极端降雨事件对不同类型生物土壤结皮覆盖土壤碳释放的影响

于2011年5-8月,选择腾格里沙漠东南缘人工固沙植被区藻类、藓类和混生结皮覆盖的土壤为对象,研究了极端降雨量(降雨量44.7 mm、强度0.04 mm,min-1)、极端降雨强度(降雨量8.3 mm、强度0.55 mm·min-1)及普通降雨(降雨量16.3 mm、强度0.02 mm·min-1)条件下的碳释放过程.碳释放量的测定采用Li-6400-09土壤呼吸室,降雨结束后立即开始观测,直到呼吸速率恢复到降雨前水平时停止观测.结果表明:极端降雨(降雨量和降雨强度)结束初期藻类和混生结皮覆盖土壤的呼吸速率受到明显抑制,藻类结皮覆盖土壤呼吸速率分别为0.12 μmol·m-2·s-1和0.41 μmol·m-2·s-1,混生结皮覆盖土壤呼吸速率分别为0.10 μmol·m-2·s-1和0.45μmol·m-2·s-1;而极端降雨对藓类结皮覆盖土壤的影响不明显,呼吸速率分别为0.83 μmol·m-2·s-1和1.69μmol·m-2·s-1.这说明处于演替高级阶段的藓类结皮能够很好地应对短期的极端降雨事件.     

不同水分条件下巴音布鲁克天鹅湖高寒湿地土壤有机碳特征

以新疆巴音布鲁克天鹅湖高寒湿地为研究区,利用红外气体分析仪(Li-8100),于植物生长季6~10月,进行野外土壤呼吸速率动态监测;在2014年8月16日(植物生物量达到最大时),采集植物和土壤样品,分析土壤有机碳含量变化和生物量碳蓄积状况。利用傅里叶变换红外光谱仪(FTIR),对土壤有机碳官能团变化特征进行分析,探讨不同水分条件下(常年积水区、季节性湿润区和常年干燥区)土壤有机碳特征及其影响因素。结果表明,常年积水区各类型有机碳储量都高于季节性湿润区和常年干燥区;季节性湿润区的土壤呼吸速率[4.31μmol/(m~2·s)]高于常年干燥区[3.11μmol/(m~2·s)]和常年积水区[1.01μmol/(m~2·s)]。此外,常年积水区土壤脂肪碳、芳香碳和烷基碳含量都高于季节性湿润区和常年干燥区。在0~20 cm和20~40 cm深度,土壤呼吸速率与芳香碳、脂肪碳和烷基碳含量都显著负相关(n=15,p0.01)。常年积水区土壤具有较高的有机物质蓄积能力,有利于土壤有机碳的累积。     

黑河中游湿地土壤有机碳分布特征及其影响因素

以黑河中游湿地为研究对象,分析木本、高草、低草3种湿地植被类型土壤有机碳的分布特征及影响因素,结果表明,土壤有机碳含量的大小依次为高草>低草>木本植被类型,0~20 cm的差异均达到显著水平(p<0.05)。低草植被类型有机碳的空间变异最大,木本植被居中,高草植被最小。高草、低草和木本植被0~40 cm土壤有机碳密度分别为7.33、5.44和4.25 kg/m2。高草、低草植被以表层土壤(0~10 cm)有机碳含量更高,分别占0~40 cm的32%,31%,木本植被以亚表层(10~20 cm)最高,占33%。土壤有机碳含量与土壤含水量、磷素呈显著正相关(p<0.05),与土壤质量、pH值呈显著负相关(p<0.05)。     

极端干旱区增雨对泡泡刺(Nitraria sphaerocarpa)群落土壤呼吸的影响

在极端干旱区(敦煌)以泡泡刺群落为研究对象,测定分析了生长季内增雨对泡泡刺灌丛和裸地土壤呼吸速率的影响.结果表明:增雨增加了灌丛和裸地的土壤呼吸速率,且增雨越多,增量越大,对土壤呼吸影响的持续时间也越长;以月为单位,每增雨16 mm和24 mm分别使裸地土壤呼吸速率显著增加90％和106％(p＜0.01),增雨8 mm、16 mm和24 mm则分别使灌丛土壤呼吸速率显著增加68％、157％和205％ (p＜0.01);裸地和灌丛土壤呼吸对增雨响应的时间不同步,且灌丛土壤呼吸对增雨的响应量比裸地快118％;整个生长季土壤呼吸速率和土壤含水量有明显的正相关关系(p＜0.01),并且每增雨1 mm,裸地和灌丛土壤呼吸速率分别增加0.01μmol·m-2·s-1和0.04 μmol·m-2·s-1.     

