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研究凋落物对森林生态系统土壤呼吸的影响,可为气候变化背景下准确评估森林CO2排放提供科学依据。本研究以宁夏贺兰山国家级自然保护区优势树种青海云杉林、油松林以及油松和山杨混交林为研究对象,在每种林分内设置去除凋落物（no Litter,NL）、自然状态下（CK）和凋落物加倍（double Litter,DL）3种处理,采用LI-8100A测定不同处理的土壤呼吸和土壤温湿度。结果表明：青海云杉林、混交林、油松林三种林分林内和林窗土壤温度月动态在不同凋落物处理间均无显著性差异（P>0.05）,而在同一凋落物处理下均呈极显著的月际性差异（P<0.01）。且在不同凋落物处理下,林窗的土壤温度均大于林内。三种林分林内和林窗土壤湿度在各处理间均无显著性差异（P>0.05）,但都存在显著的月际性差异（P<0.05）。三种林分林内和林窗在3种凋落物处理下土壤呼吸与土壤温度呈极显著的指数相关关系（P<0.01）,3种林分林窗土壤呼吸与土壤湿度之间均表现出显著的线性关系（P<0.05）,相对于林内较好,3种林分在不同凋落物处理下双变量模型的解释度均较高,且土壤温湿度对土壤呼吸的共同作用对土壤呼吸的影响大于土壤温度或土壤湿度单个因子。青海云杉林、混交林、油松林3种林分去除凋落物、对照、加倍凋落物的土壤呼吸Q10值之间的差异均显著（P<0.01）,且所有的Q10值均在1.4-3.2之间。因此,凋落物是影响贺兰山森林生态系统土壤呼吸的重要因素之一。 相似文献
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酸雨污染已成为威胁土壤和植物健康的全球性环境问题。为探究酸雨对我国亚热带森林土壤有机碳矿化的影响,选取南京紫金山区域酸碱性不同的森林土壤,通过室内培养试验,以仅添加纯水（CK）和纯水+凋落叶（T0）为对照,模拟凋落叶添加后,pH分别为1.65 （T1）、3.67 （T2）、5.55 （T3）的酸雨对土壤有机碳矿化的影响。结果表明,碱性土壤条件下,各处理CO2累积排放量为1.67~3.35 g·kg-1,表现为T3>T2>T1>T0>CK;而在酸性土壤中,CO2累积排放量为0.99~3.90 g·kg-1,表现为T3>T0>T2>CK>T1。与CK相比,添加凋落叶（T0）后,酸性、碱性土壤CO2累积排放量分别增加了41.20%和71.72%。轻度酸雨（T3）能促进CO2排放,加快凋落叶的分解;重度酸雨（T1）会显著抑制酸性土壤有机碳和凋落叶的矿化（P<0.05）,但加速了碱性土壤有机碳和凋落叶的矿化;而中度酸雨（T2）对两类土壤的土壤呼吸、凋落叶分解的抑制或促进作用均未达显著水平。凋落叶的添加会显著增加碱性土壤的CO2排放,但对酸性土壤CO2排放的影响因模拟酸雨pH的差异而不同。总体而言,不同强度的酸雨对碱性土壤有机碳矿化有促进作用;而在酸性土壤中,除轻度酸雨外,其他强度的酸雨均抑制了土壤有机碳矿化。 相似文献
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刺槐林凋落物输入量变化对土壤有机碳的影响 总被引：1，自引：0，他引：1
【目的】分析刺槐林凋落物输入量变化对土壤有机碳含量的影响,以探明其调控机制,为预测全球变化背景下土壤碳动态提供科学依据。【方法】2018年3月-2019年3月,在黄土高原中部,选择林龄15年的典型人工刺槐林开展野外试验,设置对照（地上凋落物输入量无变化）、地上凋落物完全去除和加倍3个处理,采集0～10和10～20 cm土层的土壤样品,测定不同处理的土壤温度、含水量、有机碳、易氧化有机碳、顽固性有机碳、微生物生物量碳含量以及土壤呼吸速率,并用结构方程模型对土壤有机碳与土壤呼吸速率、微生物生物量碳之间的关系进行了分析。【结果】在0～10 cm土层,与对照相比,地上凋落物去除处理土壤温度在2018年6,9和12月份均显著增加,而在2019年3月份无显著差异;地上凋落物加倍处理土壤温度在整个试验期间与对照相比均无显著差异。在2018年6月和9月,土壤含水量在3个凋落物处理间均无显著差异;而在2018年12月,与对照相比,凋落物去除处理0～10 cm土层土壤含水量显著降低了24.44%,而地上凋落物加倍处理无显著变化;在2019年3月,3个凋落物处理土壤含水量差异显著。