大气CO_2浓度升高对土壤中不同粒级碳的影响

不同粒级土壤中的碳有着不同的周转规律,在高CO2浓度条件下,它们含量的变化将在一定程度上反映土壤碳是累积还是减少,对明确土壤碳的变化趋势有重要意义.采用田间培养试验初步模拟研究在高CO2浓度条件下土壤不同粒级碳的分布.结果表明,加入秸秆培养1年,由于CO2浓度升高的原因导致在低氮(LN)、常规氮(NN)和高氮(HN)水平下土壤中碳分别增加0·01、1·10、1·22g/kg,表现为粒级<53μm土壤颗粒中碳分别增加1·53、2·19、2·70g/kg.粒级<53μm土壤颗粒碳量的增加,主要是由于其重量分配百分数显著增加36·2%,碳浓度增加5·4%;粒级>250μm和250~53μm土壤颗粒部分虽然其碳浓度分别增加20·8%和17·3%(P<0·05),但由于重量分配百分数分别显著降低22·8%和36·1%,结果碳量降低.试验表明高CO2浓度导致不同粒级土壤的分配及碳浓度的变化;高氮施肥水平下有增加土壤碳量特别是小粒级土壤碳量的趋势.     

大气CO2浓度升高对土壤中不同粒级碳的影响

不同粒级土壤中的碳有着不同的周转规律，在高CO2浓度条件下，它们含量的变化将在一定程度上反映土壤碳是累积还是减少，对明确土壤碳的变化趋势有重要意义．采用田间培养试验初步模拟研究在高CO2浓度条件下土壤不同粒级碳的分布．结果表明，加入秸秆培养1年，由于CO2浓度升高的原因导致在低氮（LN）、常规氮（NN）和高氮（HN）水平下土壤中碳分别增加0．01、1．10、1．22g／kg，表现为粒级〈53μm土壤颗粒中碳分别增加1．53、2．19、2．70g／kg．粒级〈53μmm土壤颗粒碳量的增加，主要是由于其重量分配百分数显著增加36．2％，碳浓度增加5．4％；粒级〉250μm和250～53μm土壤颗粒部分虽然其碳浓度分别增加20．8％和17．3％（P〈0．05），怛由于重量分配百分数分别显著降低22．8％和36．1％，结果碳量降低．试验表明高CO2浓度导致不同粒级土壤的分配及碳浓度的变化；高氮施肥水平下有增加土壤碳量特别是小粒级土壤碳量的趋势．     

大气CO2浓度升高对土壤中不同粒级碳的影响

不同粒级土壤中的碳有着不同的周转规律,在高CO2浓度条件下,它们含量的变化将在一定程度上反映土壤碳是累积还是减少,对明确土壤碳的变化趋势有重要意义.采用田间培养试验初步模拟研究在高CO2浓度条件下土壤不同粒级碳的分布.结果表明,加入秸秆培养1年,由于CO2浓度升高的原因导致在低氮(LN)、常规氮(NN)和高氮(HN)水平下土壤中碳分别增加0.01、1.10、1.22g/kg,表现为粒级＜53 μm土壤颗粒中碳分别增加1.53、2.19、2.70 g/kg.粒级＜53 μm土壤颗粒碳量的增加,主要是由于其重量分配百分数显著增加36.2%,碳浓度增加5.4%;粒级＞250μm和250～53μm土壤颗粒部分虽然其碳浓度分别增加20.8%和17.3%(P＜0.05),但由于重量分配百分数分别显著降低22.8%和36.1%,结果碳量降低.试验表明高CO2浓度导致不同粒级土壤的分配及碳浓度的变化;高氮施肥水平下有增加土壤碳量特别是小粒级土壤碳量的趋势.     

