土地利用方式对喀斯特地区环境小气候日动态的影响

2007年6月,通过典型样地观测,研究了广西凌云县典型喀斯特地区5种不同土地利用方式下光照强度、气温、空气相对湿度、土壤温度、表层（0～5 cm土层）土壤含水量的日动态.结果表明：不同土地利用方式改变了地上植被的组成、覆盖度和高度,进而改变了环境小气候,研究区不同土地利用方式的小气候质量依次为林地＞灌林＞草地＞农耕地＞石漠化裸地; 石漠化裸地光照强度较强、气温和土壤温度较高、空气相对湿度和土壤含水量较低,且各因子的变幅均较大,样地环境趋于干热化;与石漠化裸地相比,林地、灌林地、草地和农耕地内的光照强度分别下降96.4%、52.0%、17.0%和44.2%,气温分别下降30.1%、20.2%、12.7%和17.8%,空气相对湿度分别提高129.2%、57.2%、18.0%和41.2%,土壤温度分别下降11.5%、8%、2.5%和5.5%,表层土壤含水量分别提高42.6%、33.2%、15.7%和14.0%,林地与灌林地各因子的变幅相对趋缓,样地环境趋于凉湿化.各样地光照强度、气温和土壤温度之间呈正相关,三者均与空气相对湿度、土壤含水量呈负相关,空气相对湿度与表层土壤含水量呈正相关.     

桉树人工林林下植被、地面覆盖物与土壤物理性质的关系

对儋州市东成镇的7个不同类型的桉树(Eucalyptussp.)人工林和一个马占相思林(Acaciamangium)林下的土壤含水量、土壤温度、土壤容重、土壤坚实度(硬度)以及土壤的机械组成等5个土壤物理指标进行研究。结果表明,有林下植被的桉树人工林地的土壤含水量比无林下植被的桉树人工林地的高出11.2~62.9 g.kg-1;同一样地内,有枯枝落叶覆盖物的土壤含水量平均比没有枯枝落叶覆盖物的土壤含水量高27.6~38.2 g.kg-1;有林下植被的桉树人工林地土壤温度比无林下植被的桉树人工林地和空旷弃荒地低,但却比无林下植被、树冠大、荫蔽度大的马占相思林地的高。有林下植被的桉树人工林地的土壤硬度要比无林下植被的桉树人工林地、马占相思林地和空旷弃荒地的小5.49~18.76 kg.cm-3。林下植被覆盖率高的桉树人工林地,其容重比有林下植被的桉树人工林地、无林下植被的桉树人工林地、马占相思林地、牧草实验地样地小0.33~0.48 g.cm-3。这说明桉树人工林下植被和枯枝落叶是影响土壤含水量、土壤硬度、土壤温度、土壤容重等土壤物理性质的重要因子。因此,为了有效改善桉树林的立地条件以及能更好地经营桉树人工林,在...     

西南喀斯特石漠化环境下土地利用变化对土壤有机碳及其组分的影响

土壤有机碳是喀斯特生态系统中碳转移的动力学媒介和碳流通的主要途径,土壤有机碳及其组分是土壤碳循环的重要组成部分,然而目前缺乏关于喀斯特地区土壤有机碳及其组分的研究。本研究以西南典型喀斯特石漠化区——贵州关岭花江6种典型土地利用方式下(花椒林、火龙果林、花椒火龙果混交林、圆柏林、圆柏女贞混交林和坡耕地)的土壤为研究对象,分析土地利用方式变化对土壤有机碳含量(SOC)和储量(SOCS)、土壤水溶性有机碳(WSOC)、易氧化有机碳(EOC)、颗粒有机碳(POC)、轻组有机碳(LFOC)及重组有机碳(HFOC)含量及其分配比例的影响。结果表明: 6种土地利用方式下SOC和SOCS均表现为圆柏林、圆柏女贞混交林和花椒林显著大于火龙果林、花椒火龙果混交林和坡耕地;在0～20 cm土层,土壤SOCS平均值为花椒林＞圆柏林＞圆柏女贞混交林＞坡耕地＞花椒火龙果混交林＞火龙果林。土壤WSOC、EOC、POC、LFOC和HFOC含量均表现为圆柏林、圆柏女贞混交林和花椒林大于其他3种土地类型。土壤SOC与其各组分(WSOC、EOC、POC、LFOC和HFOC)均呈显著正相关,且各组分两两之间也呈显著正相关。花椒林可作为中国西南喀斯特石漠化生态恢复和山地农业发展优先考虑的经济物种。土壤WSOC、EOC、POC、LFOC和HFOC可作为反映土壤有机碳库的有效指标。     