2019年3月,在0～20 cm土层,与对照相比,凋落物加倍处理中土壤有机碳、易氧化有机碳、顽固性有机碳含量均无显著变化,而地上凋落物去除处理的土壤有机碳、易氧化有机碳、顽固性有机碳含量均明显增加且总体差异达显著水平。在0~10 cm土层,与对照相比,地上凋落物加倍处理仅在2018年6月显著降低了土壤微生物生物量碳含量;凋落物去除处理土壤微生物生物量碳含量在2018年6月显著降低了71.96%,而在2018年9月和12月分别显著增加了101.59%和120.27%。对照和地上凋落物加倍、去除处理的土壤呼吸速率分别为1.41,1.84和1.32 μmol/（m2·s）。结构方程模型表明,土壤呼吸速率和土壤微生物生物量碳含量能解释土壤有机碳41 %的方差变异,且土壤有机碳与土壤微生物生物量碳呈显著正相关关系,而与土壤呼吸速率呈极显著负相关关系。【结论】在黄土丘陵区,短期去除凋落物有利于土壤有机碳的积累,而凋落物加倍处理则对其无显著影响,这可能与微生物的碳储存过程及土壤呼吸的碳释放过程有关。 相似文献
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本文以宁夏贺兰山国家级自然保护区优势树种青海云杉林、油松林以及油松和山杨混交林为研究对象，在每种林分内设置去除凋落物、自然状态和加倍凋落物3种处理，采用LI-8100A测定不同处理的土壤呼吸、土壤温度和湿度。结果表明：青海云杉林、混交林、油松林林内和林窗土壤温度月动态在不同处理间均无显著差异(P>0.05)，而在同一凋落物处理下均成极显著的月际性差异(P<0.01)。在不同凋落物处理下，林窗的土壤温度均大于林内。3种林分林内、林窗土壤湿度在各处理间均无显著差异(P>0.05)，但在同一处理下存在显著的月际性差异(P<0.05)。3种林分林窗在3种处理下土壤呼吸与土壤温度成极显著的指数相关关系(P<0.01),3种林分林窗土壤呼吸与土壤湿度之间成显著的线性关系，3种林分在不同处理下双变量模型的解释度均较高，且土壤温度、湿度对土壤呼吸的共同作用对土壤呼吸的影响大于土壤温度或土壤湿度单个因子。青海云杉林、混交林、油松林3种林分去除凋落物、自然状态、加倍凋落物处理的土壤呼吸速率Q10值之间的差异均极显著(P<0.01)，且所有的Q10值... 相似文献
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凋落物输入变化对云南松林土壤微生物数量和酶活性的影响 总被引：1，自引：0，他引：1
【目的】研究凋落物输入变化对土壤微生物数量和酶活性的影响,为预测全球气候变化和人类活动影响下土壤功能的改变提供科学依据。【方法】2018年1月,在云南玉溪磨盘山森林生态系统国家定位观测研究站选取云南松林作为研究对象,采用凋落物添加和去除试验（detritus input and removal treatments,DIRT）,设置凋落物正常输入（对照,CK）、添加凋落物（DL）、去除凋落物（NL）、去除根系（NR）、无输入（NI）以及去除有机层和淋溶层（O/A-Less）6种不同凋落物处理。2019年3月,按0～10,10～20,20～40和40～60 cm土层分别采集土壤样品,对土壤微生物数量、酶活性和土壤理化性质进行测定与相关性分析。【结果】① 添加凋落物使表层土壤（0～20 cm）细菌、真菌、放线菌数量较对照分别增加了10.74%,8.05%和17.24%,而去除凋落物后表层土壤（0～20 cm）细菌、真菌、放线菌数量较对照则分别减少了10.74%,8.05%和6.90%。② 添加凋落物使土壤过氧化氢酶活性平均提高了12.99%,而添加、去除凋落物处理(DL、NL)和去除地下根系处理（NR、NI）的土壤脲酶、酸性磷酸酶、蔗糖酶、蛋白酶活性均降低。③ 土壤pH、全碳、全氮、碳磷比和氮磷比与土壤微生物数量和酶活性呈显著相关,而土壤全磷和碳氮比与土壤微生物数量和酶活性大多无显著相关性。【结论】从目前的研究结果来看,添加凋落物对云南松林地土壤微生物数量的增加较其他处理更有利,凋落物不同处理往往会使土壤酶活性降低。 相似文献