不同环境背景下的艾比湖区域土壤水盐差异性特征研究北大核心CSCD

由于不同的环境背景下环境机制不同,所以导致了水盐(主要指水分、盐分)空间变异存在很大差异,在此背景下分析艾比湖地区含水量与含盐量空间变异,有助于更加合理的了解土壤含水量与含盐量一体化规律。以艾比湖为中心把艾比湖区域分为三个靶区:绿洲、荒漠、湖区,运用统计学方法,分析三个区域的土壤水分、盐分差异性特征。结果表明:绿洲、荒漠、湖区这三个区域表层土壤盐分积聚严重,其含盐量大小依次为:荒漠→绿洲→湖区,而含水量却相反;绿洲、荒漠和湖区土壤含盐量的变异系数均在85%~150%之间,属高强度变异,含水量变异系数均介于55%~75%之间,属中强度变异。说明荒漠区域盐分含量的水平分布不均匀,空间异质性较强;而水分含量的水平相对较为均匀,空间异质性较弱。绿洲、荒漠、湖区土壤层10~20 cm与20~40 cm土壤层含盐量的存在显著性相关性(p<0.01),即绿洲的相关系数0.913,荒漠的相关系数0.966,湖区的相关系数0.941,绿洲与湖区土壤表层与亚层含水量存在显著性相关性(p<0.01)相关系数分别为0.851和0.908。说明绿洲与湖区土壤层0~10 cm与10~20 cm土壤含水量存在水分转移现象,荒漠区域这种现象不明显,可能与沙漠炎热地表环境和土壤性质等因素有关。研究结果揭示了艾比湖地区不同环境背景下秋季的土壤含水量与含盐量分布特征,为艾比湖地区农作物灌溉管理及土壤盐渍化治理提供了科学依据。     

吉林东部山地沼泽湿地土壤碳、氮、磷含量及其生态化学计量学特征

湿地土壤有机碳、氮和磷含量变化显著影响着湿地生态系统的生产力。为阐明吉林东部山地沼泽湿地土壤养分的空间分布特征,以吉林省敦化市4种典型山地沼泽湿地：落叶松-苔草湿地(T1)、莎草湿地(T2)、小叶章-甜茅湿地(T3)和沼泽化草甸湿地(T4)为研究对象,研究了土壤有机碳、全氮和全磷含量及其化学计量比的空间分布特征及影响因素。结果表明：4种山地沼泽湿地类型土壤有机碳、全氮、全磷含量均值分别为343.11 mg/g、28.03 mg/g和4.00 mg/g,变异系数为有机碳(9.26%)<全氮(16.52%)<全磷(48.64%)。在0~40 cm土层内, T1、T2和T3土壤有机碳、全氮、全磷含量随土壤深度的增加呈先增加后减少的趋势,在10~20 cm土层出现累积峰; T4土壤有机碳、全氮、全磷含量随土壤深度的增加而减少。土壤有机碳、全氮含量的变化趋势为T1相似文献   

准噶尔盆地梭梭群落下土壤CO2释放规律及其影响因子的研究

 采用开路式自动土壤碳通量测量系统（LI-8100）测定了准噶尔盆地荒漠梭梭群落生长季的土壤呼吸速率,并分析了温度和土壤水分对土壤呼吸的影响,结果表明:土壤CO2释放速率有明显的日变化和季节动态,日最大排放速率出现在13:00—15:00时,最小排放速率在8:00时。土壤CO2释放速率日变幅最大值为0.90 μmol·m-2·s-1、最小值为0.24 μmol·m-2·s-1、平均速率是(0.548±0.076)μmol·m-2·s-1;土壤呼吸作用在生长季中的动态呈单峰曲线,顺序为6月＞7月＞8月＞9月＞5月＞10月。相关性分析表明,土壤呼吸速率与气温、地表温度和5 cm、10 cm、15 cm、20 cm、25 cm、30 cm、35 cm、40 cm、50 cm层土壤温度呈极显著和显著正相关关系,土壤呼吸速率与地表温度间的线性关系为Y=0.017X+0.033,（R2=0.566, P<0.001）,并得出Q10值为1.65。土壤含水量与土壤呼吸速率间的相关性不显著。     