桂林会仙喀斯特湿地芦苇群落土壤氮的季节变化

该研究以桂林会仙喀斯特湿地典型芦苇植物群落土壤为对象,研究了土壤氮含量的季节动态变化特征,探讨了土壤氮对水热季节变化的响应趋势。结果表明:土壤有机氮在全氮中所占比例较大,0~10 cm土层的全氮与0~10 cm和10~20 cm土层的速效氮季节变化特征一致,表现为夏季秋季春季冬季;10~20 cm和20~30 cm土层的全氮和有机氮均表现为春季夏季秋季冬季。0~10 cm土层的有机氮和10~20 cm土层的速效氮变化趋势一致,表现为秋季夏季春季冬季。各层土壤硝态氮呈现出先升高后降低的单峰曲线变化趋势,均表现为夏季春季秋季冬季,并与铵态氮0~10 cm和10~20 cm土层的季节变化趋势相一致。20~30 cm土层的铵态氮与0~10 cm和20~30 cm土层的土壤微生物量氮含量时间动态一致,均表现为春季秋季夏季冬季,10~20 cm土层的微生物量氮表现为秋季春季夏季冬季的趋势。土壤铵态氮含量明显高于硝态氮,各层土壤铵态氮含量基本呈现出不规则"M"形的双峰曲线变化。会仙喀斯特湿地典型芦苇植物群落不同土层土壤各形态氮含量的动态特征对水热变化的季节响应差异较大,不同月份之间有所不同,但均在冬季含量最低,与月均气温和月均降雨量的变化关系表现为不完全的同步趋势。土壤氮含量季节变化特征的差异主要与气温、水分条件、不同生长期芦苇吸收利用、土壤有机碳、凋落物养分的归还以及有机氮矿化等影响有关。该研究结果为桂林会仙喀斯特国家湿地公园生态功能恢复与可持续发展利用提供了科学依据。     

黄土旱塬裸地土壤呼吸特征及其影响因子

于中国科学院长武生态试验站(始于1984年),采用动态密闭气室法(Li-8100,USA)于2008年3月至2009年3月监测了裸地土壤呼吸日变化、季节变化以及0-60cm土层的温度和含水量,研究了裸地土壤呼吸的日变化、季节变化特征及其与土壤温度和含水量之间的关系。结果表明:裸地土壤呼吸四季的日变化和季节变化均呈单峰型曲线,与气温变化趋势一致;日变化峰值出现在14:00左右或16:00左右,最低值出现在0:00左右或者6:00左右;季节变化表现为夏季最高,冬季最低,春秋季无明显差异,年平均呼吸速率为0.94μmolCO₂·m^-2·s^-1。土壤呼吸与温度具有极显著(P<0.01)的正相关关系,且可以用R_s=ae^bx形式的指数函数很好地拟合,其中与5cm深度的土壤温度相关性最好。水分对土壤呼吸的影响复杂。裸地土壤呼吸的双变量模型关系显著(P<0.01),比相应的单变量模型更好地解释了土壤呼吸变异。     