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凋落物对樟树和马尾松混交林土壤呼吸的影响 总被引：1，自引：0，他引：1
采用Li-8100开路式土壤C通量测定系统,对樟树—马尾松混交林土壤呼吸速率、温度和湿度进行了1 a的观测.结果表明:添加凋落物和去除凋落物处理对土壤呼吸的影响具极显著差异(p＜0.001).混交林去除、添加凋落物和对照处理土壤呼吸的季节变化趋势均呈单峰曲线,最大值分别出现在7月、6月和6月,分别是2.86、3.88、3.62 μmol·m-2·s-1;最小值均出现在1月,分别为0.66、1.11、0.91 μmol·m-2·s-1.土壤呼吸的温度敏感系数Q10表现为添加凋落物(1.87)＞去除凋落物(1.84)＞对照(1.75).去除凋落物处理下土壤呼吸速率年均降低了24.3％;添加凋落物处理下土壤呼吸速率年均增加了39.6％.因此,凋落物是影响森林CO2通量的一个重要因子. 相似文献
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改变凋落物输入对喀斯特森林主要演替群落土壤呼吸的影响 总被引：1，自引：1，他引：0
以贵州茂兰国家级自然保护区内的喀斯特原生乔木林和次生林为研究对象,利用LI-Cor-6400-09(土壤呼吸叶室)连接LI-6400便携式CO2/H2O分析系统,通过改变凋落物输入,研究了2种群落类型添加和去除凋落物对其土壤呼吸速率以及5 cm深度土壤温度的影响。结果表明:改变凋落物输入对2种群落类型5 cm深度土壤温度产生的差异不显著(P0.05),但均表现为:添加凋落物对照去除凋落物。喀斯特原生乔木林和次生林添加凋落物的年均土壤呼吸速率分别为2.98和3.31 mol/(m2s),分别比对照的年均增加了32.21%和26.20%;去除凋落物的年均土壤呼吸速率分别为2.07和2.14 mol/(m2s),比对照的年均分别降低了17.41%和22.36%;可见,凋落物是影响森林CO2通量的一个重要因子。不同凋落物处理下2种群落类型的土壤呼吸速率与其5 cm深度土壤温度均呈显著的指数相关关系(P0.001),能解释土壤呼吸速率变化的85%以上(R2在0.877 0～0.957 7之间)。原生乔木林和次生林添加、去除凋落物和对照的土壤呼吸的温度敏感系数Q10值分别为2.97、3.89、3.82和2.74、3.29、2.87,均表现为去除凋落物对照添加凋落物。 相似文献
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植硅体封存的有机碳（phytolith-occluded organic carbon, PhytOC）已被证明在生物地球化学碳硅循环中具有重要的作用。为了解绿竹Dendrocalamopsis oldhami生态系统中植硅体碳的分布与积累特征,于2014年12月在中心产区浙江省苍南县利用标准地调查方法,采集了不同年龄（1～3年生）、不同器官（叶、枝、秆）、凋落物和土壤样品,分析了硅、植硅体、植硅体碳质量分数。结果表明:绿竹地上部分硅、植硅体、植硅体碳质量分数大小表现均表现为凋落物＞叶＞枝＞秆,其中植硅体碳的质量分数分别为4.28,3.16,0.28,0.04 gkg－1,植硅体碳总积累量为22.64 kghm－2,大小顺序为叶（13.22 kghm－2）＞凋落物（5.74 kghm－2）＞枝（2.71 kghm－2）＞秆（0.96 kghm－2）;林地土壤硅、植硅体、植硅体碳质量分数均随着土层厚度的增加而呈降低的趋势,0～100 cm土壤中植硅体碳储量为1 302.60 kghm－2。绿竹植株体内植硅体质量分数与硅、植硅体碳质量分数之间的相关性达极显著（P＜0.01）或显著（P＜0.05）水平,土壤植硅体碳质量分数与总有机碳质量分数之间也具有极显著（P＜0.01）相关性。图4表3参33 相似文献