模拟气候变化和CO2增加对高寒草原土壤有机碳的影响

本研究的1／1标是利用CENTURY模型分析气候变化、大气CO2浓度倍增、气候变化与大气CO2浓度倍增共同作用对藏北高原高寒草原土壤有机碳的影响。结果表明：未来50年不同气候变化情景下土壤表层（0-20cm）有机碳呈降低趋势,变化率为49．77％-52．36％。P1T0情景（降水增加．温度不变）、POT1情景（降水不变,温度增加）和P1T1情景（降水增加,温度增加）下的模拟结果相近。其中P1T1情景下高寒草原土壤有机碳损失的最多（模拟结束时的土壤有机碳为844．40gCm^-2）,POT1情景下土壤有机碳损失49．77％。相对CO2不变情景而言,CO2倍增情景下土壤有机碳增加12．87％。CO2增加对土壤有机碳的影响大于气候变化单独作用对土壤有机碳的影响。气候变化与大气CO2浓度倍增共同作用导致土壤有机碳降低。未来50年P1T1＋2×CO2情景下土壤有机碳降低52．39％,POT1＋2×CO2情景下土壤有机碳降低49．81％,P1T0＋2×CO2情景下土壤有机碳降低52．317）％。因此,高寒草原土壤有机碳含量随降水、温度和大气CO2浓度的变化而变化。     

CO2浓度升高对三江平原湿地活性有机碳及土壤微生物的影响

利用开顶箱薰气室,设置正常大气CO2浓度(Ambient CO2,350 umol·mol-1)和高CO2浓度(Elevated CO2,700μmol·mol-1)2个水平和不施氮(NN,0 gN·m-2)、常氮(MN,5 gN·m-2)、高氮(HN,15 gN·m-2)3个氮素水平,研究CO2浓度升高和氮肥施用对三江平原草甸小叶章湿地(Calamagrostis angustifolia)土壤活性有机碳及微生物的影响。结果表明,CO2浓度升高条件下,土壤微生物量碳(MBC)和溶解性有机碳(DOC)呈增加趋势,易氧化有机碳(LOC)和水溶性碳水化合物碳(CHC)的变化因生长期和氮素水平而异。CO2浓度升高,小叶章湿地土壤微生物数量在不同的生长时期呈现不同的响应趋势。细菌数量在腊熟期增幅最大,为31.4%;真菌数量在腊熟期增加16.6%,成熟期增加24.3%;放线菌数量没有发生明显变化。相关分析表明,细菌、真菌和放线菌数量都与土壤微生物量碳呈显著相关。湿地土壤中的活性有机碳可以为土壤微生物提供更多的有效能量,从而加快湿地生态系统养分循环过程。     

西安长延堡夏季土壤CO2释放量的变化及影响因素

运用碱液吸收法，对西安长延堡土壤CO2释放量在不同天气状况下进行了多次昼夜观测，查明了土壤CO2释放量的变化规律及其影响因素，揭示出土壤CO2释放量与温度、降水以及植被的密切关系。研究表明：温度升高，土壤CO2释放量增大；由于集中降水导致土壤通气性变差、温度明显降低，使得CO2释放量比晴天有所减少；在不同的植被条件下，土壤CO2释放量存在差异，从裸地到草地再到林地，CO2释放量由小变大。     

土壤中氮碳间相互作用对全球碳循环的影响(英文)

氮循环中的能量产生过程构成与全球碳循环间的重要关联。例如,氮投入土壤,一开始导致CO2排放降低。这一众所周知的效应被理解为土壤呼吸作用受到阻碍或延缓。然而,当把冗余考虑在内便知,氮投入并不使最初得到的CO2最低排放量保持不变,而是逐渐导致排放增加。土壤中硝化作用对CO2消耗过程的特异性抑制,加上铵冗余投入或乙炔作用,往往导致额外的CO2排放量。这种总自养性呼吸(GHR)与CO2净排放(NHR)之间的差就是土壤内CO2汇。土壤呼吸作用单纯由NHR产生的CO2排放量(通常情况)来决定会导致对土壤系统的曲解,特别是在氮沉降量高的地区。因此,必须重新考虑温暖区域土壤呼吸作用的"适应环境"问题。可能也需要质疑氮投入带来的"呼吸抑制"概念。无视这些过程,包括上述氮驱动下的土壤内CO2汇过程,也许会有碍于采取足够的措施来对抗气候变化。     