不同环境背景下的艾比湖区域土壤水盐差异性特征研究

由于不同的环境背景下环境机制不同,所以导致了水盐（主要指水分、盐分）空间变异存在很大差异,在此背景下分析艾比湖地区含水量与含盐量空间变异,有助于更加合理的了解土壤含水量与含盐量一体化规律。以艾比湖为中心把艾比湖区域分为三个靶区：绿洲、荒漠、湖区,运用统计学方法,分析三个区域的土壤水分、盐分差异性特征。结果表明：绿洲、荒漠、湖区这三个区域表层土壤盐分积聚严重,其含盐量大小依次为：荒漠→绿洲→湖区,而含水量却相反;绿洲、荒漠和湖区土壤含盐量的变异系数均在85%～150%之间,属高强度变异,含水量变异系数均介于55%～75%之间,属中强度变异。说明荒漠区域盐分含量的水平分布不均匀,空间异质性较强;而水分含量的水平相对较为均匀,空间异质性较弱。绿洲、荒漠、湖区土壤层10～20 cm与20～40 cm土壤层含盐量的存在显著性相关性（p<0.01）,即绿洲的相关系数0.913,荒漠的相关系数0.966,湖区的相关系数0.941,绿洲与湖区土壤表层与亚层含水量存在显著性相关性（p<0.01）相关系数分别为0.851 和0.908。说明绿洲与湖区土壤层0～10 cm与10～20 cm土壤含水量存在水分转移现象,荒漠区域这种现象不明显,可能与沙漠炎热地表环境和土壤性质等因素有关。研究结果揭示了艾比湖地区不同环境背景下秋季的土壤含水量与含盐量分布特征,为艾比湖地区农作物灌溉管理及土壤盐渍化治理提供了科学依据。     

马占相思人工林土壤有机碳的异质性

以鹤山站马占相思林土壤为研究对象,对相关土壤、生物指标进行了分析。对马占相思人工林土壤的地统计学研究结果表明:马占相思人工林土壤有机碳和全氮在空间分布上存在着较为显著的空间自相关性,即自相关部分的空间异质性占主导地位,分别占总空间异质性程度的81.3%和84.2%。土壤有机碳分布的空间特征与土壤全氮分布空间特征具有较一致的空间异质性;林木根生物量的分布特征未表现出与土壤有机碳分布的一致空间异质性,这说明根生物量的分布特征在表层土0-15 cm有机碳的空间分布差异上不是主导因子。林地碳、氮不但存在传统统计学上的线性相关,它们也具有景观层次上的空间自相关,指数模型的拟合表明,在7.62 m小尺度范围内,土壤有机碳的空间自相关性存在,在6.60 m尺度范围内,全氮的空间自相关性存在。     

樟子松固沙林土壤碳截存及土壤呼吸对干湿变化的响应

 在科尔沁沙地测定分析了流动沙丘栽植樟子松林23 a后的土壤碳截存作用,以及林地和流动沙丘土壤呼吸对干湿变化的响应。结果表明:①流动沙丘造林后土壤容重减小,土壤颗粒中极细沙和黏粉粒含量显著增加;②樟子松林地0~5 cm和5~15 cm层土壤有机碳截存量分别为221.8 g·m-2和113.9 g·m-2,截存速率分别为9.64 g·m-2·a-1和4.95 g·m-2·a-1;CaCO3-C截存量分别为4.0 g·m-2和2.5 g·m-2, 截存速率分别为0.17 g·m-2·a-1和0.11 g·m-2·a-1;③干旱条件下土壤呼吸随气温的升高呈现指数减小;无论是干旱还是降雨后,林地土壤呼吸速率均显著高于流动沙丘;④降雨刺激后土壤呼吸显著增加,林地增加的幅度显著高于流动沙丘;林地地表凋落物去除后土壤呼吸速率下降,并且在降雨后下降更为明显。     

