呼吸和自养呼吸等术语的涵义及区分纯根呼吸和根际微生物呼吸的必要性两个方面.不同研究者对术语理解的差异以及不同研究之间区分方法、研究目的和实验尺度的不同,是争议产生的主要根源.此外,实验技术的不足也增加了区分纯根呼吸和根际微生物呼吸的不确定性.目前,在全球变暖的背景下,地下生态系统C素的分配和流动将发生很多未知变化.根际微系统作为地下生态系统的重要组成部分,其C素流动和微生物区系的变化将对土壤C库及土壤温室气体排放产生深刻影响.纯根呼吸和根际微生物呼吸作为根际微系统中C索分配的两个重要去向,定量区分两者将成为土壤呼吸各组分区分研究的下一个重要内容. 相似文献
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探讨冻融期土壤呼吸和土壤异养呼吸如何响应降雨变化和氮沉降增加,对于准确预估未来全球变化背景下陆地生态系统土壤碳动态有着重要意义。选择内蒙古温带典型草地开展增雨和氮沉降增加野外模拟实验,分析水氮变化条件下冻融期土壤呼吸及土壤异养呼吸的日变化特征。冻融期,土壤呼吸及土壤异养呼吸通量（CO2排放速率）最大值出现在温度最高的午后或是土壤发生冻融后的早晨,最小值则出现在昼夜内温度最低的时间段。在秋季和春季两个昼夜观测日期内,水氮增加对呼吸通量的促进效应均不显著（P > 0.05）,但却促使土壤呼吸累积通量分别增加了约145 mg m?2和70 mg m?2。由于异养呼吸在土壤呼吸中占比高（> 70.3%）,因此,这两个观测时段内,水氮增加促使土壤异养呼吸日累积通量增加的值与土壤呼吸增加的值十分接近。呼吸通量与土壤水分、氮含量以及5 cm和10 cm地温的相关性不显著（P > 0.05）,与气温和表层地温的相关性显著,且呈现显著的一元二次非线性拟合关系（P < 0.01）,其中,气温可以解释呼吸通量日变化的53% ~ 84%。温度是控制呼吸通量日变化的主要因子,水氮添加在昼夜观测尺度上对土壤呼吸和土壤异养呼吸的日累积通量的促进效应不容忽视。 相似文献
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Hydrolysis of organic phosphorus(P) by soil phosphatases is an important process of P cycling in terrestrial ecosystems, significantly affected by nitrogen(N) and/or P fertilization. However, how soil acid phosphatase(ACP) and alkaline phosphatase(ALP) activities respond to N and/or P fertilization and how these responses vary with climatic regions, ecosystem types, and fertilization management remain unclear. This knowledge gap hinders our ability to assess P cycling and availability from a glo... 相似文献