疏勒河源高寒草甸土壤微生物生物量碳氮变化特征

土壤微生物生物量是土壤有机质的活性部分,是反映土壤质量和碳氮循环机制的重要指标。本文以青藏高原东北缘疏勒河源高寒草甸为研究对象,对土壤微生物生物量碳（SMBC, mg/kg）和微生物生物量氮（SMBN, mg/kg）的不同季节（春、夏、秋、冬）和土层（0—10、10—20、20—30、30—40、40—50 cm）变化特征及其影响因素进行研究。结果表明：（1）不同土层SMBC均表现为春季开始逐渐升高、夏季达到最大值、秋季逐渐降低、冬季值最小,而SMBN春季开始逐渐降低、夏季值最小、秋季逐渐升高、冬季达到最大值。（2）SMBC、SMBN随着土壤深度的增加而下降,0—10 cm层SMBC、SMBN显著高于40—50 cm层,且SMBC、SMBN0—10 cm层的季节变幅显著大于40—50 cm层。（3）0—50 cm土层SMBC/SMBN表现为春季开始逐渐升高、夏季达到最大值、秋季逐渐降低、冬季值最小,其季节变化范围为8.77—23.59,处于较高水平。（4）SMBC、SMBN、SMBC/SMBN的季节和土层变化主要受植被地下生物量和土壤温度的影响。（5）各土层SMBC/SOC均表现为春季开始逐渐升高、夏季达到最大值、秋季逐渐降低、冬季值最小,而SMBN/TN春季开始逐渐降低、夏季值最小、秋季逐渐升高、冬季达到最大值。除夏季土层间无显著差异外,SMBC/SOC与SMBN/TN均表现为0—10 cm层显著高于40—50 cm层。（6）0—50 cm土层SMBC/SOC夏秋季显著高于冬春季且其季节变化范围为0.58%—1.18%,而SMBN/TN秋冬季显著高于夏季且其季节变化范围为0.39%—0.72%。综上,季节变化和剖面深度均对SMBC、SMBN产生显著影响且0—10 cm土层对SMBC、SMBN的累积能力最强。     

武夷山自然保护区不同海拔甜槠天然林土壤有机碳变化特征及影响因素

为揭示中亚热带常绿阔叶林建群种--甜槠天然林不同海拔土壤有机碳含量垂直分布差异及影响机制，以武夷山自然保护区甜槠天然林单一植被类型为研究对象，在其集中分布的5个海拔梯度（540、700、850、1022、1200 m）范围内设置固定样地，测定每个海拔梯度不同深度土层土壤因子（土壤全氮、全磷、土壤pH值、容重、土壤有机质、粉粒、砂粒、粘粒）、气候因子（土壤温度）、植被因子（细根生物量）及土壤有机碳含量等指标，分析了土壤有机碳沿海拔及垂直土层分布特征，并在主成分分析基础上构建了基于主控因子的线性回归模型。结果表明：（1）同一海拔高度，土壤有机碳含量在土壤垂直剖面分布具有明显的"表聚性"现象；同一土层深度，随着海拔升高，土壤有机碳含量逐渐增加，但增幅随土层深度增加而减小，高海拔地区有助于土壤有机碳的固存；（2）不同土层土壤有机碳含量与海拔、土壤全氮、土壤含水量、土壤粉粒呈极显著正相关（P<0.01），与土壤温度、土壤容重、土壤粘粒、砂粒呈极显著负相关（P<0.01）；土壤细根生物量、土壤有机质与土壤有机碳含量在土壤表层（0-10、10-20 cm）呈极显著（P<0.01）或显著正相关（P<0.05）；土壤pH值、土壤砂粒与土壤有机碳含量在20-30 cm土层呈显著负相关（P<0.05），但与其他土层关系不显著（P>0.05）；海拔因素是影响土壤有机碳含量分布的主要因素，其次为土壤因素，植被因素主要影响土壤表层有机碳含量分布。（3）海拔因素能通过影响与土壤有机碳形成和转化的因子及改变土壤有机碳的累积和分解速率，对土壤有机碳的分布产生影响。（4）多元线性回归模型拟合R²高于一元线性回归模型拟合R²，能解释土壤有机碳含量变异的82.1%-98.1%。由此可见，不同环境因子组合可以更好的解释不同土层土壤有机碳含量随海拔梯度的变异。     

贵州喀斯特高原花江峡谷区不同恢复模式的土壤养分特征

贵州省花江峡谷是典型的喀斯特高原石漠化综合治理区,为研究区内不同恢复模式对土壤养分状况的影响,选取人工种植的花椒、构树、砂仁、金银花、火龙果以及花椒与金银花混交形成的混交林共6种恢复模式的林地土壤作为研究对象,以荒草地为对照,采集0~10、10~20、20~30 cm处土样,研究土壤养分状况及理化因子的相关关系。结果表明:6种恢复模式的土壤有机碳、全氮、全磷、全钾均值分别较荒草地提高了72%、37%、60%、72%,土壤碱解氮、有效磷、有效钾均值分别较荒草地提高了61%、10%、106%;不同恢复模式的土壤有机碳和养分含量在土层间的垂直分布上存在较大差异,表层土壤有机碳、全氮、全磷、全钾、碱解氮、有效磷、有效钾含量分别为20~30 cm层的1.52、1.14、1.20、1.06、1.41、1.27、1.29倍,从而表现出"表聚效应";相关分析表明,土壤有机质和容重是土壤理化因子中的关键因子,植被因素和土壤因素是石漠化治理区进行恢复模式筛选和种植需要考虑的2个重要因素。     

