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.     

土壤CO_2浓度昼夜变化及其对土壤CO_2排放量的影响

对石林地区两个研究点土下20、40和60cm土壤CO2浓度和土壤CO2排放量的昼夜变化进行的研究表明二者之间具有一定的正相关关系,因此土壤CO2排放量除受环境因子影响之外,还受土壤CO2浓度所控制。土壤CO2浓度和土壤CO2排放量之间的相关关系可以用来解释土壤有机碳含量及温度对土壤CO2排放量的影响,即土壤有机碳含量高和温度升高是通过影响土壤空气中CO2的形成速率,导致土壤CO2浓度升高,从而促进土壤CO2的排放。     

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。     

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。     

大气中CO2浓度增加对我国农业生产的影响

本文分析了大气中ＣＯ２浓度增加的事实，原因及其发展趋势，结果认为，大气中ＣＯ２浓度上升对我国农业的发展产生了一定的不利影响。因此，为控制大气中ＣＯ２的上升，必须采取相应的有效对策。     

不同植被类型覆盖下土壤CO2浓度对洞穴景观的影响

土壤中的CO2 通过影响土壤水对碳酸盐岩的溶蚀能力控制洞穴滴水中的Ca2 +初始含量 ,同时它进入洞穴水体后溶解度的变化也会影响洞穴景观的形成。研究表明 ,不同植被类型对土壤CO2 浓度会产生不同影响。本文通过模拟分析认为 ,在一定范围内 ,地表生态系统的改善有利于土壤中CO2 的增加和洞穴中碳酸钙沉积景观的发育 ,但是若超过一定的阈值 ,即土壤中的CO2 浓度过高 ,使喀斯特水中的CO2 不能在洞穴顶部碳酸盐岩体渗流过程中完全被消耗时 ,洞穴滴水的酸性会对碳酸钙产生溶蚀作用 ,易形成洞穴溶蚀景观。     

沙漠及绿洲不同覆被下大气CO2浓度的梯度变化

运用美国生产的开环气体交换系统LI-6400便携式光合作用测定系统,研究了沙漠及绿洲不同覆被下大气CO₂浓度的梯度变化。结果表明,2001年巴丹吉林沙漠南缘大气CO₂浓度为366μmol·mol^-1,秋季大气CO₂浓度梯度在1~ 10m高度范围内为0,CO₂浓度与气温呈线形正相关,相关系数为0.87;与空气相对湿度呈线形负相关,相关系数为 -0.86。秋季绿洲区CO₂浓度高于沙漠区,人类活动向大气排放CO₂,是绿洲区CO₂浓度高于沙漠区的主要原因。绿洲不同覆被类型其CO₂浓度梯度明显不同,影响CO₂浓度梯度的主要因素为:人类活动、覆被变化、气象因子。覆被变化研究得出,杨树林初秋光合作用最强时在10m高度范围内CO₂浓度可降低22μmol·mol^-1;另外得出,降雨能够明显降低空气CO₂浓度。     

退化草地封育后土壤细颗粒增加机理探讨及研究展望

土壤的恢复是退化草地生态系统恢复的难点和关键。土壤细颗粒物质的增加对退化的土壤系统恢复具有重要意义,不但可以改善土壤质地、也能输入土壤养分。通过综述退化草地封育后土壤细颗粒增加的研究案例,从植物有机体的归还、植物覆盖增加及其抑制风蚀作用和截存降尘的作用分析细颗粒增加的机理;重点总结了降尘对生态系统作用的研究进展;并从降尘对退化草地封育后土壤细颗粒增加的贡献以及草地植被对降尘的截存作用两个方面做了研究展望。     

三江平原不同土地利用方式下湿地土壤CO2通量研究

利用暗箱-气相色谱法,同步测量了三江平原几种主要生态类型湿地土壤原始的小叶章草甸白浆土、毛果苔草泥炭沼泽土、已垦旱作草甸白浆土和人工水田草甸白浆土,进行CO2排放通量的对比研究.结果表明不同土地利用方式下,旱作草甸白浆土土壤CO2排放通量最大,平均值为775.38mg/(m2@h);小叶章草甸白浆土土壤次之,平均值为439.02mg/(m2@h);人工水稻田草甸白浆土土壤CO2通量最小,平均值为128.96mg/(m2@h);毛果苔草泥炭沼泽土土壤CO2排放通量介于小叶章草甸白浆土土壤和水稻田草甸白浆土土壤之间,平均值为247.08mg/(m2@h).湿地开垦为旱田,使湿地"碳汇"功能减弱或丧失,变成"碳源";湿地开垦为水田,是比较合理的湿地农业利用方式.     

