锡林河流域一个羊草群落中土壤呼吸与生物量之间的相关性分析

采用根系生物量梯度上土壤呼吸变化趋势线外推法对锡林河流域一个羊草(Leymus chinensis (Trin.) Tzvel.)群落中根系呼吸占土壤总呼吸的比例进行了估计,对生物量各组分(地上、地下部分)之间以及它们与土壤呼吸间的相关性进行了分析.结果表明:在测定年度(1998年)整个生长季的不同月份,该群落中根系呼吸量占土壤呼吸总量的比例在14%～39%之间,平均为27%;地上总生物量及根系生物量与土壤呼吸间的相关性较差,但地上活生物量与土壤呼吸间存在着显著的乘幂关系.上述结果与国外同类研究结果相比,具有很好的一致性.     

锡林河流域一个羊草群落中土壤呼吸与生物量之间的相关性分析

采用根系生物量梯度上土壤呼吸变化趋势线外推法对锡林河流域一个羊草（Leymus chinensis(Trin.)Tzvel.）群落中根系呼吸占土壤总呼吸的比例进行了估计,对生物量各组分（地上、地下部分）之间以及它们与土壤呼吸间的相关性进行了分析,结果表明：在测定年度（1998）整个生长季的不同月份,该群落中根系呼吸量及土壤呼吸总量的比例在14%～39%之间,平均为27%,地上总生物量及根系生物量与土壤呼吸间的相关性较差,但地上活生物量与土壤呼吸间存在着显的乘幂关系,上述结果与国外同类研究结果相比,具有很好的一致性。     

锡林河流域一个放牧草原群落中根系呼吸占土壤总呼吸比例的初步估计

 采取根系生物量梯度上土壤呼吸变化趋势线外推法对锡林河流域一个放牧羊草(Leymus chinensis)群落中根系呼吸占土壤总呼吸的比例进行了估计。结果表明：在测定年度整个生长季的不同月份,该群落中根系呼吸量占土壤呼吸总量的比例在15%～37%之间,平均为24%;根系呼吸所占比例较高的月份与根系生长的高峰期基本一致,均出现在6月中旬和8月上旬;上述结果与国外同类研究结果相比,具有很好的一致性。     

锡林河流域两类植物群落土壤呼吸特征的比较

采用碱液吸收法对锡林河流域一个半干旱典型草原群落的土壤呼吸进行了5个月的野外测定,并对其与气候因子和生物量之间的关系进行了分析.另选择了锡林河岸边的一个沼泽化草甸群落作为对比来研究土壤湿度和植被类型对土壤呼吸的影响.主要结果包括:1)两个群落土壤呼吸的季节动态基本一致,均出现了两个峰值,其中草原群落和草甸群落土壤呼吸速率的变化范围分别为312.8～1 738.9mgC@m-2@d-1和354.6～2 235.6 mg C@m -2@d-1.草甸群落的土壤呼吸速率明显高于草原群落,它们的日平均土壤呼吸速率分别为1 349.6 mg C@m-2@d-1和785.9mg C@m-2@d1;2)在草原群落中,土壤呼吸速率与土壤湿度的相关性比其与温度的关系更加显著,而在草甸群落正好相反,反映出这两种气候因子在不同生境中起着不同的作用.根据土壤呼吸与气温之间的同归关系外推出2001年生长季草原群落和草甸群落的土壤呼吸量分别为142.4 g C/m2和236.1 g C/m2;3)在草甸群落中,地上总生物量与土壤呼吸速率之间没有显著的相关关系,而地上部活体生物量与土壤呼吸速率之间则存有很显著的幂函数关系.在草原群落中,土壤呼吸速率与地上活体生物量或地上总生物量的相关性均很弱.     