典型喀斯特森林土壤的抗蚀性

喀斯特地区生态脆弱,极易发生土壤侵蚀。受地表要素空间异质性的影响,目前相关研究仍无法完全反映出喀斯特地区不同植被类型土壤抗蚀性的特征。通过野外调查,了解样地植被群落类型及其组成等基本情况,并以"S形布点法"实地采样;通过酒精烘烤法、环刀法等方法,获取土壤含水量、土壤容重、土壤有机质、土壤团聚体、土壤微团聚体及土壤机械组成、土壤抗蚀指数等土壤抗蚀指标值。结果表明,除有机质外的其他抗蚀指标表现出0—10cm土层内与10—20cm土层内的变化规律均和抗蚀指数一致。在土壤深度0—10cm范围内,土壤抗蚀指数表征的土壤抗蚀能力强弱为:阔叶林灌丛针叶林;在10—20cm土层范围为:灌丛针叶林阔叶林。0—10cm土层内各指标表征土壤抗蚀能力的显著程度为:有机质含量、水稳性团聚体、结构破坏率、团聚状况和团聚度较显著,10—20cm土层内为有机质含量、干筛团聚体、团聚度较为显著,水稳性团聚体次之。通过综合两个土层的情况,可认为有机质含量、水稳性团聚体、团聚度能较好地表征喀斯特林地土壤抗蚀性强弱。在喀斯特地区如果以防治土壤侵蚀为目的,应考虑种植阔叶树种,避免针叶树种。     

不同覆盖方式对旱地果园水热特征的影响

采用垄膜覆盖(T1)、覆草(T2)和免耕无覆盖(T3)等方法,测定分析陇东旱地果园水热状况,结果表明,0—60 cm土壤温度全年T1最高,萌芽开花期至果实膨大期T2温度最低,新梢停止生长期至落叶期T3温度最低。T1地表和20 cm土壤最高温度出现在6月上旬,40 cm和60 cm出现在8月上旬,表现为浅层(0—40 cm)最高温度出现提前,而T2和T3不同土层最高温度均在8月上旬。0—25 cm不同处理土壤温度表现为晴天最高,雨天最低。除7月至8月土壤温差以T1最大外,其余时期均以T3最大,全年T2温差最小。梨树生长前期(4—6月),T3土壤含水量最小,7月以后,T3最高。梨年生长周期中,T1土壤含水量变化最小,T3最大。不同土层T1土壤容重最小,孔隙度最大,T3土壤容重最大,孔隙度最小;0—120 cm土层T1和T3土壤容重均表现为先升后降,T2为先降后稳定变化的特点。不同处理土壤营养元素含量随时间变化而降低,T3降幅最大。地面覆盖减缓了土壤养分的流失,同时增加了土壤铁、锌、硼等元素含量。     

长白山温带阔叶红松林对温湿环境的调节效应

森林具有改善气候、调节微环境的作用,森林小气候的研究对于揭示森林生态系统功能、评估森林生态环境效益具有重要意义.本研究以长白山阔叶红松林为例,基于2003—2014年林内通量塔气象资料及其附近气象站空旷地的同时段气象资料,对其最高、最低和平均气温、相对湿度和表层土壤温度的日变化和季节变化进行对比分析.结果表明: 林内气温和相对湿度分别呈现单峰型和U型日变化规律,日较差较林外低2.31 ℃和8.3%,表层土壤温度日变化趋于恒定,阔叶红松林减缓了温湿度的日变化.夏季主要为降温效应,冬季表现出显著的增温效应.夏季林内气温和土温比林外低1.30和3.91 ℃;冬季林内气温和土温比林外高2.06和5.44 ℃.森林对最高温和最低温的调节效应显著.在季节尺度上,夏季森林降低最高气温和土温1.80和5.45 ℃,冬季提高最低气温和土温3.69和7.92 ℃.在年尺度上,林内年最高气温和土温分别较林外低1.60和4.99 ℃,年最低气温和土温分别较林外高1.12和8.82 ℃.森林对土温的调节效应强于对气温的调节效应.气温和土温均以对低温的保温作用为主.     