干旱区盐湖沿岸土壤呼吸特征及其影响因素

明确不同生态系统土壤碳排放规律及其影响因素对准确评估全球碳循环具有重要意义。为揭示干旱区典型盐湖沿岸土壤呼吸（R_s）、土壤呼吸温度敏感系数（Q₁₀）变化特征及其影响因素，以新疆干旱区达坂城盐湖和巴里坤湖沿岸土壤为研究对象，在2015—2016年5~10月利用LI-8100土壤碳通量自动测量系统对盐湖沿岸土壤呼吸速率进行测定，分析了土壤呼吸季节性变化特征及其影响因子。结果表明，干旱区盐湖土壤呼吸变幅较大（0.07~11.59 μmol·m^-2·s^-1），平均值为2.45 μmol·m^-2·s^-1，7月土壤呼吸速率最高为4.69 μmol·m^-2·s^-1，10月最低（1.01 μmol·m^-2·s^-1）；土壤CO₂累积排放量为9.30 g·m^-2·d^-1，7月累积排放量最大为17.82 g·m^-2·d^-1。Q₁₀呈“降低—增加—降低”趋势，6月最低（2.25）9月最高（3.52），平均值为2.79。干旱区盐湖沿岸土壤呼吸受土壤有机碳（SOC）、5 cm土壤温度（ST5）、土壤含水量（SM）和土壤盐分（Salt）的共同影响，单因素模型模拟可解释土壤呼吸速率变化的41.7%~75.7%（R²=0.417~0.757，P＜0.05），多因子综合模型拟合结果最佳R_s=0.001×SOC+0.039×SM-0.534×Salt-0.116×ST5+5.06（R²=0.804，P=0.05），且均表明盐分是影响干旱区盐湖沿岸土壤呼吸速率的主要因子。因此，在考虑陆地生态系统碳收支和碳循环时不能忽略干旱区盐湖沿岸土壤碳过程，以及盐分对盐湖生态系统碳排放的影响。     

1980s-2010s中国陆地生态系统土壤碳储量的变化

土壤作为陆地生态系统有机碳库的主体,在全球碳循环中起着重要作用。然而,当前区域土壤有机碳储量的变化情况及其碳源/汇功能仍然不清楚。利用中国1980s （1979-1985年）第二次土壤普查数据,同时收集整理2010s（2004-2014年）已发表的有关中国土壤有机碳储量（0~20 cm和0~100 cm）的文献数据,综合评估了1980s-2010s中国土壤有机碳储量的变化情况,并分析森林、草地、农田和湿地等生态系统土壤碳源/汇功能;同时结合现有的中国植被碳储量变化研究,进一步探讨了1980s-2010s中国陆地生态系统的碳源/汇效应。研究发现：① 1980s-2010s中国土壤（0~100 cm）有机碳储量净增长3.04±1.65 Pg C,增长速率为0.101±0.055 Pg C yr^-1,其中表层土壤（0~20 cm）的碳汇效应明显;② 森林土壤是固碳主体,净增长2.52±0.77 Pg C,而草地和农田土壤增长有限,分别为0.40±0.78和0.07±0.31 Pg C;③ 湿地有机碳储量净减少0.76±0.29 Pg C;④ 中国陆地生态系统的碳汇效应较强,总碳汇量相当于同期（1980-2009年）化石燃料和水泥生产排放CO₂总量的14.85%~27.79%。随着中国森林和草地生态系统植被和土壤的进一步保护、恢复和重建,中国陆地生态系统具有较大的碳汇潜力,在未来全球碳平衡中将发挥更大的作用。     

沙坡头固沙植被若干土壤物理因子的空间异质性研究

采用地统计学的理论和方法,对沙坡头人工植被表层土壤(0~15 cm, 15~30 cm)物理因子的空间异质性进行了研究。传统统计学分析结果显示:土壤水分、容重平均值在0~15 cm层小于 15~30 cm层,毛管持水量、空隙度在0~15 cm层大于15~30 cm层,各因子变异系数在0~15 cm层均大于 15~30 cm层。变异函数分析结果表明:土壤水分、土壤容重、土壤毛管持水量和空隙度在0~15 cm层具有明显的空间异质性,表层土壤水分有效变程最大为28.2 m,土壤毛管持水量有效变程最小为13.8 m,各因子自相关部分的空间异质性变化范围在85.3%~99.9%之间,显著大于随机部分的空间异质性。15~30 cm层土壤容重、毛管持水量、空隙度为线性模型。在 Krig ing插值分析的基础上,绘制了土壤属性各因子的等值分布彩图,清楚直观地表达了各因子在空间上的分布。此外还分析讨论了土壤空间异质性和植被的关系。     