锡林河流域两类植物群落土壤呼吸特征的比较

采用碱液吸收法对锡林河流域一个半干旱典型草原群落的土壤呼吸进行了5个月的野外测定,并对其与气候因子和生物量之间的关系进行了分析。另选择了锡林河岸边的一个沼泽化草甸群落作为对比来研究土壤湿度和植被类型对土壤呼吸的影响。主要结果包括:1)两个群落土壤呼吸的季节动态基本一致,均出现了两个峰值,其中草原群落和草甸群落土壤呼吸速率的变化范围分别为312.8～1 738.9 mg C·m-2·d-1 和354.6～2 235.6 mg C·m-2·d-1。草甸群落的土壤呼吸速率明显高于草原群落,它们的日平均土壤呼吸速率分别为1 349.6 mg C·m-2·d-1和785.9mg C·m-2·d-1; 2)在草原群落中,土壤呼吸速率与土壤湿度的相关性比其与温度的关系更加显著,而在草甸群落正好相反,反映出这两种气候因子在不同生境中起着不同的作用。根据土壤呼吸与气温之间的回归关系外推出2001年生长季草原群落和草甸群落的土壤呼吸量分别为142.4 g C/m2 和 236.1 g C/m2;3)在草甸群落中,地上总生物量与土壤呼吸速率之间没有显著的相关关系,而地上部活体生物量与土壤呼吸速率之间则存有很显著的幂函数关系。在草原群落中,土壤呼吸速率与地上活体生物量或地上总生物量的相关性均很弱。     

林木非同化器官CO2 通量的测定方法及对结果的影响

林木非同化器官的气体交换特性是研究森林 CO2 通量过程中的一个必须考虑的因子 ,但是目前对于如何测定并没有标准方法。综述研究根系呼吸的 6类 10种方法、研究树干和树枝呼吸的 2类方法 ,并对各种方法的优缺点和最新研究成果进行了讨论。在此基础之上 ,收集前人研究结果 (6 5个根系呼吸占土壤总呼吸比例的数据 ,5 9个美国黄松 (Pinus ponderosa)树干呼吸数据 )对不同研究方法对测定结果的可能影响进行了评述。根系呼吸对土壤呼吸的贡献率在 5 %～ 90 %之间 ,而近 6 0 %的研究结果显示土壤呼吸中根呼吸所占比例为 4 0 %～ 70 %。不同研究方法测定的根系呼吸结果不同 ,其中 ,使用同位素标记法测定的根系呼吸占土壤总呼吸的比例最低 (4 0 %) ,而根系排除法和树干环剥法测定结果最高 ,较同位素标记法 (人工同位素标记法和天然同位素丰度法 )的测定结果高 33%,较根系分离法的测定结果高 7%,表明根系排除法和树干环剥法对根际环境的扰动破坏可能导致估计偏高 ,而根系分离法中根系死亡导致呼吸速率降低和根系受伤导致呼吸增加之间的补偿作用 ,仅仅使测定结果稍微偏高。对树干呼吸的统计结果显示 ,当以树干表面积为基准时 ,离体测定结果较活体测定结果平均高 74 %(p=0 .0 13) ;而当用边材体积为基准时 ,离体测     

中国森林土壤呼吸模式

通过收集国内62个森林样地的土壤呼吸及相关因子数据,分析中国森林土壤呼吸模式.结果表明,中国森林土壤呼吸年通量与年均气温、年均降水量、年凋落物量和年地上净生产力均呈显著的线性正相关,土壤呼吸的Q10则与年均气温和年均降水量均呈显著的负相关.根系呼吸、枯枝落叶层呼吸与土壤呼吸间均呈显著线性正相关;土壤异养呼吸和枯枝落叶层呼吸与年凋落物量呈显著正相关;土壤异养呼吸与自养呼吸间呈显著的线性正相关.根系呼吸、枯枝落叶层呼吸、矿质土壤呼吸占土壤呼吸的比例均值分别为34.7%、20.2%和50.2%.矿质土壤呼吸所占比例与气温和降水量呈显著负相关,而异养呼吸所占比例则与降水量呈显著负相关.根系呼吸所占比例与根系呼吸之间呈渐近线关系(渐近值为45.9%).     