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本研究以巴音布鲁克湿地和农田灰漠土原状土为研究对象,进行原位模拟降雨试验,利用LI-8100 土壤碳通量自动测量系统测定土壤的CO2排放,研究了不同降雨量对土壤CO2排放的影响。结果表明：降雨导致湿地土壤CO2释放速率显著增加（P<0.01）,而农田土壤无显著差异。在其含水量无明显差异下,湿地不同降雨处理组的CO2排放量均大于农田组,湿地土壤CO2日累积排放量降水10 mm组> 降水20 mm 组> 对照组,土壤有机碳高的湿地土壤随降雨量增加,土壤短期碳损失高,而对低有机碳土壤（西北干旱区贫瘠土壤）短期碳损失影响不显著。降雨后农田土壤降水10 mm 组CO2排放与地表温度和5 cm 地温相关性极显著（P<0.01）,其他各处理均未呈现显著相关。说明在干旱半干旱区降雨量对土壤CO2排放速率有着重要的影响。 相似文献
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为了探究除草剂——高效氟吡甲禾灵对土壤生态系统的毒理效应,采用室内培养法,设置对照(CK)、0.01 mg·kg~(-1)(T1)、0.04 mg·kg~(-1)(T2)、0.08 mg·kg~(-1)(T3)、0.16 mg·kg~(-1)(T4)、0.40 mg·kg~(-1)(T5)6个处理,研究不同浓度高效氟吡甲禾灵对土壤呼吸强度和酶活性的影响。结果表明:除T1处理显著促进土壤呼吸外,在培养第7 d和14 d时T2和T3处理显著抑制了土壤呼吸;T4处理在第7 d时抑制土壤呼吸,之后转为激活;T5处理在培养前14 d与CK基本持平。高效氟吡甲禾灵显著抑制了土壤蔗糖酶的活性,且抑制程度与浓度呈正比,在培养35 d时T1处理的土壤蔗糖酶活性已恢复至CK水平,而高浓度处理下的抑制作用则较强。而对于土壤脲酶,高效氟吡甲禾灵反而显著刺激了其活性,除在培养7、21 d和28 d时,T5处理的脲酶活性与CK持平外,随着高效氟吡甲禾灵浓度的增加,土壤脲酶活性逐渐增强。在培养14 d时高效氟吡甲禾灵显著抑制了土壤过氧化氢酶和碱性磷酸酶的活性,在培养7 d时浓度达到T3才开始抑制这两种酶的活性,而在培养21 d时浓度达到T4才开始抑制过氧化氢酶的活性,碱性磷酸酶活性则在浓度达到T3时又恢复到CK水平。研究表明,高浓度高效氟吡甲禾灵条件下,蔗糖酶和脲酶活性被显著抑制和激活,能够表征高效氟吡甲禾灵的污染程度,而过氧化氢酶和碱性磷酸酶在培养21 d时基本恢复到对照水平,表现出较强的耐受性。 相似文献
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林内和林窗冬季土壤呼吸特征 总被引：1，自引：0，他引：1
采用L i-8100土壤碳通量测量系统测定福州国家森林公园的木荷和马尾松混交林林内和林窗土壤呼吸,并分析了枯落物层对土壤温度和湿度的影响,探讨土壤水热因子对土壤呼吸的驱动机制。结果表明,林窗土壤温度略高于林内;保留枯落物层处理的土壤湿度略高于排除枯落物层,表明枯落物层能减缓土壤水分的散失速率;林内和林窗土壤呼吸速率均值分别为1.28、1.35μmol.m-2.s-1,排除枯落物层后,分别减少了10.70%、23.22%;在林内,土壤温度与土壤呼吸的关系未达到显著水平,然而在林窗,土壤温度与土壤呼吸的关系达到显著水平;土壤湿度与土壤呼吸的关系均未达到显著水平;无论是林内或是林窗环境,土壤温度和土壤湿度的双因素模型均比单因素模型更好地解释土壤呼吸的变化。 相似文献
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川中丘陵区桤柏混交林地土壤CO2释放与Forest-DNDC模型模拟 总被引：3，自引：0，他引：3
采用静态箱-气相色谱法对长江上游桤柏混交林地土壤呼吸进行测定。结果表明:保留枯枝落叶和去除枯枝落叶处理的土壤呼吸速率季节变化趋势均呈单峰曲线,土壤呼吸速率最大值出现在6月下旬到8月上旬之间;最小值出现在12月底至翌年1月初间。试验期间,保留枯枝落叶和去除枯枝落叶处理的土壤呼吸速率变化范围分别是66.23～520.42 mg/(m2·h)、34.25～395.47 mg/(m2·h),年平均土壤呼吸速率分别为273.18和221.82 mg/(m2·h),枯枝落叶分解释放的CO2量对林地土壤总呼吸的贡献为18.80%。土壤温度和土壤湿度是影响该地区土壤呼吸的主要因子。双因素关系模型较好地拟合了土壤(5 cm)温度和土壤(0～10 cm)湿度对土壤呼吸的影响,土壤温度和湿度共同解释了保留枯枝落叶处理土壤呼吸变化的73%、去除枯枝落叶处理的86%。Forest-DNDC模型较好地模拟了两种试验处理的土壤CO2的释放。模型敏感性试验结果表明,该区影响林地土壤CO2释放的主要因子是土壤表层有机质含量,其次是气温和降水量。 相似文献