放牧对内蒙古羊草群落土壤呼吸的影响

采用静态暗箱法,比较测定了放牧对内蒙古锡林河流域羊草群落土壤呼吸的影响以及水热等相关环境因子与土壤呼吸的关系。结果表明:放牧没有改变羊草群落土壤呼吸的季节性变化特征,但降低了土壤呼吸速率的年幅度;生长季放牧样地土壤呼吸速率显著低于封育样地,非生长季两样地土壤呼吸强度均处于较低水平,而且出现负通量的现象,放牧使羊草群落土壤呼吸年总量下降了约33.95％;从全年来看,无论是围栏还是放牧样地,封育样地和放牧样地土壤呼吸与温度因子均显著正相关(p<0.01,n=15),其中与10cm处地温相关性最好,但放牧降低了土壤呼吸对温度变化的敏感性;生长季水分影响作用高于温度,围栏封育样地0~10cm土壤含水量的变化可以解释土壤呼吸变异的87.4％,放牧样地10~20cm和20~30cm土壤含水量的变化共同可以解释土壤呼吸变异的74.9％。     

蚌湖表层土壤有机碳的分布特征

于2016年1月21~23日,以蚌湖为研究区,在高程10~17 m区间,以1 m为落差,设置7个采样带,分别采集7个采样带0~20 cm深度的土壤样品,分析其有机碳含量。结果表明,蚌湖0~20 cm深度土壤有机碳含量具有较为明显的梯度特征,0~10 cm深度土壤有机碳含量最高值出现在高程14~15 m采样点,最低值出现在高程16~17 m采样点,变化范围为6.36~23.32 g/kg;10~20 cm深度土壤有机碳含量最高值出现在高程14~15 m采样点,最低值出现在高程15~16 m采样点,变化范围为4.74~8.88 g/kg;0~10 cm深度土壤有机碳含量比10~20 cm深度土壤有机碳含量的梯度分布更明显。0~10 cm深度土壤有机碳含量与地上生物量显著正相关(p0.05),与其它因子不相关;10~20 cm深度土壤有机碳含量与土壤含水量显著正相关(p0.05),与其它因子不相关。     

纳帕海湿地土壤有机碳和微生物量碳研究

以纳帕海湿地天然沼泽、沼泽化草甸和草甸为研究对象,研究土壤有机碳和土壤微生物量碳含量的时空分布及其变化。结果表明,天然沼泽、沼泽化草甸和草甸0~40 cm深土层的平均有机碳含量在(18.02±0.24)~(258.44±3.37)g/kg之间变动;三者10~40 cm深土壤的各土层平均有机碳含量随着土壤深度增加在不断减小,且差异显著(p0.05);其土壤表层(0~10 cm)的平均微生物量碳含量都较高,分别为(446.23±98.72)mg/kg(沼泽化草甸)、(204.23±44.90)mg/kg(天然沼泽)和(158.64±65.24)mg/kg(草甸);三者0~40 cm深土层的微生物量碳含量差异明显,沼泽化草甸的微生物量碳含量最高,为940.00 mg/kg,天然沼泽次之,为472.23 mg/kg,草甸最低,为359.78 mg/kg;在垂直分布上,三者的土壤微生物量碳含量表现出与土壤有机碳含量一致的规律;土壤有机碳含量和土壤微生物量碳含量都与土壤含水量显著相关,表明纳帕海湿地土壤有机碳含量和土壤微生物量碳含量主要受土壤水分的影响,而人为疏干排水是导致土壤水分下降的诱因。     