黔中天龙山典型喀斯特次生林地上生物量与环境因子的关系

为探究喀斯特次生林地上生物量与环境因子的关系,该文以黔中普定县喀斯特天龙山典型次生林样地为研究对象,采取单物种及不同径级组地上生物量模型计算优势种及群落生物量,采用空间分布图描述环境因子与群落地上生物量空间分布状况,利用相关性检验(Pearson)、一般线性模型(GLM)以及冗余分析(RDA)讨论群落、生活型、物种地上生物量与环境因子的关系。结果表明：(1)喀斯特次生林群落地上生物量总量为106.94 t·hm^-2,优势种地上生物量占整个样地的91.77%,其中常绿植物高于落叶,窄叶柯(Lithocarpus confinis)与化香树(Platycarya strobilacea)地上生物量在群落中占比最高,分别为34.23%和34.37%。(2)岩石裸露率空间分布呈现明显的上下梯度差异,上坡显著大于下坡,坡度与土壤厚度空间分布不连续,无明显规律。(3)群落地上生物量与土壤厚度呈显著正相关,二者空间分布趋于一致,土壤厚度是群落地上生物量的主要影响因子,岩石裸露率与坡度对群落地上生物量的影响较低。(4)对于不同生活型,岩石裸露率对地上生物量的影响程度最高,土壤厚度...     

黑河中游荒漠草地地上和地下生物量的分配格局

草地生态系统中地上和地下生物量的分配方式对于研究生态系统碳储量和碳循环有着重要的意义。为了解黑河中游荒漠草地的地上和地下生物量分配格局, 从群落和个体两个水平对黑河中游的地上和地下生物量进行了调查。结果表明: 群落水平上地上生物量介于3.2-559.2 g·m^-2之间, 地下生物量介于3.3-188.2 g·m^-2之间, 个体水平上地上生物量介于6.1-489.0 g·株^-1之间, 地下生物量介于2.4-244.2 g·株^-1之间, 群落水平上的根冠比(R/S)为0.10-2.49, 个体水平上为0.07-1.55, 地下生物量均小于地上生物量, 群落水平上R/S值大于个体水平。群落和个体水平地上和地下生物量的拟合斜率分别为1.1001和0.9913, 与1没有显著差异, 说明地上与地下生物量呈等速生长关系。群落和个体水平土壤表层0-20 cm和0-30 cm的根系生物量分别占全部根系生物量的89.81%、96.95%和81.42%、93.62%, 表明地下生物量主要集中在0-20 cm和0-30 cm土壤表层。     

青海高寒区典型人工林植物多样性、地上生物量特征及其相关性

研究青海高寒区典型人工林植物多样性与生物量关系有助于植物多样性及生物量的相互预测,对于阐明植物多样性对生态系统的作用具有重要意义。以青海高寒区典型人工林为研究对象,采用标准地调查法、生物量模型估算法、生物量收获法等对人工林乔木层、灌木层和草本层的植物多样性及地上生物量进行定量研究,得到以下结果:(1)青海高寒区人工林植物多样性表现为草本层高于灌木层与乔木层,群落植物多样性受草本层植物多样性影响较大。(2)林龄为20年的人工林地上生物量介于921.9532—6314.9671 g/m~2之间,林龄为35年的人工林地上生物量介于9563.0731—15181.1201 g/m~2之间,不同林分类型之间地上生物量差异显著。(3)青海省高寒区人工林灌木层与草本层地上生物量占地上总生物量的比例较小,分别在0.77%—1.49%,0.004%—18.54%之间,乔木层地上生物量在群落地上总生物量中起主导地位。(4)青海高寒区人工林群落及草本植物丰富度与草本地上生物量之间呈三次函数关系(P0.05)。     

CO2浓度升高对森林土壤微生物呼吸与根（际）呼吸的影响

 根呼吸与微生物呼吸的作用底物不同,二者对高浓度CO₂的响应机理及敏感程度亦不同。在大气CO₂浓度升高的背景下,精确区分根呼吸与微生物呼吸是构建森林生态系统碳循环模型和预测森林生态系统碳源/汇关系所必需的。根（际）呼吸与微生物呼吸对高浓度CO₂的响应呈增加、降低或无明显变化等不同趋势,根（际）呼吸变化主要与根生物量明显相关,细根的作用大于粗根;土壤微生物呼吸变化存在较大的不确定性,微生物量和微生物活性与土壤微生物呼吸相关或不相关。根系统对高浓度CO₂的响应会潜在地影响微生物的代谢底物,进而影响微生物呼吸强度。凡影响土壤总呼吸的生物与非生物因子都会直接或间接地影响根呼吸与土壤微生物呼吸。     