气象要素及土壤理化性质对不同土地利用方式下冬夏岩溶作用的影响

为揭示岩溶作用对不同人类活动强度土地利用方式、季节变化的响应,在重庆青木关岩溶槽谷区选取地质背景相同的6种典型土地利用方式(旱地,水田,退耕林,荒草地,杉竹混交林,竹林),利用标准溶蚀试片法得到各样点冬、夏两季单位面积溶蚀数据。并用自动气象站降水、气温,各样点土壤水、土壤CO2、土壤有机质、土壤pH、土壤容重、土壤孔隙度等数据对溶蚀结果进行分析。结果是:(1),夏季各样点壤中平均溶蚀量为冬季的3.87倍,且最大溶蚀量从夏季-80cm处上升为冬季-20—-50cm处;(2),受人类活动影响强度大的旱地、水田溶蚀量大于人类活动强度逐渐削弱的退耕林、旱地,而受人类活动影响最小的山竹混交林、竹林溶蚀量最小。且在人类活动强度较大的夏季三者之间差值较大。分析认为:水分、热量与溶蚀的季节变动存较好正相关关系,是影响溶蚀的最基础因素;土壤CO2在降水量大的夏季才能更好地促进溶蚀;土壤有机质与土壤pH反相关,二者协同影响溶蚀,在有机质含量高、pH偏低的表层对溶蚀影响大,其它层位影响较小;土壤容重、土壤孔隙度反映的土壤质地对溶蚀的影响是双向的,偏黏土持水性好而渗透性差,可促进降水少的冬季的溶蚀,如荒草地;砂土则渗透性好而持水性差,对降水多的夏季溶蚀有利,如旱地。另外,农业活动中用到的农家肥、化肥含NO-3、SO2-4,也会促进溶蚀。研究成果可为更科学准确地评估岩溶碳汇效应提供参考。     

哀牢山亚热带常绿阔叶林内外地温分布特征

地温是森林气候重要的环境因素之一,与植物生长密切相关,对地温的深入研究有助于揭示森林生态系统功能和评估森林环境效益。本文利用哀牢山亚热带常绿阔叶林林内和林外旷地(气象站)地温数据,分析发现:哀牢山亚热带常绿阔叶林林内外的地温均呈单峰型日变化,与林外相比,林内地温具有明显日变化的深度较浅(仅在20cm深度以上);林内平均地温具有显著日变化的深度在春季和秋季(20cm)要大于夏季和冬季(15cm);与林外相比,林内各层地温均小于同层的林外地温,并且林内地温的日变幅和年变幅也小于同深度的林外地温。总体来看,林外地温的年变幅和日变幅大于林内。     

塔克拉玛干沙漠腹地冬季土壤呼吸及其驱动因子

利用Li-8150系统测定了塔克拉玛干沙漠腹地冬季(1月)土壤呼吸,分析了环境驱动因子对极端干旱区荒漠生态系统土壤呼吸的影响。结果表明:(1)冬季土壤呼吸日变化呈现出显著的单峰曲线,土壤呼吸速率最大值出现在12:00,为0.0684μmol CO2m-2s-1,凌晨04:00附近出现最小值,为-0.0473μmol CO2m-2s-1;(2)土壤呼吸速率与各层气温,0cm地表温度均存在着极其显著或显著的线性关系,且都具有正相关性;(3)土壤呼吸速率与5cm土壤湿度存在着较为明显的线性关系,该层湿度能够解释土壤呼吸的69.5%;(4)0cm地表温度对土壤呼吸贡献最大,其次是5cm土壤湿度;(5)以0cm地表温度、5cm土壤湿度为变量,通过多元回归分析表明:土壤温度-湿度构成的多变量模型能够解释大于86.9%的土壤呼吸变化情况;(6)研究时段内土壤呼吸速率的平均值是-1.45mg CO2m-2h-1。     