贡嘎山生态系统土壤呼吸带谱特征

对贡嘎山高山生态系统2 013~3 650 m海拔梯度上的土壤呼吸速率特征、时空变化规律及其与土壤温湿度、土壤有机碳、全氮等的关系进行了分析,结果表明:随海拔的升高,土壤呼吸速率先逐渐增加然后降低,土壤呼吸最大值出现在海拔2 750 m处。土壤呼吸速率在8月初最高,12月初最低。随着季节的变化,一天中土壤呼吸速率最高和最低值出现的时间也会发生变化。8月土壤呼吸值日变化范围最大,最低和最高值分别出现在9:30和15:00,5—7月以及9—11月土壤呼吸速率的最低值和最高值分别出现在7:30点和13:30。进入秋冬季(10—12月)土壤呼吸速率日变化特征减弱,尤其是进入12月后无明显日变化特征。土壤温度是影响土壤呼吸时空变异的主要因子;土壤有机碳和全氮含量也是影响土壤呼吸的因子;土壤湿度并不是影响土壤呼吸速率的贡嘎山高山生态系统重要因素。     

沙地土壤呼吸观测与测定方法比较

采用动态密闭气室法(IRGA)和碱液吸收法(AA)对科尔沁沙地不同生境(固定、半固定和流动沙丘)土壤呼吸的日动态、季节动态及其影响因子进行了测定分析,并对两种方法进行了比较.结果表明:(1)从固定到半固定沙丘、半固定到流动沙丘,随着植物群落盖度及土壤有机质含量的降低,土壤呼吸速率呈现递减的趋势.整个测定期用IRGA法和AA法测定的平均土壤呼吸速率,固定沙丘分别为2.348和0.878μmolCO2·m-2·s-1,半固定沙丘分别为1.666和0.812μmolCO2·m-2·s-1,流动沙丘分别为1.061和0.573μmolCO2·m-2·s-1.(2)各生境土壤呼吸速率的昼夜变化与气温和土壤温度的变化趋势一致,与近地表空气湿度的变化趋势相反.(3)各生境土壤呼吸速率的季节变化与温度不完全同步,但其对温度的依赖程度显著高于土壤水分.(4)AA法测定的结果明显低于IRGA法,平均为IRGA法的48%;两种方法具有很好的相关性(R2=0.649 5,p＜0.001).     

闽江河口湿地空心莲子草土壤碳库研究

以闽江河口区最大的洲滩湿地——鳝鱼滩湿地为研究区域,选取空心莲子草湿地土壤为研究对象,对研究区内18个土壤剖面以10cm为间隔分层取样,对其土壤有机碳含量、储量和垂直变化特征及其影响因子进行分析。研究结果表明,空心莲子草湿地土壤有机碳含量和储量最大值均出现在0～10cm土壤剖面,含量和储量分别为32.77g/kg和2817.96t/km2,并与其它土壤剖面的含量和储量存在显著差异,0～60cm土层平均有机碳含量为9.70g/kg,平均有机碳储量为1002.86t/km2,且各个土壤理化因子在表层0～10cm的含量均与其它土层存在显著差异。空心莲子草湿地土壤有机碳含量与影响因子相关性较显著,其中,土壤含水量和土壤盐度与土壤有机碳含量呈极显著正相关(r=0.990,p=0.000<0.01,n=6;r=0.922,p=0.004<0.01,n=6),土壤容重与土壤有机碳含量呈极显著负相关(r=-0.982,p=0.000<0.01,n=6),土壤灰分和土壤pH值与土壤有机碳含量呈显著负相关(r=-0.857,p=0.015<0.05,n=6;r=-0.838,p=0.019<0.05,n=6)。     

无灌溉人工固沙区土壤有机碳及氮含量变异的初步结论

对降水量小于200mm的沙坡头无灌溉条件下人工植被固沙区土壤有机碳和全氮含量变异进行研究。结果表明, 流沙在固定过程中, 人工植被固沙体系的营建改善了成土环境, 促进了生物地球化学循环, 使土壤碳、氮的含量和分布规律发生了变化: ①固沙区土壤有机碳和全氮含量及C/N均高于流沙区, 随土层深度增加土壤有机碳和全氮含量呈逐渐降低趋势, 而C/N呈逐渐升高趋势; ②不同年限固沙区间土壤有机碳、全氮含量及C/N变异小于土层垂直方向的变异; ③不同年限固沙区土层垂直方向土壤有机碳和全氮含量及C/N变异较大, 变异主要存在于结皮层及其下土层(0~5cm); ④流沙区土壤碳、氮含量及C/N低于固沙区, 而且在土层垂直方向上基本无变异。