近百年海螺沟冰川退缩区域土壤CO2排放规律

贡嘎山东坡海螺沟冰川退缩地植被原生演替系列的样地调查基础上,用光合作用测定仪(美国产CI-301PS)的闭路方法测定土壤呼吸,并测定相关的生态因子。对植被原生演替过程中草本群落,川滇柳,冬瓜杨小树林,冬瓜杨中龄林,冬瓜杨成熟林,针阔混交林,云冷杉中龄林和云冷杉成熟林7个阶段的土壤呼吸速率进行连续3a的测定,它们的土壤CO2排放通量分别是51 67、39 70、56 45、58 89、85 22、120 26和158 65kgCO2/hm2·d-1。建立了7个阶段的土壤呼吸速率与温度的相关关系,认为未来大气温度升高将对同一气候区内的草地土壤呼吸影响最大,对演替过程中的落叶阔叶林土壤呼吸影响次之,对云冷杉林土壤呼吸影响最小。样地的形成年龄、生物量和净初级生产力这些与演替进程植物群落新陈代谢水平呈正相关的因素,才是决定样地土壤呼吸速率的主要因素,也是各样地之间土壤呼吸速率存在差异的主要原因。并将植被原生演替序列土壤CO2排放通量与国内外测定不同类型土壤呼吸速率的结果进行比较,认为Raich等人对温带针叶林土壤排放CO2通量的估测值偏低,对全球不同生态系统类型土壤排放CO2通量的差异估测不足。     

长白山天然次生白桦林土壤CO_2释放通量研究

利用静态箱/气相色谱法测定了长白山天然次生白桦林土壤二氧化碳释放通量.在生长季节的春、夏、秋三个时间段对白桦林土壤CO2释放通量测定的结果表明:白桦林土壤呼吸的日变化和不同生长季节的变化均与温度的变化有明显的相关性.白昼的土壤CO2的释放通量始终高于夜晚,但白昼土壤CO2释放通量的峰值与气温的峰值相比具有一定的滞后性.土壤CO2释放通量夏季明显高于春秋两季,凋落物层对土壤CO2释放具有一定的影响,夏季去除凋落物层后土壤CO2释放通量高于未除凋落物层时CO2释放通量,而春秋两季则出现相反的结果.通过相关分析发现,有凋落物覆盖的土壤CO2释放通量与地下5cm温度相关性最好,而去除凋落物后土壤CO2释放通量则与地表温度相关性最高.     

生物炭对岩溶区玉米生长、土壤CO2及岩溶作用的影响

为研究生物炭对岩溶区玉米生长、土壤CO₂体积分数和排放速率及岩溶作用的影响,通过野外盆栽试验,将蔗渣生物炭分别以土壤质量分数为0%（CK）、0.5%（T1）、1%（T2）、2%（T3）和5%（T4）添加到石灰土中,并栽培玉米。测定玉米生育期中土壤CO2体积分数和排放速率、土壤淋溶水中Ca2+和 质量分数;并测试玉米收割后土壤有机碳质量分数和容重及玉米生物量。结果表明,添加生物炭增加土壤有机碳质量分数,显著降低了土壤容重;2%和5%生物炭添加显著增加了玉米秸秆干重、玉米棒干重和玉米根干重;在玉米苗期,5%生物炭添加显著增加了土壤CO₂体积分数和排放速率;在玉米拔节期、抽穗期和成熟期,2%和5%生物炭添加显著增加了土壤CO^₂体积分数、排放速率以及在此期间收集的土壤淋溶水Ca²⁺和 质量分数。由此可见,蔗渣生物炭作为岩溶区石灰土改良剂,在一定程度上改良石灰土性质,促进了玉米生长,提高了岩溶区土壤CO2的体积分数和排放速率,加快了岩溶作用。     

固沙植被区典型生物土壤结皮类型下土壤CO2浓度变化特征及其驱动因子研究

对固沙植被区典型分布的藻类结皮、藓类结皮和流沙下不同深度的土壤气体采样,主要研究和讨论了不同类型生物土壤结皮下土壤CO2浓度的变化特征,及土壤温度和土壤水分对它的影响。结果表明,藻类结皮和藓类结皮在0~40 cm处的土壤空气CO2浓度平均值基本保持在600~1 100 μmol·mol-1之间,大于同一深度流沙下土壤CO2浓度值,但三者之间的差异并不显著。土壤温度与土壤CO2浓度呈正相关关系,且在表层相关性最强,具体表现为流沙>藓类结皮>藻类结皮。土壤水分对土壤CO2浓度的影响在表层0~5 cm为流沙>藻类结皮>藓类结皮,但在下层10~40 cm处为藻类结皮>藓类结皮>流沙。     