基于植被/温度特征的黄土高原地表水分季节变化

地表水分是监测土地退化的一个重要指标,是气候、水文、生态、农业等领域的主要参数。选择陕北黄土高原地区作为研究区域,首先采用基于植被覆盖特征的植被状态指数（Vegetation Condition Index,简称VCI）和基于地表温度特征（Land Surface Temperature,简称Ts）的温度状态指数（Temperature Condition Index,简称TCI）分别评价了区域地表水分状况的季节变化。在此基础上分析了植被指数与地表温度特征线性关系的季节变化规律,计算了基于两者经验关系的地表干燥度指数（Temperature Vegetation Dryness Index,TVDI）。该指数对Ts／NDVI特征空间的生态特征的解释,对土壤和作物的水分含量具有综合的指示意义。文中利用该指数综合评价了研究区域地表水分状况的时空分布差异,进一步对VCI、TCI与TVDI相关关系的季节变化进行比较分析,并结合气候因子进行了相关验证,从而对不同指数的应用范围做出判定。研究结果表明,单独采用TCI或VCI表征地表水分会受到明显的季节影响,而TVDI能在不同季节综合体现植被覆盖和地表温度特征对地表水分的影响,从而能较好的反映区域地表水分状况的时空变化特征。各区域的TVDI值季节分布上皆为4—7月份高于10-翌年1月份,但各区TVDI值的季节变化则存在显著不同,而各流域内部TVDI值的空间变异性也存在季节差异,其中在10月份较为显著。     

Trigonella arcuata-associated rhizobia��an Ensifer (Sinorhizobium) meliloti population adapted to a desert environment

Long-term monitoring of soil properties reveals site-specific ecosystem shifts in soil processes due to land use and climate changes. This paper aims to study the effects of physical landscape changes associated with grazing on soil thermal and moisture regime at the plot scale in a semiarid Leymus chinensis steppe of Inner Mongolia, China. The investigated sites were subjected to three grazing intensities: ungrazed since 1979 (UG79), moderately grazed only in winter time (WG), and heavily grazed (HG). At each plot, we recorded the soil moisture and temperature over a 6-year period that spanned between June 2004 and September 2009 and experienced a large range in precipitation (162 to 362 mm). Based on these monitoring data, we divided a year into four hydric periods: (1) growing period (late April to August); (2) transitional period from summer to winter (September?COctober); (3) winter time (November?Cfirst March); and (4) transitional period from winter to summer (March?CApril). In general, soil moisture in grazed sites was lower than in the ungrazed site, particularly for the 30?C50 cm soil layer. Seasonal fluctuation of the soil moisture, due to variable precipitation and atmospheric demands, was most significant in the topsoil (0?C10 cm) and was less pronounced in deeper soil. Regardless of hydric seasons, soil moisture was significantly influenced by grazing intensity, whereas soil temperature was slightly influenced. With increasing grazing intensity, soil water storage decreased remarkably. Consequently, grazing reduced plant available water and therefore grassland productivity, which are linked to a great extent with the trampling-induced soil structure change and soil moisture regime.     

喀斯特峰丛洼地区坡地不同土地利用方式下土壤水分的时空变异特征

基于典型喀斯特峰丛洼地坡面土地利用方式试验火烧、刈割、刈割除根、封育、种植桂牧1号、种植玉米(面积分别为20m×70m)控制性试验建设,通过网格法(5 m×5 m)采样,用经典统计学和地统计学方法,分析了6种土地利用方式下(火烧、刈割、刈割除根、封育、种植桂牧1号、种植玉米)表层土壤水分在不同季节的空间变异特征。结果表明:喀斯特峰丛洼地土壤含水量均很高,雨季显著大于旱季,雨季为火烧封育、刈割除根玉米、桂牧1号刈割,旱季为刈割、火烧、刈割除根桂牧1号、封育玉米,均呈中等至强度变异,且含水量越低变异越大;不同土地利用方式土壤水分的自相关函数均呈由正向负方向发展的相同趋势,但拐点不同,且旱季大于雨季,不同土地利用方式旱季、雨季土壤水分的最佳拟合模型不同,但均呈中等或强烈的空间相关性,变程为6.8—213 m,且旱季大于雨季;同一土地利用方式旱季、雨季表层土壤水空间格局相似,不同土地利用方式空间格局则不同,因此在该区域进行植被恢复和生态重建时应采取不同的水资源利用策略。     

Annual variation in soil respiration and its components in a coppice oak forest in Central Italy