林木根呼吸及测定方法进展

 森林土壤呼吸的近2/3是由林木根呼吸产生的,林木根呼吸对估计森林C吸存及构建森林生态系统碳动态模型有重要意义,是全球碳循环研究的一个重要组成部分。林木根呼吸包括生长呼吸和维持呼吸,不同森林生态系统林木根呼吸对土壤呼吸的贡献大多在40%～60%范围内,林木根呼吸在生长季节较高而休眠季节较低。测定林木根呼吸的主要方法有排除根法、离体根法、同位素法和原位PVC管气室法,前两者相对简单、成本低,常用于森林生态系统中;同位素法可原位测定根呼吸,对土壤干扰较小,但不易操作,且成本高。根呼吸受土壤温度、根直径大小、根组织N浓度、环境CO2浓度、土壤湿度、养分有效性等因素的影响。今后的研究应集中在以下方面：1）探讨和比较不同条件下测定根呼吸组成（生长呼吸、维持呼吸）的最合适方法;2）加大在野外条件下使用有效方法分离根呼吸和根际微生物呼吸的力度;3）对森林生态系统根呼吸动态进行长期的定位研究;4）进一步加强研究不同气候带,不同森林类型林木根呼吸,并将研究尺度从气室扩大到区域或全球水平;5）加强林木根呼吸对全球变化的响应及机制的研究;6)对林木根呼吸进行多学科合作研究将为全球C循环做出新的贡献。     

华西雨屏区苦竹人工林土壤呼吸各组分特征及其温度敏感性

通过在华西雨屏区苦竹(Pleioblastus amarus)人工林内建立固定样地、定期监测等方法,研究该人工林生态系统土壤呼吸各组分特征及其温度敏感性.结果表明:2010年2月-2011年1月,苦竹林平均土壤呼吸速率为1.13 μmol·m-2·s-1,仲夏最高,深冬最低;凋落物层、无根土壤和植物根系对苦竹林土壤呼吸的贡献率分别为30.9％、20.8％和48.3％,各呼吸组分的季节动态均与土壤总呼吸类似,并与温度和凋落量等因素相关;苦竹林土壤总呼吸(RST)、凋落物层CO2排放(RSL)、无根土壤CO2排放(RSS)和植物根系呼吸(RSR)的年碳排放量分别为4.27、1.32、0.87和2.08 MgC· hm-2 ·a-1;土壤总呼吸及其各组分与凋落量呈显著正线性相关,与土壤10 cm温度和气温均呈显著正指数相关;基于土壤温度计算的RST、RSL、RSS和RSR的Q10值分别为2.90、2.28、3.09和3.19,凋落物层CO2排放的温度敏感性显著低于总呼吸和其他各组分.     

锡林河流域一个放牧羊草群落中碳素平衡的初步估计

 野外调查与历史资料相结合,对内蒙古锡林河流域一个放牧羊草（Leymus chinensis）草原群落的碳素贮量、主要流量和周转速度等进行了估计,在此基础上对放牧情况下该群落的碳素收支进行了概算。结果表明：1）该群落中地上部净初级生产固碳量的两年平均值为78.2 gC·m－2·a－1, 根系碳素输入量的平均值为322.5 gC·m－2·a－1, 碳素输入总量为400.7 gC·m－2·a－1; 2）土壤净呼吸量为343.7 gC·m－2·a－1,家畜采食量为49.7 gC·m－2·a－1,动物（昆虫）采食量为14.7 gC·m－2·a－1,地上立枯阶段的淋溶与光化学分解损失为3.2 gC·m－2·a－1,碳素输出总量为411.3 gC·m－2·a－1; 3）该群落中碳素输出略大于输入,净释放速率为10.6 gC·m－2·a－1,0～30 cm土壤中的碳素周转速率为6.2%,周转时间为16年。     