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农田生态系统土壤CO2释放研究 总被引：18，自引：0，他引：18
采用静态箱和气相色谱法,对不同施肥条件(CK,NP,秸秆+NP)下的土壤呼吸进行了连续1年的观测研究。结果表明,土娄土农田土壤的呼吸速率呈明显的季节性变化,以7月上旬最大,冬季最小;土壤温度是影响土壤呼吸速率的主要因素,二者间存在极显著的幂函数相关关系(P<0.01);长时期夏季干旱造成的土壤水分胁迫也明显影响土壤呼吸速率;CK,NP和秸秆+NP3种培肥措施下,土壤CO2年排放量估计值分别为1353,1604和1769g/m2;不同培肥措施长期实施对土壤呼吸速率和CO2释放量有明显影响,其大小顺序为秸秆+NP>NP>CK。 相似文献
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青海高寒区5种典型林分土壤呼吸季节变化及其影响因素 总被引：4，自引：3，他引：1
土壤呼吸是陆地生态系统碳循环的重要环节,也是影响全球气候变化的重要因素。研究土壤呼吸及其对环境因素的响应,对准确估计全球碳循环系统的收支平衡有重要意义。高寒区是陆地生态系统的重要组成部分,研究该区域环境因素对土壤呼吸的影响有助于深刻了解高寒区的土壤碳循环过程。本研究采用动态密闭气室红外CO2分析法,以青海高寒区的5种典型林分(华北落叶松林、云杉林、云杉-华北落叶松混交林、云杉-白桦混交林、白桦林)为对象,研究不同林分类型生长季土壤呼吸的变化规律及其与环境因子的关系。结果表明:5种林型土壤呼吸速率的大小为云杉林白桦林云杉-华北落叶松混交林华北落叶松林云杉-白桦混交林。土壤呼吸具有明显的季节变化,并在7月份达到最大值。云杉-华北落叶松混交林的土壤呼吸季节间变化幅度最大,华北落叶松林的变化幅度最小,最大土壤呼吸分别是最小土壤呼吸的17.36和1.83倍。华北落叶松林的土壤呼吸与土壤温度没有相关关系,与大气温度正相关(R2=0.75)且呈幂函数模型,与土壤水分含量负相关,其他4种林型的土壤呼吸与大气温度和土壤温度均呈现很好的正相关关系(R2=0.80~0.94),且与大气温度和土壤温度均呈幂函数模型,与土壤水分含量不相关。土壤呼吸对凋落物量的增加产生正响应,且凋落物呼吸在混交林内所占的比重大于纯林。 相似文献
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不同作物农田的土壤呼吸与高光谱的关系 总被引：1，自引：1，他引：0
为研究种植不同作物的农田土壤呼吸与高光谱植被指数的关系,选取3种典型夏熟作物冬小麦、油菜籽、蚕豆,于2018年10月至2019年5月进行田间随机区组试验,观测土壤呼吸、土壤温度、土壤湿度的季节动态,并观测NDVI(归一化植被指数)、DVI(差值植被指数)、RVI(比值植被指数)、EVI(增强植被指数)、PRI(光化学植被指数)5种高光谱植被指数和叶绿素SPAD值。结果表明:冬小麦、油菜籽、蚕豆田土壤呼吸季节平均值分别为1.78±0.15、1.35±0.27、1.61±0.22μmol·m^-2·s-1,冬小麦田土壤呼吸显著高于油菜籽田(P<0.05),冬小麦与蚕豆田以及油菜籽与蚕豆田土壤呼吸无显著差异(P>0.05)。冬小麦田土壤呼吸残差(基于温度指数方程的模拟值与实测值的差值)与NDVI、RVI、EVI、PRI、SPAD值均存在显著(P<0.05)或极显著(P<0.01)的相关关系,蚕豆田土壤呼吸残差与NDVI、DVI、RVI、EVI、PRI均存在极显著(P<0.01)相关关系,而油菜籽田土壤呼吸残差与上述植被指数均不存在显著的相关关系,这可能与油菜籽3-4月份花期叶片退化有关。在冬小麦和蚕豆田,可分别建立基于土壤温度、NDVI、RVI、PRI、SPAD值以及土壤温度、RVI的土壤呼吸模型,而油菜籽田土壤呼吸的季节变化仅与土壤温湿度和SPAD值有关。 相似文献