In order to investigate the annual variation of soil respiration and its components in relation to seasonal changes in soil temperature and soil moisture in a Mediterranean mixed oak forest ecosystem, we set up a series of experimental treatments in May 1999 where litter (no litter), roots (no roots, by trenching) or both were excluded from plots of 4 m². Subsequently, we measured soil respiration, soil temperature and soil moisture in each plot over a year after the forest was coppiced. The treatments did not significantly affect soil temperature or soil moisture measured over 0–10 cm depth. Soil respiration varied markedly during the year with high rates in spring and autumn and low rates in summer, coinciding with summer drought, and in winter, with the lowest temperatures. Very high respiration rates, however, were observed during the summer immediately after rainfall events. The mean annual rate of soil respiration was 2.9 µ mol m^?2 s^?1, ranging from 1.35 to 7.03 µmol m^?2 s^?1. Soil respiration was highly correlated with temperature during winter and during spring and autumn whenever volumetric soil water content was above 20%. Below this threshold value, there was no correlation between soil respiration and soil temperature, but soil moisture was a good predictor of soil respiration. A simple empirical model that predicted soil respiration during the year, using both soil temperature and soil moisture accounted for more than 91% of the observed annual variation in soil respiration. All the components of soil respiration followed a similar seasonal trend and were affected by summer drought. The Q₁₀ value for soil respiration was 2.32, which is in agreement with other studies in forest ecosystems. However, we found a Q₁₀ value for root respiration of 2.20, which is lower than recent values reported for forest sites. The fact that the seasonal variation in root growth with temperature in Mediterranean ecosystems differs from that in temperate regions may explain this difference. In temperate regions, increases in size of root populations during the growing season, coinciding with high temperatures, may yield higher apparent Q₁₀ values than in Mediterranean regions where root growth is suppressed by summer drought. The decomposition of organic matter and belowground litter were the major components of soil respiration, accounting for almost 55% of the total soil respiration flux. This proportion is higher than has been reported for mature boreal and temperate forest and is probably the result of a short‐term C loss following recent logging at the site. The relationship proposed for soil respiration with soil temperature and soil moisture is useful for understanding and predicting potential changes in Mediterranean forest ecosystems in response to forest management and climate change.     

Studies on water-vapor flux characteristic and the relationship with environmental factors over a planted coniferous forest in Qianyanzhou Station

Water-vapor flux over a planted coniferous forest ecosystem near Qianyanzhou, Jiangxi Province, China, was continuously measured with the eddy covariance technique for 2004. How environmental variables, including net radiation, air temperature, and soil moisture, affected water-vapor flux variation was studied in detail. Results showed that winter had the lowest monthly water-vapor flux value, whereas summer had the highest. The diurnal variation of water-vapor flux showed different patterns for clear and cloudy days. The annual total evapotranspiration was 736.1 mm. Regression analysis showed that daily water-vapor flux was significantly correlated with net radiation, air temperature, soil temperature, and soil heat flux on both clear and cloudy days, all in quadratic relationships. Stepwise regression analysis demonstrated that a different set of environmental factors controlled water-vapor flux on days with different weather conditions. From this study, it was clear that these environmental variables, especially net radiation and soil temperature, regulated water-vapor flux over the planted coniferous ecosystem.     

Studies on water-vapor flux characteristic and the relationship with environmental factors over a planted coniferous forest in Qianyanzhou Station

Water-vapor flux over a planted coniferous forest ecosystem near Qianyanzhou, Jiangxi Province, China, was continuously measured with the eddy covariance technique for 2004. How environmental variables, including net radiation, air temperature, and soil moisture, affected water-vapor flux variation was studied in detail. Results showed that winter had the lowest monthly water-vapor flux value, whereas summer had the highest. The diurnal variation of water-vapor flux showed different patterns for clear and cloudy days. The annual total evapotranspiration was 736.1 mm. Regression analysis showed that daily water-vapor flux was significantly correlated with net radiation, air temperature, soil temperature, and soil heat flux on both clear and cloudy days, all in quadratic relationships. Stepwise regression analysis demonstrated that a different set of environmental factors controlled water-vapor flux on days with different weather conditions. From this study, it was clear that these environmental variables, especially net radiation and soil temperature, regulated water-vapor flux over the planted coniferous ecosystem.