Adjustment of Forest Ecosystem Root Respiration as Temperature Warms

Adjustment of ecosystem root respiration to warmer climatic conditions can alter the autotrophic portion of soil respiration and influence the amount of carbon available for biomass production. We examined 44 published values of annual forest root respiration and found an increase in ecosystem root respiration with increasing mean annual temperature (MAT),but the rate of this cross-ecosystem increase (Q10 = 1.6) is less than published values for short-term responses of root respiration to temperature within ecosystems (Q10 = 2-3). When specific root respiration rates and root biomass values were examined, there was a clear trend for decreasing root metabolic capacity (respiration rate at a standard temperature) with increasing MAT. There also were tradeoffs between root metabolic capacity and root system biomass, such that there were no instances of high growing season respiration rates and high root biomass occurring together. We also examined specific root respiration rates at three soil warming experiments at Harvard Forest, USA, and found decreases in metabolic capacity for roots from the heated plots. This decline could be due to either physiological acclimation or to the effects of co-occurring drier soils on the measurement date. Regardless of the cause, these findings clearly suggest that modeling efforts that allow root respiration to increase exponentially with temperature, with Qt0 values of 2 or more, may over-predict root contributions to ecosystem CO2 efflux for future climates and underestimate the amount of C available for other uses,including net primary productivity.     

Root respiration in temperate mountain grasslands differing in land use

In grasslands the proportionally largest emission of CO₂ comes from the soil. This study aimed to assess how root respiration, a major flux component, is affected by land management and changes in land use. Respiration of roots, separated to classes of different diameter, was measured in 11 temperate mountain grasslands, including meadows, pastures and abandoned sites at three geographic locations. Specific root respiration was affected by nitrogen (N) concentration, root class and land use. The relationship between root N concentration and respiration differed between locations. With increasing root diameter there was a decrease in root respiration, N concentration, respiration per unit N and Q₁₀. In grasslands abandoned for several years specific root respiration was lower than in meadows, pastures and a recently abandoned site. This was due to lower root N concentrations and/or lower respiration rates per unit N within each root class. Since root biomass was higher on abandoned grasslands, total ecosystem root respiration did not differ consistently between sites. Ecosystem root respiration showed distinct seasonal changes due to changes in root biomass, which were less pronounced on abandoned grasslands. Fine roots generally made up the largest portion of ecosystem root respiration, their contribution varying between 35% and 96%. On meadows, clipping increased soil and root respiration by increasing soil temperature. When corrected for temperature effects soil respiration was reduced by 20–50%, whilst root respiration was little affected, suggesting that carbohydrate reserves sustained root metabolism for several days and that microbial respiration strongly responded to short‐term changes in assimilate supply.     

Chronic N deposition alters root respiration‐tissue N relationship in northern hardwood forests

Specific root respiration rates typically increase with increasing tissue N concentration. As a result, it is often assumed that external factors inducing greater root N concentration, such as chronic N deposition, will lead to increased respiration rates. However, enhanced N availability also alters root biomass, making the ecosystem‐level consequences on whole‐root‐system respiration uncertain. The objective of this study was to determine the effects of chronic experimental N deposition on root N concentrations, specific respiration rates, and biomass for four northern hardwood forests in Michigan. Three of the six measurement plots at each location have received experimental N deposition (3 g ‐N m^?2 yr^?1) since 1994. We measured specific root respiration rates and N concentrations of roots from four size classes (<0.5, 0.5–1, 1–2, and 2–10 mm) at three soil depths (0–10, 10–30, and 30–50 cm). Root biomass data for the same size classes and soil depths was used in combination with specific respiration rates to assess the response of whole‐root‐system respiration. Root N and respiration rate were greater for smaller diameter roots and roots at shallow depths. In addition, root N concentrations were significantly greater under chronic N deposition, particularly for larger diameter roots. Specific respiration rates and root biomass were unchanged for all depths and size classes, thus whole‐root‐system respiration was not altered by chronic N deposition. Higher root N concentrations in combination with equivalent specific respiration rates under experimental N deposition resulted in a lower ratio of respiration to tissue N. These results indicate that relationships between root respiration rate and N concentration do not hold if N availability is altered significantly. For these forests, use of the ambient respiration to N relationship would over‐predict actual root system respiration for the chronic N deposition treatment by 50%.