施肥对新垦绿洲风沙土肥力及碳积累的影响

利用2005年安排在临泽边缘绿洲沙地农田的长期施肥定位试验,研究不同用量有机肥、化肥、有机肥和化肥配施对绿洲沙地土壤肥力及有机碳积累的影响。试验包括高量有机肥单施(M3),氮磷化肥单施(NP3),低、中、高量氮磷钾化肥单施(NPK1,NPK2,NPK3),及低、中、高量氮磷钾化肥配施高、中、低量有机肥9个处理(NPK1M3,NPK2M2,NPK3M1),测定分析10年后不同施肥处理耕层(0~20 cm)土壤物理化学性状特征及有机碳动态。结果表明:施有机肥及有机无机配施处理较单施化肥处理容重下降0.13 g·cm^-3,田间持水量提高6.7%,单施有机肥、有机无机配施较单施化肥,土壤有机碳(SOC)和全氮含量分别提高64.8%、36.3%和64.9%、49.5%。高量施用氮磷化肥和氮磷钾化肥处理全磷含量最高,有机肥及有机无机配施较单施化肥有效氮含量显著增加,有机无机配施及高量施用磷肥土壤有效磷积累明显,高量施用有机肥能显著提升有效钾含量。连续施肥处理10年后,SOC含量提高了1.68~2.84倍,土壤全氮、全磷、碱解氮及有效磷均有一定程度的提高,但单施化肥及有机肥与氮磷化肥配施有效钾含量下降。SOC的积累速率单施化肥、有机无机配施、单施有机肥处理分别为0.27、0.59,0.87 g·kg^-1·a^-1。增施有机肥、适量减少化肥投入、氮磷钾化肥的平衡施用是绿洲沙地农田土壤肥力持续提升的施肥管理对策。     

氮可利用性对东北不同类型湿地土壤有机碳矿化的影响

2010年6~10月,在中国东北连续多年冻土区,岛状多年冻土区和季节性冻土区采集典型湿地土壤,通过室内分析和模拟试验研究了不同冻土区湿地土壤有机碳矿化及其微生物活性对不同氮可利用性的响应特征。试验设置4个氮处理水平,分别为0 mg/g(N0),0.1 mg/g(N1),0.2 mg/g(N2),0.5 mg/g(N3)。结果表明,培养结束后3种土壤在N0处理下的有机碳累计矿化量分别为5 646 mg/kg,2 103 mg/kg和1 287 mg/kg,与初始土壤有机碳含量、全氮含量和微生物量碳(MBC)呈显著正相关。3种土壤在氮输入后的有机碳矿化速率和累积矿化量都明显低于N0处理,表明氮输入对有机碳矿化产生抑制作用。随着氮输入量的增大,氮输入对不同土壤有机碳矿化的抑制作用有所差异,表现为:不同氮输入对连续多年冻土区土壤累积矿化量影响无显著差异;岛状多年冻土区土壤在N1和N2处理下的有机碳累积矿化量明显高于N3处理;季节性冻土区土壤在N2和N3处理下的累积矿化量明显低于N1处理。培养结束后,3种土壤微生物量氮(MBN)含量随氮输入量增加而降低,MBC/MBN随氮输入量增加而增加;季节性冻土区草甸沼泽土培养结束后的MBN和MBC/MBN都与累积矿化量存在显著相关关系,表明季节性冻土区草甸沼泽土氮可利用性增加可能改变了微生物的组成或结构,进而对有机碳矿化产生影响。     

A Meta-analysis of the Effects of Warming and Elevated CO2 on Soil Microbes

Soil microbes play important roles in terrestrial ecosystem carbon and nitrogen cycling. Climatic warming and elevated CO₂ are two aspects of climatic change. In this study, we used a meta-analysis approach to synthesise observations related to the effects of warming and elevated CO₂ on soil microbial biomass and community structure. Ecosystem types were mainly grouped into forests and grasslands. Warming methods included open top chambers and infrared radiators. Experimental settings included all-day warming, daytime warming and nighttime warming. Warming increased soil actinomycetes and saprotrophic fungi, while elevated CO₂ decreased soil gram-positive bacteria (G⁺). Mean annual temperature and mean annual precipitation were negatively correlated with warming effects on gram-negative bacteria (G^-) and total phospholipid fatty acid (PLFA), respectively. Elevation was positively correlated with the warming effect on total PLFA, bacteria, G⁺ and G^-. Grassland exhibited a positive response of total PLFA and actinomycetes to warming, while forest exhibited a positive response in the ratio of soil fungi to bacteria (F/B ratio) to warming. The open top chamber method increased G^-, while the infrared radiator method decreased the F/B ratio. Daytime warming rather than all-day warming increased G^-. Our findings indicated that the effects of warming on soil microbes differed with ecosystem types, warming methods, warming times, elevation and local climate conditions.