土壤CO2、土壤水的动态特征及其 对岩溶作用的驱动

为了研究不同土壤CO2浓度和不同土壤水化学条件下的岩溶作用发生程度,文章对广西桂林地区的土壤CO2浓度、土壤水和石灰岩试片溶蚀速率进行了监测,结果表明：1）该地区土壤CO2浓度具有明显的季节性变化特征,总体上夏季是其他季节的3~5倍,最大值时达到60 899.64 mg/m2,而最小值时仅为5 587.21 mg/m2;2）就相同深度的土壤CO2浓度来说,洼地大于坡地,夏季时洼地比坡地高近20 000 mg/m2,且深层土CO2浓度大于表层土,其平均值比表层土高4 353.54 mg/m2;3）坡地和洼地土壤水水化学指标平均值分别是：pH为7.49和6.41、电导率为300和78 μS/cm、Ca2+为60和15.43 mg/L、 为2.78和0.44 mg/L,坡地处的pH、电导率、Ca2+和 均高于洼地;4）从溶蚀试验说明该地区的岩溶作用发生程度非常明显,说明土壤CO2和土壤水能驱动岩溶作用的发生。     

中亚热带山区不同土地利用方式土壤呼吸的日动态变化

通过LI-8100土壤碳通量测定仪对中亚热带山区不同土地利用方式土壤呼吸进行测定与分析．结果表明,不同土地利用方式土壤温度变化趋势较为一致,峰值出现在16：00,但坡耕地均出现在14：00;不同土地利用方式土壤呼吸速率昼夜变化趋势大致呈单峰变化,呼吸速率在12：00—16：00之间达到一天的最大值,而在6：00达到最小值,但杉木林与木荷林土壤呼吸速率在夏季呈现出不规则的多峰变化,不同季节呼吸速率最大值出现的时间不同;杉木林与木荷林不同季节的土壤呼吸速率的目变化幅度较小,果园的最大;土壤呼吸速率的均值大小顺序为：经济林〉木荷林〉坡耕地〉杉木林〉果园,但不同土地利用方式间土壤呼吸速率差异不显著（P〉0．05）．不同土地利用方式土壤呼吸Q10值的季节变化中,杉木、木荷2种人工林用地冬季Q10值最大,最小值分别出现在夏季与秋季,而坡耕地、经济林与果园3种土地利用方式以春季的Q10值最大,秋季最小;Q10值随土壤碳质量的降低而增大．     

土壤非生物CO2通量对土壤温度的响应

干旱、半干旱区土壤CO₂通量是土壤-大气碳循环的关键过程。尽管近期研究发现,该过程中存在非生物CO₂通量部分,但对该通量及其对土壤温度的响应仍不清楚。为此,本研究于2012年5月至2013年4月,在毛乌素沙地西南缘长期定位观测灭活土壤的CO₂通量及土壤温度与降雨量。结果显示:土壤非生物CO₂通量在2012年5-10月及2013年3-4月基本表现为白天正值,而夜晚负值;其余月份中,其日尺度上变化不大。在观测期内,非生物CO₂通量与土壤温度变化率呈直线关系,但决定系数不高。另外,无降雨或小降雨发生时,日尺度上土壤非生物CO₂通量与土壤温度存在明显的时间滞后效应,而该效应会被较大的降雨严重干扰。研究结果表明,土壤非生物CO₂通量对土壤温度的响应会较易被其他因子(如降雨)干扰,通过土壤温度单因子对它预测,结果可能不够准确。     

西安南郊不同人工植被下土壤CO2浓度研究

 利用红外CO2监测仪对西安南郊不同植被、不同深度条件下的土壤CO2浓度进行了多次昼夜观测。观测结果表明:从早8:00到次日早8:00,土壤CO2浓度具有从低到高再到低的昼夜变化规律,这种变化特点与昼夜温度变化基本一致,但两者在时间上并不完全同步；土壤CO2浓度从总体来看是白天和夜间很接近；松树林下的土壤CO2浓度大于草地土壤CO2浓度,草地土壤CO2浓度大于竹林下的土壤CO2浓度。     

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。     

干旱沙区典型人工植被群落下土壤剖面CO_2浓度变化特征及其驱动因子

对人工固沙植被区柠条(Caragana korshinskii)群落和油蒿(Caragana korshinskii)群落下不同深度的土壤气体采样,主要研究和讨论了不同类型人工植被区下土壤CO2浓度的变化特征及土壤温度和土壤水分对其的影响。结果表明:柠条和油蒿群落0~80cm处的土壤空气CO2浓度随着土壤深度的增加而增加,并且在0~40cm,油蒿群落下的土壤CO2浓度值大于柠条,而在40cm以下则相反。其平均值分别为1 229.3μmol·mol-1和1 242.7μmol·mol-1,大于同一深度流沙下土壤CO2浓度值978.9μmol·mol-1。土壤水分与二者的土壤CO2浓度变化趋势在年际尺度上具有一致性,浅层40cm内油蒿群落下的土壤CO2浓度和土壤水分含量的相关性明显大于柠条和流沙。而在40cm以下,则表现为柠条油蒿流沙。土壤温度对土壤CO2浓度的影响程度一般为流沙油蒿柠条,特别是流沙,在表层达到了极显著的水平,之后随着土壤深度的增加而降低。而土壤温度对油蒿和柠条样地土壤CO2浓度的影响较为复杂,呈现出先增加后减小的趋势。在年际尺度上,土壤水分含量是不同植被群落下土壤剖面CO2浓度的关键限制因子,而在日尺度上,土壤温度则为主要限制因子。据粗略估计,在0~80cm内,柠条和油蒿根系呼吸所占的比例约为30.7%和33.3%。     

青藏高原高寒草原生态系统CO2,CH4和N2O排放通量研究

Using static chamber technique, fluxes of CO2, CHh and N2O were measured in the alpinegrassland area from July 2000 to July 2001, determinations of mean fluxes showed that CO2 and N2Owere generally released from the soil, while the alpine grassland accounted for a weak CH4 sink.Fluxes of CO2, CH4 and N2O ranged widely. The highest CO2 emission occurred in August, whereasalmost 90% of the whole year emission occurred in the growing season. But the variations of CH4and N2O fluxes did not show any clear patterns over the one-year-experiment. During a dailyvariation, the maximum CO2 emission occurred at 16:00, and then decreased to the minimumemission in the early morning. Daily pattern analyses indicated that the variation in CO2 fluxes waspositively related to air temperatures (R2=0.73) and soil temperatures at a depth of 5 cm (R2=4).86),whereas daily variations in CH4 and N2O fluxes were poorly explained by soil temperatures andclimatic variables. CO2 emissions in this area were much lower than other grasslands in plain areas.     

Influencing factors and partitioning of respiration in a Leymus chinensis steppe in Xilin River Basin, Inner Mongolia, China

Based on the static opaque chamber method, the respiration rates of soil microbial respiration, soil respiration, and ecosystem respiration were measured through continuous in-situ experiments during rapid growth season in semiarid Leymus chinensis steppe in the Xilin River Basin of Inner Mongolia, China. Soil temperature and moisture were the main factor affecting respiration rates. Soil temperature can explain most CO2 efflux variations (R2=0.376–0.655) excluding data of low soil water conditions. Soil moisture can also effectively explain most of the variations of soil and ecosystem respiration (R2=0.314–0.583), but it can not explain much of the variation of microbial respiration (R2=0.063). Low soil water content (≤5%) inhibited CO2 efflux though the soil temperature was high. Rewetting the soil after a long drought resulted in substantial increases in CO2 flux at high temperature. Bivariable models based on soil temperature at 5 cm depth and soil moisture at 0–10 cm depth can explain about 70% of the variations of CO2 effluxes. The contribution of soil respiration to ecosystem respiration averaged 59.4%, ranging from 47.3% to 72.4%; the contribution of root respiration to soil respiration averaged 20.5%, ranging from 11.7% to 51.7%. The contribution of soil to ecosystem respiration was a little overestimated and root to soil respiration little underestimated because of the increased soil water content that occurred as a result of plant removal.     

重庆金佛山岩溶区表层岩溶生态系统CO2浓度分析

以重庆金佛山林地、裸地表层岩溶生态系统CO2浓度的实际观测资料为基础,探索表层岩溶系统CO2浓度变化规律.结果显示,这种变化与土壤温度有密切关系,林地与裸地各个层次土壤的CO2浓度与土温呈一致性变化,这构成了表层岩溶生态系统对外界条件的灵敏响应.研究进一步揭示了林地植被平抑这种动态效应,而裸地则响应于温度变化.